黑龙江省野生大豆资源农艺性状和品质性状的遗传多样性探析

邸树峰+张静华

摘要 黑龙江省的野生大豆具有丰富的遗传多样性，有利于大豆的遗传与改良。因此，在黑龙江省进行了资源材料的采集，并对采回的材料进行认真研究与分析，同时对研究与分析的结果展开讨论。

关键词 野生大豆；农艺性状；品质性状；遗传多样性

中图分类号 S565.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）23-0045-02

为了寻找农艺性状与品质性状都十分优异的野生大豆资源，本次课题试验研究的取材，将试验地定为具有“黑土地”之称的黑龙江省。黑龙江省属于农业大省，黑土地上生长的作物无论从产量、数量还是作物生长等各个方面都远远优于其他地区的作物。因此，选择“黑土地”上的野生大豆作为课题研究的资源材料。通过对试验课题研究结果的统计与分析，并且针对黑龙江省野生大豆资源农艺性状和品质性状遗传的多样性进行探讨。

1 试验课题研究的准备工作

1.1 试验材料的培育

为了研究黑龙江省野生大豆资源在农业性状与品质性状方面的遗传多样性，试验选择采集的野生大豆遍布黑龙江省的各个城市、镇、县。在试验材料培育的过程中，可以建设专门的培育田，使用随机区组的设计方式将各个小区划分为面积相等的部分，并在每个小区设置4个小穴并开始播种，在出苗以后，每个小穴定苗1株，并在穴边插设竹竿，以便其根茎进行攀爬。此外，需要注意人工除草，以免因杂草与植株相互攀缠最终导致植株死亡或发育不良[1]。

1.2 农艺性状的调查

由于试验所用的野生大豆植株完全来自于黑龙江省，因此其生长周期等方面应符合黑龙江省农作物的生长标准。针对农艺性状的调查，可以从试验材料播种完毕就开始进行。在试验材料出苗以后，可以通过目测来观察幼苗的叶形以及花色，使用专业的测量工具对叶片的长度与宽度进行测量，并记录相关数据。当植株成长到叶片脱落的时候，花色会渐渐变黑，这时便可将整个植株装入网袋内晾干，带回室内进行研究，研究的主要内容包括植株的分枝数、节数、节间长、百粒重、单株粒重等方面，并对结果进行详细的记录，作为研究本课题的理论依据来进行使用。例如：野生大豆异黄酮含量的测量，可以使用浓度在35%～50%之间的甲醇来提取大豆异黄酮，在制定相关元素的标准曲线后，使用液相色谱分析异黄酮的含量；对于野生大豆蛋白质的测量，则可使用专业的谷物分析仪器对其进行测定，本次试验使用的测量仪器为FOSS近红外谷物分析仪[2]。

2 野生大豆农艺性状和品质性状遗传多样性的分析

2.1 质量性状的统计调查结果

根据调查结果显示，所有调查资源材料中，野生大豆的花色主要有紫色与白色2种，绝大多数为紫色花，白色花十分稀少；叶形主要包括卵圆形、披针形以及线性等几种，其中以卵圆形为主，占据总资源材料的1/2左右，线形的最少，不足1%；籽粒的颜色多以黑色为主，占据总资源材料的8成以上，而脐色则是以黑色和褐色为主；试验过程中，资源表现为籽粒有泥膜的居多；通过遗传多样性指数的计算公式可以得出，在花色、叶形、籽粒色、脐色、泥膜5个性状的多样性指数表现中，脐色最高，泥膜最小，二者相差不大。

2.2 产量性状的统计与分析

关于产量相关性状的调查，可以从野生大豆的百粒重、单株粒重、单株粒数、单株有效荚数以及无效荚数这5个方面进行统计，通过对这5个方面的平均值、最大值、最小值、标准差等方面进行计算，来推测其变异系数的大小，变异系数越大，其产量性状的变异程度就越强，反之则越弱。从统计的数据来看，野生大豆产量性状的总体变异范围较大，其中无效荚数的变异范围最大，有效荚数最小。从多样性的指数上来看，单株粒数、有效荚数以及单株粒重的变异程度较强，多样性指数较大，而百粒重的多样性指数最小[3]。

