大豆科学

高异交率大豆种质资源花朵气-质成分及农艺性状特征分析

2025年03月20 00:00

为挖掘具备高异交率的大豆种质资源所具有的相关特征，利用气相色谱-质谱（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）联用分析法对76份不同异交率大豆种质资源的挥发性化合物进行提取及鉴定，调查全部大豆种质资源的47种农艺性状，并采用主成分分析和因子分析法进行统计分析及验证。结果显示：共鉴定出201种不同气-质化学成分，14种气-质化学成分可作为高异交率大豆种质的显著特征。贡献率由高到低排序分别是：Decanal（ID=15）；Nonanal（ID=10）；Nonanal（ID=138）；7-Hexadecenal, (Z)-（ID=123）；m-Menth-1(7)-ene, (R)-(-)-（ID=125）；4-Chloro-3-cyclohexyltetrahydropyran（ID=124）；Undecanal（ID=130）；Undecanal（ID=18）；Benzaldehyde（ID=3）；Benzaldehyde（ID=174）；2-Pentadecanone, 6,10,14-trimethyl-（ID=145）；2-Pentadecanone, 6,10,14-trimethyl-（ID=32）；10-Methyltricyclo\[4.3.1.1(2,5)\]undecan-10-ol（ID=46）；10-Methyltricyclo\[4.3.1.1(2,5)\]undecan-10-ol（ID=200）。同时7种农艺性状可作为高异交率大豆种质的显著特征，贡献率由高到低排序分别是：单株荚数、完全粒百粒重、13水完全粒百粒重、粗百粒重、13水百粒重、株高和虫食率。研究结果可为选育大豆高异交率种质资源提供理论依据并奠定实践基础，促进高异交率大豆品种选育。

贵州地方大豆种质资源7S和11S球蛋白及其亚基组分含量分析

2025年03月20 00:00

为明确贵州地方大豆种质资源的贮藏蛋白组分及其亚基组分含量情况，本研究利用聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）对107份大豆种质资源的7S和11S球蛋白及其亚基组分、11S/7S比值进行分析。结果表明：贵州省不同地方大豆种质资源间蛋白组分及其亚基组分含量存在明显差异；7S和11S球蛋白的平均值分别为17.35%和44.27%，变异系数分别为28.13%和15.14%，11S/7S比值范围为1.47~6.48，平均值为2.74，变异系数为29.48%；7S与11S球蛋白含量之间呈极显著负相关，7S和11S球蛋白与蛋白质、油脂含量之间无显著相关性；筛选出了11S/7S比值大于3的材料27份，11S/7S比值大于3且亚基组成完整的材料4份；蛋白亚基组分优异的材料6份，其中α亚基缺失材料3份，α′、α亚基缺失材料1份，α′、α、A3和A4亚基缺失材料1份，A3亚基缺失材料1份，这些优异资源材料可为加工专用或特殊用途大豆品种的选育和改良提供遗传基础和参考。

2002—2023年湖南省审定大豆品种主要性状变化趋势分析

2025年03月20 00:00

为了解湖南省大豆种质资源利用和性状演变趋势，以提升湖南省大豆育种水平，本研究应用线性回归分析、相关性分析和主成分分析等多元统计分析方法，对2002—2023年湖南省审定的27份大豆品种的主要性状进行系统分析。结果表明：生育期、单株荚数、百粒重、产量和粗蛋白质含量随年份更替呈增加趋势，2019—2023年均值较2002—2006年均值分别增加1.4%、33.2%、8.8%、12.6%和5.4%；而株高、分枝数、主茎节数、底荚高度和粗脂肪含量则随年份更替呈下降趋势，2019—2023年均值较2002—2006年均值分别降低17.1%、0.7%、3.6%、26.5%和5.4%。相关性分析表明：产量与单株荚数，株高与底荚高度之间均呈显著正相关；而产量与株高和底荚高度，底荚高度与单株荚数和百粒重，生育期与主茎节数，粗蛋白质含量与粗脂肪含量之间均呈显著负相关。主成分分析结果显示，前4个主成分的特征值均大于1，累计贡献率达77.9%，表明这4个成分能够代表10个性状的大部分信息，且底荚高度、粗蛋白质含量、粗脂肪含量和百粒重是导致品种差异的主要因素。研究结果说明近年来湖南省审定的大豆品种的产量逐步升高，粗蛋白质含量提升较为缓慢而粗脂肪含量有所降低。因此，今后湖南省大豆育种应在提高产量的基础上，注重品质的协同改良。

