大豆科学

197份大豆种质资源共生固氮特性鉴定与评价

2025年01月20 00:00

为深入了解大豆种质资源固氮特性的差异性，筛选出固氮能力优异的大豆资源，以197份国内外大豆种质资源为试验材料，通过对接种根瘤菌USDA110后大豆的叶绿素含量（Ve、V1、V2和V3期）、结瘤数、地上地下鲜重、地上地下干重、上下胚轴长度和全氮含量进行分析，评价不同大豆资源的共生固氮特性，筛选出固氮能力突出的大豆资源。结果表明：不同大豆种质资源的各指标存在显著差异，其中结瘤数和地下干重差异较为明显；相关性分析和主成分分析显示，结瘤数、全氮含量、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重与地下部干重6个指标相互呈极显著正相关关系，且在12个指标中占据主要地位，因此将这6个指标作为评价固氮特性的指标，以这6个指标的主成分值计算各大豆资源的综合得分；基于主成分分析的综合得分将197份大豆资源进行聚类分析，以Williams 82为中心分为3类，分别为Ⅰ类（score≥0.5）、Ⅱ类（-0.5<score<0.5）、Ⅲ类（score≤-0.5），其中Ⅰ类固氮特性优异，包含58份种质资源，这些材料将为选育高固氮能力的大豆品种提供资源基础。

基于Micro-CT分析大豆种子结构表型及构建种子重量预测模型

2025年01月20 00:00

大豆是重要的粮油兼用作物，是植物蛋白质的重要来源，为明确大豆种子结构特征并构建种子重量预测模型，以42个不同大豆品种为材料，利用Micro-CT技术扫描测试样本，通过CT图像的处理解析，获取大豆种子的长度、宽度、厚度、体积、表面积、种胚体积、表面积及空腔体积特征，人工称重测定单粒重量指标。系统分析种子形态特征及其与重量的相关关系，并对不同品种进行聚类分析，通过对多项形态表型和重量指标进行主成分分析，确定主要贡献指标，基于机器学习算法构建重量预测模型。结果表明：种子形态特征与种子重量显著相关，但种子形状特征对重量无显著影响；42个大豆品种可以分为4类，其中第一类品种蒙豆375和蒙豆60的种子大小和重量指标均显著高于其他3类品种。利用随机森林模型和偏最小二乘回归方法构建的重量预测模型效果优于单一指标的简单线性回归效果。其中，随机森林回归模型训练集和测试集的R2分别为0.80和0.66，RMSE分别为0.017和0.021 g，偏最小二乘回归模型训练集和测试集的R²分别为0.75和0.72，RMSE分别为0.019和0.020 g。研究结果为大豆种子外部形态和内部结构的研究提供了新的技术和方法，为大豆品种分类、产量和品质性状的评价提供理论和技术参考。

基于主成分和隶属函数分析的大豆种质资源耐盐性综合评价

2025年01月20 00:00

为筛选出耐盐性较强的大豆种质资源用于盐碱地开发利用，本研究以 287 份大豆品种（系）为研究对象，在100 mmol·L^-1 NaCl溶液下进行萌发期和苗期耐盐性鉴定，并利用主成分和隶属函数分析对大豆苗期的7个耐盐性相关指标（相对SPAD值、相对株高、相对根长、相对地上部鲜重、相对根鲜重、相对地上部干重和相对根干重）进行综合评价。结果表明：萌发期依据盐害指数筛选出1级耐盐种质69份，2级耐盐种质83份。苗期利用主成分分析和隶属函数对大豆材料的耐盐性进行综合评价，将287份材料分成5 类：高度耐盐种质40份，耐盐种质104份，中度耐盐种质68份，盐敏感种质72份，高度盐敏感种质3份。通过逐步回归分析法建立了大豆苗期耐盐性评价的数学模型，筛选出相对地上部鲜重、相对根长、相对根干重以及相对SPAD值4个性状指标，可作为大豆苗期耐盐性的评价指标，进一步验证表明模型预测性较好(R²= 0.976，P<0.001）。通过对萌发期和苗期大豆耐盐性进行比较分析，筛选出萌发期与苗期均为 1 级耐盐的材料7份：S39（铜山白荚壳）、S149（栖霞青豆）、S154（南京高香豆）、S228（徐8107）、S262（贡豆19）、S270（ZDD 23409）以及S281（ZDD 3726）。