2.3 品质性状遗传多样性的分析与研究

对于野生大豆生长性状遗传多样性的研究可从蛋白含量、脂肪含量、蛋白总和以及异黄酮含量这4个方面进行调查与统计。其中，蛋白质含量高于45%的接近9成，蛋白质含量达到50%以上的却只有37%；从脂肪含量的统计结果来看，试验资源中大豆的脂肪含量几乎全部高于10%；从蛋脂总和的角度上来看，蛋脂总和高于60%的超过了80%，但高于65%的却比较少。试验结果表明，黑龙江野生大豆品质性状的变异系数浮动较大，其中以异黄酮含量的变异系数最大，蛋白总和的变异系数最小。由此可以通过使用性状多样性指数计算公式来计算，其中蛋白含量的多样性指数最高，最小的是脂肪含量及蛋脂总和，但总体来说差距不大[4]。

2.4 农艺性状聚类的分析与研究

对于农艺性状的研究，可以使用聚类分析法进行研究。所谓的聚类分析法就是将试验的资源材料以科学、合理的形式分为2个群类。通过对2类材料各项数据的对比，尤其是变异系数以及多样性的比较，可以充分地体现出农艺性状。根据聚类分析法，对2个群类的试验结果进行比较，可以得出以下结论：首先，从生长性状方面来看，第1类材料资源的生长性状，无论是从植株的株高、单株以及百粒的重量等方面都明显要好于第2类材料资源。其次，从品质性状方面来看，虽然在第1类材料资源在脂肪、异黄酮2个性状上高于第2类，但是第2类材料资源也在蛋白和蛋白综合的2项指标上含量高于第1种材料资源。最后，从试验资源花色的统计结果来看，紫色花资源居多，但在第1类群中，紫色花资源所占比例却比第2类群略少一些，可能是由于第1类群中资源材料总数少于第2类群的原因所致。除了资源花色以外，2个类群中的色籽粒所占的比例大小都是以黑色为最多，其次是褐色与双色，黄色和绿色所占的比例最少。

3 试验课题结果的研究与讨论

3.1 关于野生大豆资源农艺和品质性状的研究与讨论

本次试验是针对黑龙江省野生大豆资源的农艺性状以及品质性状的遗传多样性展开的研究。根据研究结果表明，黑龙江省的野生大豆资源中，紫花黑皮的大豆居多，叶片主要呈卵圓或披针叶形、以有泥膜为主，多样性平均指数较低。从产量性状以及生长性状的统计分析中可以看出，黑龙江省野生大豆在农艺性状方面存在着不同程度的连续变异。从大豆的品质性状方面来看，变异系数波动较大，多样性的指数较高。综合各性状的变异系数和多样性指数的计算与分析，可以得出下列结论：黑龙江野生大豆在单株重量、百粒重量、有效荚数等农艺性状方面的变异系数较大。所以说，黑龙江野生大豆的农艺性状方面的变异程度较大，并且在遗传方面存在着一定的差异。由此可以断定，黑龙江省野生大豆的产量相关性状以及品质性状方面在遗传改良过程中将会展现出巨大的潜力。

3.2 使用聚类分析法对黑龙江野生大豆进行的分析

从聚类分析法所研究出的结果可以看出，将试验资源按照农艺性状与品质性状聚类后进行分析，前者主要以紫花黑皮、卵圆叶形、有泥膜为主。虽然生长时间较长，但是单位面积产量较高，资源材料中所含的脂肪与异黄酮含量都相对较高。后者虽然也是紫花、黑皮，但是叶片的形状以批针叶形为主，也具有泥膜，但蛋白含量与蛋脂总和的成分较高。除了按照性状将资源材料进行分析以外，还可以按照资源材料中营养成分的含量，叶片的形状以及野生大豆的生长地等情况来进行分类，并使用试验结果来对资源材料进行分析。由此可以证明，黑龙江野生大豆的遗传具有多样性，其遗传变异的情况可能会因材料的生长地不同而发生变化。

4 参考文献

[1] 王岚，王连铮，李斌，等.栽培大豆与野生大豆农艺性状和品质性状的研究[J].大豆科技，2014（6）：21-25.

[2] 张振宇.东北优质大豆品种的遗传多样性分析[J].农学学报，2015，5（6）：15-20.

[3] 王果，胡正，张保缺，等.山西省野生大豆资源遗传多样性分析[J].中国农业科学，2008，41（7）：2182-2190.

[4] 周蓉，张小娟，王贤智，等.湖北省大豆种质资源的遗传多样性分析[J].大豆科学，2006，25（3）：212-217.