黑龍江省野生大豆資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的遺傳多樣性探析

邸樹峰+張靜華

摘要 黑龍江省的野生大豆具有豐富的遺傳多樣性，有利于大豆的遺傳與改良。因此，在黑龍江省進(jìn)行了資源材料的采集，并對(duì)采回的材料進(jìn)行認(rèn)真研究與分析，同時(shí)對(duì)研究與分析的結(jié)果展開討論。

關(guān)鍵詞 野生大豆；農(nóng)藝性狀；品質(zhì)性狀；遺傳多樣性

中圖分類號(hào) S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）23-0045-02

為了尋找農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀都十分優(yōu)異的野生大豆資源，本次課題試驗(yàn)研究的取材，將試驗(yàn)地定為具有“黑土地”之稱的黑龍江省。黑龍江省屬于農(nóng)業(yè)大省，黑土地上生長(zhǎng)的作物無(wú)論從產(chǎn)量、數(shù)量還是作物生長(zhǎng)等各個(gè)方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他地區(qū)的作物。因此，選擇“黑土地”上的野生大豆作為課題研究的資源材料。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)課題研究結(jié)果的統(tǒng)計(jì)與分析，并且針對(duì)黑龍江省野生大豆資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀遺傳的多樣性進(jìn)行探討。

1 試驗(yàn)課題研究的準(zhǔn)備工作

1.1 試驗(yàn)材料的培育

為了研究黑龍江省野生大豆資源在農(nóng)業(yè)性狀與品質(zhì)性狀方面的遺傳多樣性，試驗(yàn)選擇采集的野生大豆遍布黑龍江省的各個(gè)城市、鎮(zhèn)、縣。在試驗(yàn)材料培育的過(guò)程中，可以建設(shè)專門的培育田，使用隨機(jī)區(qū)組的設(shè)計(jì)方式將各個(gè)小區(qū)劃分為面積相等的部分，并在每個(gè)小區(qū)設(shè)置4個(gè)小穴并開始播種，在出苗以后，每個(gè)小穴定苗1株，并在穴邊插設(shè)竹竿，以便其根莖進(jìn)行攀爬。此外，需要注意人工除草，以免因雜草與植株相互攀纏最終導(dǎo)致植株死亡或發(fā)育不良[1]。

1.2 農(nóng)藝性狀的調(diào)查

由于試驗(yàn)所用的野生大豆植株完全來(lái)自于黑龍江省，因此其生長(zhǎng)周期等方面應(yīng)符合黑龍江省農(nóng)作物的生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)農(nóng)藝性狀的調(diào)查，可以從試驗(yàn)材料播種完畢就開始進(jìn)行。在試驗(yàn)材料出苗以后，可以通過(guò)目測(cè)來(lái)觀察幼苗的葉形以及花色，使用專業(yè)的測(cè)量工具對(duì)葉片的長(zhǎng)度與寬度進(jìn)行測(cè)量，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)植株成長(zhǎng)到葉片脫落的時(shí)候，花色會(huì)漸漸變黑，這時(shí)便可將整個(gè)植株裝入網(wǎng)袋內(nèi)晾干，帶回室內(nèi)進(jìn)行研究，研究的主要內(nèi)容包括植株的分枝數(shù)、節(jié)數(shù)、節(jié)間長(zhǎng)、百粒重、單株粒重等方面，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的記錄，作為研究本課題的理論依據(jù)來(lái)進(jìn)行使用。例如：野生大豆異黃酮含量的測(cè)量，可以使用濃度在35%～50%之間的甲醇來(lái)提取大豆異黃酮，在制定相關(guān)元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線后，使用液相色譜分析異黃酮的含量；對(duì)于野生大豆蛋白質(zhì)的測(cè)量，則可使用專業(yè)的谷物分析儀器對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，本次試驗(yàn)使用的測(cè)量?jī)x器為FOSS近紅外谷物分析儀[2]。