南疆地区春播大豆主要农艺性状分析与综合评价

2025年01月20 00:00

为筛选出适宜南疆地区春播种植的优质高产大豆品种（系），2023年对引进的29份大豆品种（系）的10个性状(生育期、株高、主茎节数、单株荚数、单株粒数、百粒重、收获株数、粗蛋白、粗脂肪和产量)进行变异性、相关性、因子分析和聚类分析。结果表明：10个性状的变异系数范围为3.63%~23.76%；产量与株高、主茎节数、生育期呈极显著正相关（P<0.01），与单株荚数和单株粒数呈显著正相关（P<0.05）。因子分析将10个性状浓缩为4个主因子，分别为株高因子、产量品质因子、产量构成因子和百粒重因子，且累计贡献率达到88.74%。聚类分析表明，29 份大豆品种（系）可聚类成6大类群，第Ⅰ类群包括8份材料，第Ⅱ类群包括7份材料，第Ⅲ类群包括10份材料，第Ⅳ类群包括2份材料，第Ⅴ和第Ⅵ类各1份材料。根据综合因子分析与聚类分析结果，筛选出吉育4412、吉育4521、吉育5412、新大豆23号、新振豆10号、新振豆7号、新振豆8号、新振豆9号和吉育5523，这9个品种（系）综合性状良好，产量提升空间大，适宜在南疆地区春播种植。

2000—2023年俄罗斯远东地区登记大豆品种来源、产量、品质及主要性状演变分析

2025年01月20 00:00

为了解俄罗斯远东地区大豆育种现状，大豆品种的产量、品质以及主要性状的演变情况，本文对2000—2023年该地区登记的107个大豆品种的来源、育种方法以及花色、叶型、茸毛色、结荚习性、生育期天数、株高、百粒重、籽粒蛋白质、脂肪含量、产量等性状进行分析。结果表明：远东地区大豆品种主要来源包括俄罗斯本国科研机构、本国企业以及外国育种机构，其中全俄大豆研究所是该地区最重要的大豆育种单位，其主要育种方法为杂交育种。该地区大豆品种在培育过程中花色、茸毛色不作为选择标准，而卵形叶、无限结荚习性大豆品种数量较多。品种的平均生育期天数、百粒重、籽粒蛋白质含量以及产量等性状整体上呈逐渐上升趋势，而株高和籽粒脂肪含量整体上呈逐渐下降趋势，其中平均产量上升9.03%，生育期天数增加2.02%，百粒重上升4.96%，籽粒蛋白质含量上升2.21%，株高下降2.47%，籽粒脂肪含量下降2.4%。研究结果表明2000—2023年间俄罗斯远东地区大豆育种水平逐步提高，但其品种在产量及品质等方面较相邻的我国黑龙江省大豆品种不具备明显优势，我国大豆品种具有在俄罗斯远东地区登记和推广的潜力。

亚有限结荚习性鲜食大豆衢鲜8号高产栽培因子优化

2025年01月20 00:00

为优化亚有限结荚习性鲜食大豆的高产高效栽培技术，2022—2023年以衢鲜8号为材料，研究栽培因子播期（X₁）、密度（X₂）、烯效唑喷施时期（X₃）及喷施浓度（X₄）对鲜食大豆产量的影响，采用四元二次正交旋转组合设计，以播期、密度、烯效唑喷施时期和喷施浓度为变量，研究各栽培因子对衢鲜8号产量的影响，建立鲜食大豆产量和试验因子的回归数学模型，采用主效应分析、单因素效应分析和交互项分析方法对数学模型进行模拟寻优，优化各栽培因子。结果表明：建立了鲜食大豆产量优化数学回归模型，Y₁=11 283.34-2 148.20X₁-169.16X₂+187.85X₃-172.63X₄-1 480.14X₁²-546.93X₂²-487.02X₃²-495.44X₄²-190.75X₁X₃和Y₂=10 834.23-1 231.55X₁+184.20X₂+ 221.27X₃-195.49X₄-1 091.78X₁²-277.39X₂²-285.70X₃²-515.57X₄²+268.54X₁X₃。各因素对衢鲜8号产量的影响主次顺序依次为：播期、喷施时期、喷施浓度、密度。其中播期、密度、烯效唑喷施时期和喷施浓度与鲜食大豆产量的关系均呈开口向下的抛物线，说明播期、喷施时期过早或过晚，密度、喷施浓度过大或过小都会对鲜食大豆产量造成影响。播期与喷施时期交互作用对鲜食大豆产量有显著影响。研究表明鲜食大豆产量大于10 500 kg·hm^-2的优化栽培措施为播期7月26—30日，密度16万株·hm^-2，烯效唑喷施时期4~5叶期，喷施浓度55.69~75.03 mg·kg^-1时，研究结果可为亚有限结荚习性鲜食大豆的高产高效栽培提供理论依据和技术支撑。

