豇豆收获前后种子劣变的抗性研究

于海龙，古瑜，韩启厚，刘惠静，孟庆良

（天津科润蔬菜研究所，天津300384）



豇豆收获前后种子劣变的抗性研究

于海龙，古瑜，韩启厚，刘惠静，孟庆良

（天津科润蔬菜研究所，天津300384）

不同豇豆种质在种子形成过程中对不良自然环境的适应能力和贮藏抗性不同，严重制约着豇豆优质种子生产和推广。了解豇豆品种的田间抗劣变能力，对指导新品种选育、种子生产和品种推广具有十分重要的意义。本研究采用甲醇胁迫法和温箱蚀化法对5份豇豆种质进行收获前和收获后种子劣变的鉴定。综合各项指标的检测结果发现：‘丰豇十号’种质适应性差，气候对其生长影响较大，不适宜大面积推广。‘大润发’和‘丰豇青优’综合表现最佳，对气候的适应较强，适合大面积推广。

豇豆；种子劣变；甲醇胁迫；温箱蚀化；抗性

0　引言

豇豆（Vigna unguiculata L.）为豇豆属一年生植物，其可食用豆荚含有较高的蛋白质、多种维生素和微量元素，营养丰富，是人们喜食并被广泛种植的主要蔬菜之一。国外学者很早就开始进行种子耐贮试验。Delouche等［1］1973年报道，用40～45℃100%RH高温高湿加速老化法能预测种子在室温条件下的耐贮性。Musgrave等［2］1980年研究发现，甲醇溶液加速老化的豌豆和大豆种子可以应用于种子检验和生理研究中。这些方法奠定了研究豆类耐贮性和田间抗性的基础，在大豆劣变抗性的研究中得到广泛应用。目前，国内科学家对大豆种子的劣变研究进展迅速，已经完成了大豆收获前和贮藏期间与种子劣变相关的组织结构水平、生理生化水平、蛋白质水平和分子水平等方面的相关研究［3-14］。

豇豆种子活力研究借鉴了大豆的研究方法，并得到与大豆相同的结果［15］，利用此方法检测了不同类型豇豆资源的耐贮性差异［16］。此外，对豇豆种子活力的研究主要围绕豆荚采摘时期［17-18］、贮藏条件［19-21］、不同外界处理［22］等对种子活力的影响，对豇豆种子收获前的田间抗性，以及田间抗性与后期耐贮性之间相关性的研究仍是空白。在多年豇豆种子生产实践中，作者发现不同品种在种子形成过程中对不良自然环境的适应能力不同。抗种子劣变能力强的品种，田间表现适应性强，种子活力强，后期出苗整齐，畸形苗少；而抗性差的品种表现为芽率低、出苗差。这些严重制约着豇豆优质种子生产。因此，了解豇豆品种的田间抗劣变能力，对指导新品种选育、种子生产［23］和品种推广具有十分重要的意义。

笔者采用甲醇胁迫法和温箱蚀化法对5份豇豆种质进行收获前和收获后种子劣变鉴定，明确了5份种质收获前劣变抗性（田间适应性）和收获后劣变抗性（耐贮藏性），以及田间抗性与耐贮性之间的相关性，旨在筛选出抗性种质，为劣变抗性机理研究、遗传育种改良和新品种选育提供参考。

1　材料与方法

1.1植物材料

5份豇豆种质分别为‘丰豇青优’、‘丰豇十号’、‘大润发’、‘好收成’和‘极早佳’。采用夏播秋收的种子，田间统一栽培管理，种子自然晾晒至含水量≤12%，4℃下密封保存。

1.2试验方法

试验于2013年7—10月在天津科润蔬菜研究所进行。每处理做发芽试验10盒，3次重复。将发芽第7天的整个幼苗于105℃杀青0.5 h，然后80℃烘至恒重，称重，并计算平均单株干重。

1.2.1甲醇胁迫处理先做种子发芽试验，确保每份种质的发芽率≥97%。然后采用20%甲醇浸泡种子2 h，清水冲洗后做标准发芽试验。

1.2.2温箱浊化处理先做种子发芽试验，确保每份种质的发芽率≥97%。然后用10%次氯酸钠消毒10～15min，清水冲洗后，置于95%RH、温度为40℃的温箱中蚀化10天后做标准发芽试验。

1.2.3标准发芽试验根据《中华人民共和国国家标准农作物种子检验规程》GB/T 3543.1～3543.7—1995［24］，用发芽盒25℃黑暗条件下进行发芽试验。50粒为一组，重复3次。以子叶露出1 cm以上为种子发芽。发芽试验过程中每天记录种子发芽数，第5天计算种子发芽势，第7天计算种子发芽率，如式（1）～（4）。