南方大豆种质资源的耐荫性鉴定及综合评价

谭玉荣，陈东亮，杨守臻，赖振光，唐向民，曾维英*，孙祖东* — 2025年03月20 00:00

为挖掘南方大豆种质资源中的耐荫种质资源，筛选出耐荫性较强的种质资源，本研究于2021—2022年在播种后50 d测定大豆株高和主茎节间长并计算耐荫指数，对1 033份南方大豆种质资源进行耐荫性鉴定。结果表明：在遮光30%处理下，通过计算耐荫指数筛选出253份耐荫材料。利用遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析及聚类分析对这253份耐荫材料的育种性状进行分析，10个质量性状（花色、叶形、茸毛色、结荚习性、生长习性、倒伏性、裂荚性、落叶性、种皮色和脐色）遗传多样性指数范围为0.000~0.640，其中脐色、倒伏性、花色等遗传多样性较高；10个数量性状变异系数范围为4.46%~31.52%，存在丰富的变异性，有效荚数变异系数最大(31.52%)；主成分分析将10个数量性状（开花期、生育期、株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、有效荚数、百粒重、粗蛋白含量和粗脂肪含量）转化为3个主成分，贡献率累计为74.779%，分别反映株型性状、品质性状和产量性状。聚类分析将253份耐荫种质分为4个类群，分别具有高产、高蛋白、高油、早熟等特性。共筛选出20份适合南方种植的优异耐荫材料，为培育出适合南方地区间套作的大豆新品种提供良好的材料基础。

大豆FAR1/FHY3基因家族鉴定与表达分析

唐晓飞1，薛永国1，曹旦1，孙建强1，刘琦1，朱梓菲1，栾晓燕1，王秀君2，刘鑫磊1* — 2025年03月20 00:00

FAR1/FHY3转录因子家族是光敏色素A（phyA）介导的远红光信号传导的重要因子，在植物生长发育、光信号转导、植物激素反应和抗逆性中发挥重要作用。为了探究大豆FAR1/FHY3基因家族的进化和功能，本研究采用生物信息学方法对大豆中的FAR1/FHY3基因进行全基因组鉴定，对该基因家族的编码蛋白特征、系统发育关系、基因结构、染色体位置、启动子顺式元件以及基因表达模式进行分析。结果表明：在大豆中共鉴定出72个FAR1/FHY3成员，分布在19条染色体上。系统发育分析将其与拟南芥和玉米的FRS蛋白分为5个亚组，保守蛋白质基序和基因结构分析说明蛋白质之间存在进化关系。共线性分析鉴定表明，共有24对基因存在共线性关系。对启动子中的顺式作用元件以及大豆FAR1/FHY3在不同胁迫处理下的表达谱的分析表明，FAR1/FHY3可能在逆境胁迫反应中具有潜在作用。对低温胁迫下表达量差异显著的6个家族成员（A.Glyma.09G012900；B.Glyma.11g088700；C.Glyma.12g052000；D.Glyma.13g211200；E.Glyma.15g125400；F.Glyma.20G156100）〖WTBZ〗进行qRT-PCR分析表明，其表达情况与转录组分析的结果一致。本研究结果可为进一步解析大豆FAR1/FHY3在大豆生长发育及胁迫应答中的功能奠定理论基础。