播期和萌发期冷处理对不同耐低温性大豆生态性状的影响

2025年01月20 00:00

为给选育萌发期耐低温大豆品种和农民“适时早播”种植大豆提供理论依据，本研究首先以相对发芽率和相对正常苗率为指标，综合评价了169份东北大豆种质资源萌发期的耐低温（6 ℃）能力，从中筛选出10份耐冷型（T）、8份中间型（M）和9份敏感型（S）代表性大豆资源进行田间试验，研究了早播（K）、正常（CK）和晚播（P）等3个播期和萌发期冷处理（N）对不同耐低温类型大豆生态性状的影响。结果表明：随播期推迟，整体上大豆各生育阶段缩短和活动积温减少，有效分枝数从2.2个降低到1.1个，粗蛋白含量从38.8%降低到38.0%，蛋脂总量从60.9%降低到59.0%，同时晚播（P）时单株有效荚数和粒重显著降低，但是早播（K）时大豆单株产量与CK无明显差异；不同耐低温型大豆种质之间各性状随播期的变化规律基本相同，但是存在一些差异；耐冷型（T）大豆具有更高的有效分枝数、蛋白质含量与蛋脂总量（T >M >S）以及单株有效荚数；生育期和积温无明显变化时，大豆萌发期6 ℃处理后，大豆的花荚脱落率下降5.8%，有效分枝数和单株有效荚数均显著增加，单株粒重增加2.3 g，有增产效应。结果说明，选育萌发期耐冷型大豆并适时早播，有利于改善大豆品质，增加有效分枝数，同时发现萌发期冷胁迫能影响大豆后期生长发育且具有增产效应。

大豆根系天冬氨酸分解代谢对低氮低磷胁迫的应答

2025年01月20 00:00

天冬氨酸分解代谢途径产生了多种必需氨基酸，该途径也是植物体内各种氨基酸代谢的关键途径。氮和磷是限制大豆根系发育和代谢的重要元素，为探究大豆根系天冬氨酸代谢对低氮低磷胁迫的响应机制，以不同磷效率大豆品种为试验材料，采用砂培试验，设置不同氮磷培养处理，分析大豆根系天冬氨酸分解代谢途径在低氮和低磷条件下的变化情况，包括相关代谢产物的积累、氨基酸含量和相关酶活性及GmAK1基因表达量的变化。设置两个磷处理：常磷处理（P+，0.5 mmol·L^-1）和低磷处理（P-，0.005 mmol·L^-1）。设置两个氮处理：常氮处理（N+，2 mmol·L^-1）和低氮处理（N-，0.2 mmol·L^-1）。结果表明：与常磷常氮（P+N+）条件相比，常磷低氮（P+N-）胁迫处理使大豆根系氮磷积累量下降了11.63%~44.89%，低磷常氮（P-N+）胁迫使其降低了14.80%~46.89%，P-N+胁迫对大豆根系氮磷积累量造成的影响更为显著。大豆根系天冬氨酸激酶（AK）活性在各个时期都显著高于天冬氨酸转氨酶（AST）和天冬酰胺合成酶（ASNS）。在V2期，低磷低氮（P-N-）胁迫使磷高效大豆品种辽豆13根系的ASNS活性显著提高10.86%，P+N-胁迫使磷低效大豆铁丰3号根系的AK活性显著提高5.21%；在R2期，P-N-胁迫使铁丰3号根系的ASNS活性显著提高了8.84%；在R6期，3种酶活性在不同处理下变化范围较小。所测氨基酸含量中，除蛋氨酸（Met）外，其余氨基酸均对P-N+胁迫反应明显，且苗期最显著。此外，两个品种大豆根系 AK酶编码基因GmAK1的表达量受P-N+胁迫影响更为明显，其中，P-N+胁迫使磷高效大豆辽豆13根系GmAK1的表达量在R2期显著增加了77.92%，使磷低效大豆铁丰3号显著降低了89.61%。研究阐明了低磷胁迫较低氮胁迫对大豆根系天冬氨酸分解代谢途径具有更为显著的影响，且苗期表现最为明显，为低氮和低磷条件影响大豆根系的研究提供新思路。