2　结果与分析

2.15份豇豆种质收获后种子劣变抗性（耐贮性）研究

甲醇处理后种子发芽势、发芽率、发芽指数与活力指数等指标变化详见表1。

表1　甲醇处理后种子变化情况

由表1可知，经甲醇处理后，5份种质的平均发芽势和平均发芽率均有不同程度的下降。从发芽势的变化数据分析，只有‘好收成’发芽势受影响最小。从发芽率的数据发现，‘丰豇青优’和‘好收成’的变化幅度较小，其余种质发芽率下降均十分明显。综合发芽势和发芽率的变化趋势发现：有的品种出现发芽势变化与发芽率变化不一致的现象，例如‘丰豇青优’；大部分种质表现发芽势和发芽率变化一致。从各指标数据变化幅度分析，‘丰豇十号’的发芽势下降最明显，达到34%；‘好收成’的发芽势下降稍慢，但也达到了20%。‘丰豇青优’和‘好收成’的平均发芽率变化不大，只有4%左右。而‘丰豇十号’和‘极早佳’的发芽率变化明显，达到20%～28%。5份种质的种子活力指数也下降了42%～70%，‘丰豇十号’种子活力下降最明显，达到70%。

2.25份豇豆种质收获前种子劣变抗性（田间劣变抗性）研究

5份豇豆种质田间劣变抗性采用温箱浊化法进行检测，处理后发芽情况和种子活力的变化如表2所示。

由表2可知，所有种质发芽势和发芽率均有下降。其中‘丰豇十号’下降较明显，达到10%。其他种质变化较小，比率小于5%。各种质种子活力指数均有下降，以‘丰豇十号’的种子活力变化最大，达到62%。以上各项指标综合分析，田间劣变抗性‘丰豇十号’最差，其他种质差别不大。

3　结论

综合甲醇胁迫后各项指标的检测结果发现，5份种质耐贮性从强到弱的顺序是：‘好收成’＞‘丰豇青优’＞‘大润发’＞‘极早佳’＞‘丰豇十号’。

温箱浊化处理的检测结果，按照种子活力指数为依据排序，5份种质的田间劣变抗性由强到弱的顺序是：‘大润发’＞‘极早佳’＞‘丰豇青优’＞‘好收成’＞‘丰豇十号’。

‘丰豇十号’种质不论收获前和收获后，其抗劣变能力都较差，说明品种适应性差，气候对其生长影响较大，不适宜大面积推广。

‘大润发’和‘丰豇青优’综合表现最佳，种植时对气候要求范围较广，适合大面积推广。

4　讨论

笔者在豇豆繁种过程中发现，不同地区、不同气候条件下生产相同品种的豇豆种子，其质量差异十分明显，一些地区生产的豇豆种子会产生硬实现象［25］。因此，亟待找到安全、简便、快速的鉴定方法，用以了解不同豇豆种质的适应性。本研究所使用的5份豇豆种质均为天津科润蔬菜研究所多年种植的品种，对这些品种的田间表现已经比较清楚，通过本试验印证劣变抗性鉴定方法在豇豆中的可行性。

表2　温箱浊化处理后种子活力等指标变化情况

4.1田间适应性试验与田间表现的一致性评价

本试验结果表明，经高温高湿和甲醇处理后，所有种质发芽势和发芽率均有下降。这个结果与舒英杰等［7］和王芳等［3］的研究结果相同。其中‘丰豇十号’种子活力等相关指标在5份种质中下降最明显。比较5份种质在田间的适应性表现，‘丰豇十号’在田间对高温高湿非常敏感，遇到高温豆荚易变短和鼓粒，这也与本研究结果相符。‘丰豇青优’田间表现较耐寒，适应性较强，其与活力相关指标结果不十分一致，未体现出耐寒性。对比试验数据，笔者认为温箱浊化法只是模拟了田间高温高湿的气候特点对豇豆种子生成时的影响，对豇豆种质田间耐热抗性评价较准确，只能作为田间部分适应性的评价标准，对于种质耐寒性的检测方法还需进一步探讨。

4.2耐贮性试验与实际贮藏情况的一致性评价

本研究通过甲醇胁迫处理后的发芽率、发芽势的变化、发芽指数和种子活力指数等数据整体进行比较发现，‘丰豇十号’耐贮性较差，与其他4份种质存在较大差异。实际贮藏情况是‘丰豇十号’的耐贮性很好，与试验数据差距较大。笔者认为，这可能与种子种皮较厚、种子内部带菌有关。但对于其他4份种质的试验结果与实际情况还是相符的，同一种质的田间表现与收获后的耐贮性有一致性，此结果与陈晓玲等［11］相同，但作者认为还有待更多种质实际贮藏表现与试验结果之间进一步的相互验证。

［1］Delouehe J C，Baskin C C.Accelerated ageing techniques for predicting the relative storability of seeds lots［J］.Seed Science and Technology，1973，1（2）:427-452.

