耐低温大豆品种（系）的筛选与研究

盖志佳 张敬涛 刘婧琦 蔡丽君 杜佳兴 陈 磊

（1黑龙江省农业科学院博士后科研工作站，哈尔滨 150086；2黑龙江省农业科学院佳木斯分院，佳木斯 154007）

大豆耐冷凉，是黑龙江省重要的油料作物，是植物油和植物蛋白来源最为丰富的作物。黑龙江省为大陆性季风气候，春秋两季气温变化较大，农作物的生长容易发生冷害。大豆冷害减产原因可分为3个类型：延迟型冷害、障碍型冷害和生育不良型冷害[1]。根据大豆对低温的反应将栽培大豆分为耐冷型、中抗型和敏感型[2]。大豆耐低温萌发是一个复杂过程，其萌发特性前人已进行了有益探索[3-7]，但是关于耐低温大豆品种的筛选试验研究较少。如何为寒地大豆生产筛选出适宜的耐低温大豆品种是亟待解决的问题。本试验旨在筛选低温胁迫下发芽速率快、发芽率高的大豆品种，研究结果可为育种家育种提供抗冷性强的亲本资源，以及为黑龙江省大豆生产选种提供参考依据，大面积推广应用耐低温品种可有效降低低温冷害对大豆产量的影响，有利于黑龙江省冷凉区大豆生产与发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验于2017年在黑龙江省农业科学院佳木斯分院三江平原主要作物育种栽培重点实验室进行。选用11个大豆品种（系）进行耐低温性筛选，筛选出耐冷型、中抗型及敏感型大豆品种（系），不同大豆品种（系）的特征特性见表1。

表1 不同大豆品种（系）特征特性

1.2 试验设计

1.2.1 种子处理 参试大豆种子进行发芽前处理，把100粒种子浸于5%次氯酸钠溶液中30s，然后用无菌水冲洗2次，置于消毒的培养皿中。加适量的蒸馏水，培养皿事先放2层滤纸，常温下吸胀12h。

1.2.2 低温处理与调查 种子吸胀后换蒸馏水，放恒温光照培养箱（HPG-280HX型）中，6℃恒温，无光照，每隔3d冲洗并换蒸馏水1次，以防止发霉。如果发现发霉，立即去掉霉丝并冲洗。分别在恒温培养箱中培养的第8天、第11天、第14天、第19天调查发芽数量。当参试种子有一半发芽率达50%以上时，则把这一天确定为最佳调查时间。将相同试验材料在25℃恒温、无光照培养作为对照，种子处理方法和调查与低温处理一致。每个处理3次重复。按如下公式计算相对发芽率。

相对发芽率的耐低温性分级标准：相对发芽率≥85.0%为耐冷型（R）；相对发芽率50.0%～85.0%为中抗型（M）；相对发芽率≤50.0%为敏感型（S）。

1.3 数据处理 数据处理采用Excel 2003与DPS v7.0进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同大豆品种（系）发芽率调查分析 对不同大豆品种（系）的发芽率进行方差分析，结果表明品种对25℃和6℃发芽率影响达到显著水平（P＜0.05）。

从表2可知，在恒温25℃条件下，不同大豆品种（系）发芽率均在85.0%以上。在发芽第8天，不同大豆品种（系）发芽率在85.0%以上，金源55、合农60发芽率达到最大值，且金源55与合农60发芽率差异达到显著水平，其他品种（系）的发芽率在第11天达到最大值。在发芽第8天，合丰55、黑农64、黑农48、佳0805A-12之间发芽率差异不显著，但是与其他品种（系）之间差异显著；佳密豆6号、佳2174-26、佳2330-1、佳0812-14、合丰50之间发芽率差异不显著，但是与其他品种（系）差异显著。在发芽第11天，黑农64、黑农48、佳密豆6号、佳2330-1之间发芽率差异不显著，但是与其他品种（系）差异显著；合丰50、佳0812-14、佳2174-26之间发芽率差异不显著，但与其他品种（系）差异达到显著水平。

表2 不同大豆品种（系）25℃发芽率 （%）

从表3可知，低温6℃胁迫下，随着天数增加不同大豆品种（系）的发芽率逐渐增加；发芽第8天，所有大豆品种（系）的发芽率均在50.0%以下，其中金源55发芽率最高为48.0%，其次是合农60为44.0%，再次是佳密豆6号为37.3%，黑农48发芽率最低为14.7%；在发芽第11天、第14天及第19天均表现出类似的规律。在发芽第11天有3个品种（系）的发芽率超过50.0%；在发芽第14天有8个品种（系）的发芽率超过50.0%，超过一半参试材料发芽率达到50.0%以上，所以把第14天作为最佳调查时间。

6℃低温发芽第14天，合农60、佳密豆6号及金源55之间的发芽率差异达到显著水平，且这3个品种（系）与其他品种（系）之间差异达到显著水平；佳2330-1与佳0812-14之间发芽率差异不显著，但与其他品种（系）之间差异显著；佳2174-26与合丰55之间发芽率差异不显著，但与其他品种（系）发芽率之间差异显著；佳0805A-12与黑农48之间差异不显著，但与其他品种（系）之间差异显著。