外源α-酮戊二酸对低氮下大豆氮同化和产量性状的影响

2025年01月20 00:00

为了探索能够增强大豆植株自身的氮同化作用的外源试剂，实现在减少氮肥施用量的同时不影响大豆生长及产量形成，从而保持土壤的可持续利用，以α-酮戊二酸为外源试剂，采用砂培的方式模拟低氮条件种植大豆，待其生长至V3期进行叶面喷施处理，探究低氮条件下施用α-酮戊二酸对大豆生长发育、氮素同化能力及产量的影响。结果表明：α-酮戊二酸处理有效地诱导了低氮下大豆植株的氮同化基因的表达，同时在低氮条件下进行α-酮戊二酸处理也可显著提高GS和GOGAT酶活性，增加植株体内氮同化产物，如铵态氮、硝态氮含量以及酰脲的含量。在低氮条件下，α-酮戊二酸处理显著增加了低氮水平下大豆植株的单株荚数、单株粒数和单株粒重，相比于未经过α-酮戊二酸处理的大豆植株分别提高了12.38%、9.52%和14.72%。因此，外源施用α-酮戊二酸可以促进低氮条件下大豆植株的氮代谢过程，提高低氮下大豆的产量相关指标。

N-乙酰-L-半胱氨酸缓解盐碱胁迫对大豆幼苗生长抑制

2025年01月20 00:00

为明确N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）对盐碱胁迫下大豆幼苗生长的影响，本研究以大豆品种合丰50为试验材料，采用盆栽法，通过NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂CO₃混合溶液模拟苏打盐碱胁迫，在大豆幼苗的V3期叶面喷施1 mmol·L^-1 NAC处理，测定盐碱胁迫下大豆幼苗的生长指标、抗氧化酶活性、活性氧含量、丙二醛含量、叶片光合指标及碳水化合物含量，以分析NAC处理对盐碱胁迫下大豆植株生长的影响。结果表明：与对照组相比，盐碱胁迫显著抑制大豆植株的生长和生物量的积累。与盐碱胁迫相比，NAC处理可显著提高大豆植株的株高、根长、茎粗、根干/鲜重和叶干/鲜重；降低叶片和根系中活性氧含量（O₂^-和H₂O₂）及丙二醛（MDA）含量，叶片中MDA含量降幅达58.62%；提高叶片和根系抗氧化酶活性（POD、SOD、CAT和APX），叶片中APX增幅达82.68%；提高叶片的光合作用参数，增加叶片和根系中渗透调节物质和碳水化合物的积累。综上，NAC处理能够通过降低氧化损伤，增强大豆植株的光合能力，促进碳水化合物积累，缓解盐碱胁迫对大豆植株生长的抑制。

连续秸秆还田对大豆产量、磷素吸收特征及土壤磷组分的影响

2025年01月20 00:00

为探究连续秸秆还田后，在不同土壤肥力条件下，大豆对施磷水平的反应及黑土供磷潜力，在2016—2022年连续7年进行秸秆还田试验点，于2022和2023年选用黑河43为试验材料，设置秸秆还田和秸秆离田2个处理，在连续秸秆还田条件下于2种不同土壤肥力处理水平上进行不同磷肥用量试验。2022年分别设置0，50.2，71.8和86.1 kg·hm^-2P₂O₅ 4个施磷水平（P0、P1、P2和P3），其中71.8 kg·hm^-2 P₂O₅（P2）为当地推荐磷肥用量，2023年分别设置0，50.2和71.8 kg·hm^-2 P₂O₅ 3个施磷水平（P0、P1和P2），研究秸秆还田对大豆产量和土壤磷组分的影响，连续秸秆还田条件下施磷水平对大豆产量、干物质积累量、磷素积累与分配的影响。结果表明：秸秆还田与秸秆离田相比，大豆产量显著提高，增产幅度达到17.59%~22.55%；秸秆还田后土壤全磷、H₂O-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、NaOH-Po和残余-P的含量显著提高，提高幅度分别为31.68%~43.12%、44.05%~78.82%、148.03%~223.66%、23.84%~37.92%、80.67%~97.32%和67.44%~76.04%，NaHCO₃-Po和HCl-P含量显著降低，降低幅度分别达到15.58%~28.63%和22.65%~39.57%，其中土壤中等活性磷的比例增加了3.37%~4.95%，稳定态磷的比例降低了4.42%~5.04%。两年两试验区试验结果表明，大豆产量随施磷水平的提高呈先增加后降低的趋势，P3处理较P2处理大豆籽粒产量显著降低了8.89%~15.75%。不同施磷水平在大豆不同生育阶段的影响表现为大豆生长前期干物质积累量和磷素积累量随着施磷水平的增加而增加，过高的施磷水平对大豆生长后期干物质积累量和磷素积累量有降低的趋势，同时也不利于磷素向籽粒中的转移分配，P3处理磷素在籽粒中的分配比例为54.45%~59.74%，显著低于P0、P1和P2处理。综上所述，经过连续6~7年秸秆还田后，秸秆还田较秸秆离田显著提高了大豆产量，提高了土壤全磷含量，降低了土壤稳定态磷百分含量，从而提高了土壤磷素有效性，土壤供磷能力得到增强；在连续秸秆还田6~7年的基础上，高肥区施用磷肥对大豆产量无显著影响，磷肥较当地推荐磷肥用量降低30%不会降低低肥区大豆产量，并且过高的磷素供应水平无益于大豆产量的增加，并存在减产趋势。