大豆脂肪酶SDP1生物信息学分析和基因编辑

谷心如，刘新宇，韩旭达，赵长江，费志宏，魏金鹏，徐晶宇*，李佐同* — 2025年03月20 00:00

三酰甘油脂肪酶（Suger-dependent1，SDP1）是一种脂解酶，在植物发育过程中发挥重要作用。为发掘大豆SDP1基因的生物学功能，利用生物信息学分析方法对大豆GmSDP1基因的进化关系、保守基序和启动子区域的顺式作用元件等进行分析。利用基因编辑技术创制大豆gmsdp1-1CR突变体，对其编辑事件、含油量以及脂肪酸含量进行分析。结果表明：4个大豆GmSDP1基因与双子叶植物亲缘关系较近，保守结构域和蛋白二级结构高度相似，启动子区域含有抗逆境胁迫以及激素相关的调控元件。对GmSDP1在不同组织部位的表达量分析发现，GmSDP1在子叶、叶片和花等部位表达较高。运用CRISPR-Cas9基因编辑技术创制大豆Willimas 82品种的gmsdp1-1CR突变体，设计1条靶向目的基因GmSDP1-1的特异靶点，构建pGES201-GmSDP1-1敲除载体。毛根转化试验的阳性大豆毛状根编辑效率达到56.52%。大豆稳定转化的T1代基因编辑阳性植株编辑效率为1.5%，选取gmsdp1-1CR突变体做进一步表型分析表明，油酸含量极显著降低，亚麻酸含量极显著升高。研究结果为深入研究GmSDP1基因的功能和调控机制提供了参考依据。

玉豆轮作体系下减肥配施有机肥对大豆干物质积累及产量品质的影响

2025年03月20 00:00

为探究黑龙江垦区有机肥替代部分化肥对玉豆轮作体系下大豆干物质积累及产量品质的影响，为黑龙江垦区玉豆轮作高效生产提供施肥依据，本研究以当地主栽大豆品种黑河43为供试材料，通过6年定位试验，比较分析不同有机肥配施处理对作物生长、干物质积累与分配等指标的影响。结果表明：与CK处理相比，减施氮肥并施用有机肥处理大豆R4期LAI显著增加18.62％。有机肥与化肥配施处理使植株的干物质积累量增加，在大豆R6期，减施氮肥并施用有机肥、减施钾肥并施用有机肥、减施氮磷钾肥并施用有机肥处理的茎、叶、荚皮与籽粒干重分别高于减施氮肥、减施钾肥、减施氮磷钾肥处理，其中减施氮磷钾肥并施用有机肥处理的茎干重较减施氮磷钾肥处理显著提高31.19%，减施氮肥并施用有机肥处理籽粒干重较减施氮肥处理显著提高36.99%。施用有机肥促进了大豆产量的提高，使大豆籽粒中的蛋白质含量提高，从而有助于大豆品质的提升。综上，不同有机肥配施化肥处理均能提高大豆的产量，其中减施钾肥并施用有机肥处理对作物产量的促进作用更强。

典型高产大豆品种长农39群体冠层光合生理特性及农艺性状分析

2025年03月20 00:00

为探究高产大豆品种长农39在产量形成重要时期群体冠层光合生理特性及农艺性状情况，以高产大豆品种长农39为材料，以常规大豆品种吉育441和长农35为对照，监测不同大豆品种整个生育期内冠层生理数据，分析高产品种长农39的冠层光合生理特性、农艺性状以及产量构成。结果表明：高产品种长农39在整个生育期内叶绿素含量、叶绿素荧光参数、叶面积指数、净光合速率、群体净光合速率等总体呈现单峰增长趋势，且均高于常规品种吉育441和长农35；在生育后期，高产品种长农39叶片持绿期长，冠层各项生理参数下降速率缓慢，但仍显著高于常规品种吉育441和长农35。综上高产大豆品种长农39在产量形成的重要时期均能保持较高的叶绿素含量和叶面积指数，从而能维持较高的群体光合能力，有利于大豆籽粒光合产物的持续积累，最终获得较高的产量。