2 野生大豆農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀遺傳多樣性的分析

2.1 質(zhì)量性狀的統(tǒng)計(jì)調(diào)查結(jié)果

根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，所有調(diào)查資源材料中，野生大豆的花色主要有紫色與白色2種，絕大多數(shù)為紫色花，白色花十分稀少；葉形主要包括卵圓形、披針形以及線性等幾種，其中以卵圓形為主，占據(jù)總資源材料的1/2左右，線形的最少，不足1%；籽粒的顏色多以黑色為主，占據(jù)總資源材料的8成以上，而臍色則是以黑色和褐色為主；試驗(yàn)過(guò)程中，資源表現(xiàn)為籽粒有泥膜的居多；通過(guò)遺傳多樣性指數(shù)的計(jì)算公式可以得出，在花色、葉形、籽粒色、臍色、泥膜5個(gè)性狀的多樣性指數(shù)表現(xiàn)中，臍色最高，泥膜最小，二者相差不大。

2.2 產(chǎn)量性狀的統(tǒng)計(jì)與分析

關(guān)于產(chǎn)量相關(guān)性狀的調(diào)查，可以從野生大豆的百粒重、單株粒重、單株粒數(shù)、單株有效莢數(shù)以及無(wú)效莢數(shù)這5個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)對(duì)這5個(gè)方面的平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差等方面進(jìn)行計(jì)算，來(lái)推測(cè)其變異系數(shù)的大小，變異系數(shù)越大，其產(chǎn)量性狀的變異程度就越強(qiáng)，反之則越弱。從統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)看，野生大豆產(chǎn)量性狀的總體變異范圍較大，其中無(wú)效莢數(shù)的變異范圍最大，有效莢數(shù)最小。從多樣性的指數(shù)上來(lái)看，單株粒數(shù)、有效莢數(shù)以及單株粒重的變異程度較強(qiáng)，多樣性指數(shù)較大，而百粒重的多樣性指數(shù)最小[3]。

2.3 品質(zhì)性狀遺傳多樣性的分析與研究

對(duì)于野生大豆生長(zhǎng)性狀遺傳多樣性的研究可從蛋白含量、脂肪含量、蛋白總和以及異黃酮含量這4個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查與統(tǒng)計(jì)。其中，蛋白質(zhì)含量高于45%的接近9成，蛋白質(zhì)含量達(dá)到50%以上的卻只有37%；從脂肪含量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，試驗(yàn)資源中大豆的脂肪含量幾乎全部高于10%；從蛋脂總和的角度上來(lái)看，蛋脂總和高于60%的超過(guò)了80%，但高于65%的卻比較少。試驗(yàn)結(jié)果表明，黑龍江野生大豆品質(zhì)性狀的變異系數(shù)浮動(dòng)較大，其中以異黃酮含量的變異系數(shù)最大，蛋白總和的變異系數(shù)最小。由此可以通過(guò)使用性狀多樣性指數(shù)計(jì)算公式來(lái)計(jì)算，其中蛋白含量的多樣性指數(shù)最高，最小的是脂肪含量及蛋脂總和，但總體來(lái)說(shuō)差距不大[4]。

2.4 農(nóng)藝性狀聚類的分析與研究

對(duì)于農(nóng)藝性狀的研究，可以使用聚類分析法進(jìn)行研究。所謂的聚類分析法就是將試驗(yàn)的資源材料以科學(xué)、合理的形式分為2個(gè)群類。通過(guò)對(duì)2類材料各項(xiàng)數(shù)據(jù)的對(duì)比，尤其是變異系數(shù)以及多樣性的比較，可以充分地體現(xiàn)出農(nóng)藝性狀。根據(jù)聚類分析法，對(duì)2個(gè)群類的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，可以得出以下結(jié)論：首先，從生長(zhǎng)性狀方面來(lái)看，第1類材料資源的生長(zhǎng)性狀，無(wú)論是從植株的株高、單株以及百粒的重量等方面都明顯要好于第2類材料資源。其次，從品質(zhì)性狀方面來(lái)看，雖然在第1類材料資源在脂肪、異黃酮2個(gè)性狀上高于第2類，但是第2類材料資源也在蛋白和蛋白綜合的2項(xiàng)指標(biāo)上含量高于第1種材料資源。最后，從試驗(yàn)資源花色的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，紫色花資源居多，但在第1類群中，紫色花資源所占比例卻比第2類群略少一些，可能是由于第1類群中資源材料總數(shù)少于第2類群的原因所致。除了資源花色以外，2個(gè)類群中的色籽粒所占的比例大小都是以黑色為最多，其次是褐色與雙色，黃色和綠色所占的比例最少。