混合根瘤菌对蒙农S007饲用大豆的固氮效应

2025年01月20 00:00

为了解不同根瘤菌混合接种对蒙农S007饲用大豆的影响，并筛选出与蒙农S007匹配性高的根瘤菌组合，选择3株分离自试验地种植小区中蒙农S007根部根瘤的根瘤菌，在室内无菌蛭石条件下，将根瘤菌接种到蒙农S007上，30 d后测定蒙农S007的地上生长指标、地下生长指标、根瘤特征、叶绿素含量和植株全氮含量，对各指标进行相关性分析与主成分分析，评价不同根瘤菌组合对蒙农S007的影响，筛选与蒙农S007匹配性最高的根瘤菌组合。结果表明：蒙农S007与不同根瘤菌组合的共生匹配性和固氮能力存在差异；接种根瘤菌后，蒙农S007叶绿素含量、根瘤重、植株全氮含量与地上生物量呈显著正相关；对各根瘤菌组合接种下，蒙农S007各生长指标进行主成分分析并进行综合排名，相较于单一根瘤菌接种，根瘤菌混合接种下的植株得分更高，处理G（Sf-8+ Sf-74+ Sf-134）下的植株综合表现最优。结果表明接种Sf-8、Sf-74和Sf-134根瘤菌组合能显著增加蒙农S007固氮效应，促进蒙农S007叶片叶绿素含量、植株全氮含量、株高、根瘤数、根瘤重、根长和地下生物量的增加，从而使得蒙农S007地上生物量显著增加。

生防菌Ba1-7对大豆胞囊线虫的防效及对大豆根际微生物群落的影响

梁炜萍，周园园，张金姚，李一冰，郭永霞* — 2025年01月20 00:00

为明确阿氏芽胞杆菌（Bacillus aryabhattai） Ba1-7对大豆胞囊线虫病的防治效果以及对根际土壤微生物的影响，本研究采用室内盆栽试验和大田试验探究该菌株对大豆胞囊线虫病的防治效果，利用高通量测序技术，采用Krona工具对物种注释结果进行可视化分析，明确田间大豆胞囊线虫胁迫下Bal-7对大豆根际土壤微生物群落结构和组成的影响。结果表明：生防菌Ba1-7处理的大豆株高、主根长以及产量等显著高于对照处理，产量比对照处理增加29%。对大豆胞囊线虫的盆栽和田间防效分别为63.35%和67.28%，说明该菌株对大豆有促生长作用以及对大豆胞囊线虫有防治效果。高通量测序及分析表明两组处理的土壤样本中的细菌菌群归属于35个门，112个纲，263个目，435个科，793个属；真菌菌群归属于12个门，36个纲，81个目，175个科，325个属。生防菌Ba1-7处理提高了土壤中微生物的群落多样性，降低了细菌和真菌的物种总数和群落丰富度，但对微生物群落多样性结构和组成无显著差异，变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和子囊菌门以及假单杆菌属和单杆菌属丰度有所增加，说明该菌株可能是通过影响微生物群落的菌群丰度来对大豆胞囊线虫进行防治，对土壤生态环境是安全可靠的。

大豆杀虫剂登记用药现状及对应分析

2025年01月20 00:00

为了明确现阶段我国大豆杀虫剂的登记现状，本文整理出目前已经批准登记的大豆杀虫剂产品的防治对象、剂型、毒性、最大残留限量等基本信息。通过绘制箱线图对其推荐用药量进行分析，从中筛选出推荐用量较高的产品。采用对应分析揭示大豆害虫-杀虫活性成分之间的相互关系。结果显示,截至2024年9月21日，我国登记的大豆杀虫剂产品共有68个，其中单剂38个，混剂30个。防治对象为蚜虫、大豆食心虫及甜菜夜蛾的产品种类较丰富。推荐用药量较大或推荐用药量变化范围较大的杀虫剂种类包括毒死蜱、亚胺硫磷、丁硫·福美双、高氯·辛硫磷等。蚜虫、大豆食心虫和豆荚螟用药特征相似，同时发生时可以采用同一种农药达到兼治效果。建议减少登记推荐用药量异常高的杀虫剂产品，加强用药量低且对害虫选择性高的杀虫剂产品的研究、登记及推广。