河南省大豆生产体系化肥投入的碳足迹分析

李江涛，于会勇，郭海悦，杨彩云 — 2025年03月20 00:00

为给河南省大豆产业的碳排放降低和农业绿色低碳发展提供依据，通过生命周期评估方法（LCA），基于2004—2022年河南省大豆生产中化肥使用、产出和种植面积的数据，定量评估化肥使用对环境的影响。结果表明，河南省大豆生产中化肥投入类型发生明显变化。氮肥的施用量减少了98.6%，平均施用量是9.95 kg·hm-2，占总施肥量的23.8%。与此相反，复混肥施用量显著增加了254.8%，平均施用量31.18 kg·hm-2，所占比例为74.73%，磷肥和钾肥的施用量较为有限，分别仅占化肥总施用量的1.2%和0.2%。施用化肥的总量增加了104.1%。大豆的氮肥偏生产力维持在33.7～778.7 kg·kg-1。每年的活性氮排放中，NH3挥发量最高，占比达到总量的69.2%〖JP2〗，其次为硝态氮淋洗NO-3，N2O的排放则最少。NH3年平均挥发量为4.87 kg·hm-2，NO-3淋洗1.23 kg·hm-2，N2O排放0.94 kg·hm-2。〖JP〗化肥投入导致的年均总碳排放量达到7.52万t，单质氮肥的施用量对碳排放量贡献最为显著，化肥生产和施用的平均碳足迹分别为111.63和63.76 kg·hm-2，化肥生产的碳排放大于化肥施用。研究结果可为河南省大豆产业面向绿色低碳发展提供科学支持和指导。

烟渣有机肥对大豆结瘤及生长的影响

2025年03月20 00:00

为探究烟渣有机肥对大豆结瘤及生长的影响，本研究对大豆接种4种根瘤菌，发现Bradyrhizobium japonicum USDA110是最佳的接种菌株，相较对照组该菌株具有显著的植物促生作用。在相同的试验环境下，设置5个不同的烟渣有机肥水平（0，10.7，21.4，42.9 和 85.7 g·L^-1），使用接种了USDA110的大豆进行结瘤试验，以未接种根瘤菌且不施用烟渣有机肥的处理作为空白对照。结果表明：两个高施肥水平的处理（42.9 和 85.7 g·L^-1）显著增加了结瘤数量，21.4 g·L^-1施肥水平下根瘤生物量、茎叶干重、叶绿素含量和植株总干重均为最高，与不施肥处理组的植株有显著差异。与空白对照组相比，各处理组的植株氮含量增加130.00%~155.47%，磷含量在各处理间没有显著差异，而钾含量随着烟渣有机肥施用量的增加而增加。综上所述，施用烟渣有机肥可以促进大豆结瘤和植株生长，在本试验条件下，施用量21.4 g·L^-1为最佳。因此，烟渣有机肥能以环境友好的方式促进大豆生长，未来的研究仍需在田间条件下测试烟渣有机肥和USDA110联合肥料的效应。

基于CLIMEX模型的大豆南（北）方茎溃疡病菌在中国的潜在适生区预测

2025年03月20 00:00

大豆南（北）方茎溃疡病是危害大豆生产的严重病害。本研究以大豆南方茎溃疡病菌(Diaporthe aspalathi)和大豆北方茎溃疡病菌(Diaporthe caulivora)的地理分布、适宜气候数据和基础生物学特性为基础，利用CLIMEX模型预测其在我国当前和未来气候条件下的潜在适生区域。结果表明：在当前气候条件下，大豆南方茎溃疡病菌主要适生区集中分布在广西、广东、福建、湖南、江西等南方大多数地区，且均为大范围全省高度适生，而北方除辽宁南部地区属于小范围中低适生区外，黑龙江和吉林大豆主产地均为非适生区。与之相对应的是，大豆北方茎溃疡病菌的中高适生区主要集中在北方的黑龙江、吉林和辽宁等大豆主产地；而南方的广西、广东、福建、湖南、江西等大多数地区为非适生区，在南方非适生区以外的局部小范围地区为低适生区，呈零散分布。在未来气候条件下，大豆南方茎溃疡病菌适生区域面积呈不断缩小的趋势，有个别地区由高适生区变为中低适生区，甚至非适生区，而大豆北方茎溃疡病菌适生区域不断向北延伸，适生区域逐渐缩减，且同历史气候情景下的适生区预测结果类似，呈零散分布。研究结果对预防这两种病害传入我国具有较强的科学指导意义。