表3 不同大豆品种（系）6℃发芽率 （%）

2.2 相对发芽率与抗冷性 参试的11个大豆品种（系）中耐冷型品种有2个，分别为合农60与金源55；敏感型品种1个，为黑农48；其他8个为中抗型品种（系）。此外，试验表明采用相对发芽率作为抗冷性指标，可增加试验结果的可靠性，减少由品种自身引起的误差，但同时也增加了1个对照试验（25℃）。

从表4可知，在6℃低温条件下，随着发芽时间的延长，各品种（系）的相对发芽率呈逐渐上升的趋势。多重比较结果表明，在低温发芽第8天，各品种（系）之间的相对发芽率达到显著水平，其中金源55相对发芽率最高，且显著高于其他各品种（系）；低温发芽第11天，佳2330-1、合丰55及黑农64之间相对发芽率差异不显著，但与其他品种（系）之间差异达到显著水平，此时金源55相对发芽率最高，其次是合农60，再次是佳密豆6号；低温发芽第14天，金源55、合农60相对发芽率最高，二者之间差异不显著，但显著高于其他各品种（系）；佳0805A-12、合丰50之间的相对发芽率差异不显著，但与其他品种（系）差异显著；低温发芽第19天，金源55相对发芽率最高，其次是合农60，2个品种相对发芽率均达到90%以上，且显著高于其他各品种（系）。

表4 不同大豆品种（系）6℃相对发芽率 （%）

2.3 种子大小、化学特性与抗冷性的关系 参试的大豆品种（系）百粒重、蛋白质及脂肪含量见表1。6℃下发芽的最佳调查时间为低温处理14d，将这一时期相对发芽率与大豆百粒重、脂肪含量、蛋白质含量之间进行相关分析（表5）。结果表明，相对发芽率与大豆百粒重之间呈显著负相关，相关系数为-0.59，即百粒重小的大豆种子耐低温性较好；相对发芽率与脂肪含量及蛋白含量之间呈正相关，但不显著，相关系数分别为0.14和0.25。

表5 大豆品种（系）百粒重、蛋白质含量及脂肪含量与相对发芽率相关分析

3 结论与讨论

试验结果表明，从11个大豆品种（系）中筛选出耐冷型大豆品种2个，分别为金源55与合农60；敏感型品种1个，为黑农48；中抗型品种（系）8个。耐低温大豆品种的筛选不但有利于低温年大豆生产，提高大豆抗冷性，确保大豆稳产，而且有利于大豆免耕技术的推广，因为相同条件下免耕土壤较常规垄作土壤温度低[8]。本试验筛选出的耐低温大豆品种金源55、合农60适宜密植栽培，可配套窄行密植免耕技术，有利于窄行大豆免耕技术的推广与应用。

6℃下发芽的最佳调查时间为低温处理14d，这与李育军等[2]鉴定大豆抗冷最佳调查时间为低温处理13～14d相一致。以相对发芽率作为耐冷指标，可减少由品种自身引起的误差，较发芽率更为可靠。此外，本研究指出大豆抗冷性与百粒重呈显著负相关关系，这与李育军等[2]研究结果一致；与蛋白含量、脂肪含量相关性不显著，但是李育军等[2]认为脂肪含量与大豆抗冷性显著负相关。因此，关于大豆抗冷与脂肪含量相关性的研究有待深入。同时，本试验选择的品种少，筛选出耐低温大豆品种资源仅为2份，今后有必要深入开展试验以便筛选出更多耐低温大豆种质资源，为黑龙江省大豆生产及大豆免耕技术推广提供品种参考与保障，实现黑龙江省大豆产业持续健康发展。

[1] 王金陵．中国东北大豆[M]．哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1998：96-99

[2] 李育军，赵玉田，常汝镇．大豆萌发期对6℃低温的反应[J]．大豆科学，1990，9（2）：136-144

[3] Tyagi S K，Tripathi R P．Effect of temperature on soybean germination[J]．Plant and Soil，1983，74（2）：273-280

[4] 张思河，王萍，马淑英．三个熟期类型大豆种子萌发进程中耐冷性的比较 [J]．大豆科学，2000，19（3）：218-222

[5] 马淑英，尹田夫．低温对不同耐冷大豆萌发种子游离脯氨酸变化的影响 [J]．吉林农业科学，1998（4）：88-90

[6] 胡俊杰，张古文，胡齐赞．低温胁迫对菜用大豆生长、叶片活性氧及多胺代谢的影响 [J]．浙江农业学报，2011，23（6）：1113-1118

[7] Sknudlik G，Baczek R，Koscieliak J．The effect of short warm breaks during chilling on photosynthesis and the activity of antioxidant enzymes in plants sensitive to chilling[J]．Journal of Agronomy，2000：184-233

[8] 张敬涛，刘婧琦，赵桂范．免耕栽培不同秸秆覆盖量下土壤温度变化研究 [J]．中国农学通报，2015，31（27）：224-228