［2］Musgrave M E，Prlestley D A，Leopold A C.Methanol stress as a test of seed vigor［J］.Crop science，1980，20（5）:626-630.

［3］王芳，王丽群，田鑫，等.中国南方春大豆收获前后种子劣变的抗性研究［J］.中国农业科学，2007，40（11）:2637-2647.

［4］李小红，谢运河，阳小凤，等.春大豆种子抗劣变性鉴定方法研究［J］.湖南农业科学，2012（23）:13-14.

［5］李小红，谢运河，郑贵辰，等.收获期对南方春大豆产量、品质及抗劣变性的影响［J］.江西农业学报，2013，25（1）:15-17.

［6］舒英杰，周玉丽，陶源，等.模拟田间劣变对生理成熟期春大豆植株生长及种子活力的影响［J］.大豆科学，2013，32（5）:635-639.

［7］舒英杰，王爽，陶源，等.生理成熟期高温高湿胁迫对春大豆种子活力、主要营养成分及种皮结构的影响［J］.应用生态学报，2014（5）: 1380-1386.

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［12］唐善德，成金莲，黄敏珍.春大豆种子劣变的研究［J］.大豆科学，1994（8）:230-236.

［13］寿惠霞，宋文坚，张刚，等.栽培与野生大豆资源抗种子劣变性差异的研究［J］.大豆科学，1998（2）:59-64.

［14］寿惠霞，宋文坚.大豆种子抗劣变性的鉴定方法研究［J］.种子，1999，101（2）:3-5.

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［24］GB/T 3543.1～3543.7—1995，中华人民共和国国家标准农作物种子检验规程［S］.北京:中国标准出版社，2002:43.

［25］古瑜，孙俊，尤福洋，等.破除菜豆种子硬实方法初探［J］.中国农学通报，2014，30（1）:221-225.

Resistance of Cowpea Seed Deterioration Before and After Harvest

Yu Hailong，Gu Yu，Han Qihou，Liu Huijing，Meng Qingliang
（Tianjin Kernel Vegetable Research Institute，Tianjin 300384，China）

Different cowpea germplasms have various environment adaptabilities and storage resistance during seeds formation process.Understanding the cowpea varieties’anti-deterioration ability has certain significance to guiding new variety breeding，seeds production and variety commercialization.Five cowpea germplasms’seeds were treated by methanol stress and incubating weathering method to identify seeds deterioration before and after harvest.The results indicated that‘Fengjiang Shihao’germplasm had poor adaptability.Its growth could be influenced by the climate，not suitable for large-scale commercialization.The comprehensive performance of two germplasms，‘Darunfa’and‘Fengjiang Qingyou’，were the best，they had a wide range climatic adaptability and were suitable for large area planting.

Cowpea；Seed Deterioration；Methanol Stress；Incubating Weathering Treatment；Resistance

S643.4

B论文编号：cjas16030029

国家科技支撑计划项目“蔬菜商业化育种技术研究与示范”（2014BAD01B08）子项“黄瓜等主要蔬菜商业化育种技术研究与示范”（2014BAD01B0802）；天津市农科院院长基金项目“早熟绿荚豇豆新品系选育”（13008）；蔬菜种质创新国家重点实验室；天津市科技创新体系及平台建设计划“设施精品蔬菜分子育种技术平台建设”（14TXSYJC00463）。

于海龙，男，1980年出生，黑龙江人，副研究员，硕士，从事菜豆及豇豆的新品种选育及繁育工作。通信地址：300384天津市西青区津静公路天津科润蔬菜研究所，Tel：022-23785978，E-mail：250782726@qq.com。

古瑜，女，1971年出生，广东梅州人，副研究员，博士，从事豆类蔬菜遗传育种工作。通讯地址：300384天津市西青区津静公路天津科润蔬菜研究所，Tel：022-23785978，E-mail：13502054749@163.com。

2016-03-31，

2016-06-02。