3 試驗(yàn)課題結(jié)果的研究與討論

3.1 關(guān)于野生大豆資源農(nóng)藝和品質(zhì)性狀的研究與討論

本次試驗(yàn)是針對(duì)黑龍江省野生大豆資源的農(nóng)藝性狀以及品質(zhì)性狀的遺傳多樣性展開的研究。根據(jù)研究結(jié)果表明，黑龍江省的野生大豆資源中，紫花黑皮的大豆居多，葉片主要呈卵圓或披針葉形、以有泥膜為主，多樣性平均指數(shù)較低。從產(chǎn)量性狀以及生長(zhǎng)性狀的統(tǒng)計(jì)分析中可以看出，黑龍江省野生大豆在農(nóng)藝性狀方面存在著不同程度的連續(xù)變異。從大豆的品質(zhì)性狀方面來(lái)看，變異系數(shù)波動(dòng)較大，多樣性的指數(shù)較高。綜合各性狀的變異系數(shù)和多樣性指數(shù)的計(jì)算與分析，可以得出下列結(jié)論：黑龍江野生大豆在單株重量、百粒重量、有效莢數(shù)等農(nóng)藝性狀方面的變異系數(shù)較大。所以說(shuō)，黑龍江野生大豆的農(nóng)藝性狀方面的變異程度較大，并且在遺傳方面存在著一定的差異。由此可以斷定，黑龍江省野生大豆的產(chǎn)量相關(guān)性狀以及品質(zhì)性狀方面在遺傳改良過(guò)程中將會(huì)展現(xiàn)出巨大的潛力。

3.2 使用聚類分析法對(duì)黑龍江野生大豆進(jìn)行的分析

從聚類分析法所研究出的結(jié)果可以看出，將試驗(yàn)資源按照農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀聚類后進(jìn)行分析，前者主要以紫花黑皮、卵圓葉形、有泥膜為主。雖然生長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，但是單位面積產(chǎn)量較高，資源材料中所含的脂肪與異黃酮含量都相對(duì)較高。后者雖然也是紫花、黑皮，但是葉片的形狀以批針葉形為主，也具有泥膜，但蛋白含量與蛋脂總和的成分較高。除了按照性狀將資源材料進(jìn)行分析以外，還可以按照資源材料中營(yíng)養(yǎng)成分的含量，葉片的形狀以及野生大豆的生長(zhǎng)地等情況來(lái)進(jìn)行分類，并使用試驗(yàn)結(jié)果來(lái)對(duì)資源材料進(jìn)行分析。由此可以證明，黑龍江野生大豆的遺傳具有多樣性，其遺傳變異的情況可能會(huì)因材料的生長(zhǎng)地不同而發(fā)生變化。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 王嵐，王連錚，李斌，等.栽培大豆與野生大豆農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的研究[J].大豆科技，2014（6）：21-25.

[2] 張振宇.東北優(yōu)質(zhì)大豆品種的遺傳多樣性分析[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2015，5（6）：15-20.

[3] 王果，胡正，張保缺，等.山西省野生大豆資源遺傳多樣性分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41（7）：2182-2190.

[4] 周蓉，張小娟，王賢智，等.湖北省大豆種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析[J].大豆科學(xué)，2006，25（3）：212-217.