大豆抗尖镰孢根腐病种质资源鉴定

2025年03月20 00:00

为进一步筛选尖镰孢根腐病的抗性材料，本研究以分离频率高且致病力较强的尖孢镰孢菌为供试菌株，采用高粱粒接种法对来自美国及国内18个省份的381份大豆种质资源进行大豆尖镰孢根腐病抗性鉴定，通过计算其病情指数筛选具有表型差异的抗性材料，并选取一对具有代表性的抗感品种观察其接菌处理后的植株生长情况。结果表明：在381份大豆种质资源中，鉴定出高抗种质8份，占品种总数的2.1%，低抗种质297份，占比77.95%，感病种质64份，占比16.8%，高感种质12份，占比3.15%，未发现免疫种质；在79份东北大豆种质资源中包含1份高抗材料，占总资源的0.26%，17份低抗材料，占比18.64%，1份感病材料，占比1.84%，未发现免疫和高感材料；高感种质感病后植株萎蔫且株高明显低于未接菌植株，而高抗种质接菌后株高与未接菌对照无明显差距。此次研究筛选出8份对尖镰孢根腐病表现出高抗性的大豆种质资源，为大豆抗病育种提供了宝贵的遗传资源，为后续抗病机制研究和分子育种提供了重要参考。

大豆辊式镇压器土壤压实随深度的规律分析

2025年03月20 00:00

辊式镇压器作为大豆机械化播种的关键设备，其作业效果直接影响种子的发芽和出苗。作为与土壤直接接触的作业部件，镇压器对土壤表层的压力直接影响镇压器的黏附效应，而种子周围土壤的紧实度则直接影响种子的发芽和出苗。因此，在镇压器设计与优化中，需综合考虑不同位置土壤紧实度的关系，以实现最佳的压实效果。为明晰辊式镇压器作业过程中土壤压实效果随深度的响应规律，以壤土为研究对象，通过构建土壤压缩的空间状态模型，并结合Simulink计算结果，得到土壤紧实度随深度的变化规律为含参数的指数型递减模型。采用离散元仿真法对模型参数进行拟合，并应用二因素五水平二次回归正交中心组合试验方法，以镇压器作业速度和单位宽度镇压力为试验因素，模型拟合参数和相关指数为影响指标，探究各参数组合对拟合方程的影响规律，并通过试验对传递模型进行验证。结果显示：当参数组合为作业速度2.0 m·s^-1、单位宽度镇压力33.4 N·cm^-1时，土壤紧实度随深度变化的传递模型为lnP=1.298×0.807 h+3.249，模型相关指数为0.897，实际仿真模型拟合参数η和τ的相对误差分别为8.629%和6.568%，验证了研究结果的准确性。研究探明了辊式镇压器土壤压实效果随深度的递减规律，为辊式镇压器的设计及工作参数优化提供了理论支撑，有助于提升大豆镇压作业效率、促进大豆高产稳产。

果蔬酵素豆腐凝固剂的应用研究

2025年03月20 00:00

为探讨利用果蔬酵素作为凝固剂制作豆腐的可行性及加工工艺，采用单因素实验、正交实验及方差分析方法，以感官评价结果和持水力为指标，研究果蔬酵素添加量、养花时间、点浆温度和压制时间对果蔬酵素豆腐口感和持水力的影响。优化果蔬酵素豆腐的工艺配方，并将果蔬酵素豆腐与市面上的卤水豆腐和内酯豆腐的理化和质构指标进行比较。结果表明：利用含有植物乳杆菌N13、保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、肠膜明串珠菌肠膜亚种和嗜热链球菌5种益生菌的发酵剂，与5种果蔬共同混合发酵制备的果蔬酵素作为凝固剂，制得的果蔬酵素豆腐最佳工艺配方为养花时间10 min、点浆温度90 ℃、压制时间8.5 h、酵素添加量20%。此工艺条件下制得的果蔬酵素豆腐呈浅黄色，色泽光亮均匀，果味芬芳纯正，豆香浓郁，口感细腻柔和。果蔬酵素豆腐硬度为27.68 N，弹性为5.42 mm，咀嚼性为61.7 mj。与市售的卤水豆腐和内酯豆腐相比，果蔬酵素豆腐硬度高、弹性较好、咀嚼性好、口感绵密，拥有独特的果香味。研究结果对天然豆腐凝固剂的开发具有一定参考价值。