大豆科学

大豆MAPK家族生物信息学及非生物胁迫表达分析

2026年01月20 00:00

促分裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinase，MAPK）级联途径能够将细胞外刺激传导至细胞内，在植物生长发育和逆境响应中发挥重要作用。为进一步探究大豆MAPK基因在盐胁迫响应中的功能，本研究对大豆MAPK基因家族成员进行了系统进化分析、共线性分析、motif分析、基因结构分析、顺式作用元件分析、组织特异性表达分析以及NaCl、NaHCO₃、PEG和甘露醇胁迫下的表达分析，旨在解析MAPK基因家族的盐胁迫响应机制。通过比较不同非生物胁迫下的表达模式，证实该基因家族通过差异表达调控网络介导大豆对盐胁迫的适应性响应。结果表明：共筛选出19个大豆MAPK家族成员，分布于12条染色体上，其中16号染色体分布最多。理化性质分析表明，MAPK家族成员氨基酸长度为373~571 aa，分子量为41.03~62.81 kDa。系统进化树分析显示，大豆MAPK家族成员可分为4个亚家族。共线性、motif和基因结构分析表明，各亚家族成员间联系紧密，保守性高。启动子顺式作用元件分析发现，大豆MAPK家族成员启动子中含有多种激素和应激响应元件，推测该家族参与大豆非生物胁迫响应。已有研究证实B、C和D亚家族成员参与植物逆境响应机制，因此本研究未将这3族作为重点。表达模式分析显示，在A亚家族的6个成员中，GmMAPK23-4在NaCl、NaHCO₃、PEG和甘露醇胁迫下的表达量变化最为显著。本研究为MAPK基因家族的深入研究提供了理论依据，为进一步理解植物逆境适应性及提升作物耐逆性提供了重要参考。

大豆GmXLG基因家族的鉴定及耐盐性分析

吕银花，穆铎，叶素君，林雯敏，林晓雅* — 2026年01月20 00:00

XLG蛋白在植物生长发育、抵御病原体免疫反应及逆境响应（特别是盐胁迫）中发挥重要作用。为鉴定大豆GmXLG基因家族成员、解析其特征与功能并揭示其作用机制，本研究采用生物信息学方法筛选基因家族成员，并对其理化性质、系统发育关系、基因结构、保守基序、染色体定位、共线性、顺式作用元件及表达模式进行分析。同时，利用qRT-PCR技术分析了盐胁迫下这些基因在根和叶片中的表达动态。结果表明：共鉴定出10个GmXLG基因，它们不均匀地分布于7条染色体上。亚细胞定位预测显示其编码蛋白均定位于细胞核。基于10个物种XLG蛋白构建的系统发育树将其分为3个亚家族，其中亚家族Ⅲ由大豆、百脉根、蒺藜苜蓿和番茄的同源基因组成，形成一个独特的进化分支。同一分支内，蛋白质三级结构、基因结构和保守基序高度相似。种内共线性分析鉴定出12对共线性基因对，表明片段复制/全基因组复制是GmXLG基因家族扩张的主要驱动力；Ka/Ks分析表明所有基因在进化过程中均经历了纯化选择。种间共线性分析揭示了大豆与百脉根、蒺藜苜蓿、番茄、拟南芥XLG基因家族之间存在共线性关系。启动子分析发现GmXLG基因含有丰富的调控光响应、激素响应及胁迫响应（包括盐胁迫）相关的顺式作用元件。组织特异性表达谱显示该家族基因主要在花中表达，具有显著的组织特异性。qRT-PCR分析表明，盐胁迫下大多数GmXLG基因在根和叶片中的表达显著上调。本研究为深入探究大豆GmXLG基因功能奠定了理论基础，并为培育优质耐盐大豆品种提供了重要参考。

调控大豆籽粒百粒重、油分及蛋白含量的QTL聚合分析

2026年01月20 00:00

大豆籽粒百粒重、油分及蛋白含量是由数量性状基因座位（Quantitative Trait Locus，QTL）调控的复杂农艺性状。为阐明不同QTL对3个性状的协同调控效应，以基因型已知的1 769份大豆资源（野生大豆、农家种和栽培品种）的自然群体为研究对象，结合其籽粒百粒重、油分及蛋白含量数据组成数据集，采用表型统计分析、基因型和表型联合分析、基因型连锁不平衡分析等方法，基于该数据集对控制大豆籽粒性状的QTL区域内的关键功能基因GmSWEET10a/GmSWEET39、GmMFT/GmST05和POWR1的聚合效应进行研究。结果显示：根据不同单倍型对籽粒性状偏好性不同，将GmSWEET10a/GmSWEET39、GmMFT/GmST05和POWR1的单倍型划分为高油大粒型和高蛋白型。统计分型结果表明，虽然不同大豆资源的性状变异很大，但高油大粒型单倍型聚合能显著提高籽粒百粒重与含油量，同时降低蛋白含量；高蛋白型的聚合则能显著提高蛋白含量，但百粒重和油分含量出现下降；高油大粒型和高蛋白型的聚合则会使得相关性状偏向中性。从野生大豆到农家种再到栽培品种的驯化过程中，籽粒油分含量与百粒重显著增加，蛋白含量呈下降趋势，且GmSWEET10a/GmSWEET39和POWR1的高油大粒型单倍型在栽培品种中极端富集，GmMFT/GmST05也表现出明显的人工选择痕迹。连锁不平衡分析表明，3 个基因在栽培品种中呈强连锁效应，进一步印证了人工选择对基因聚合的影响。本研究评估了3个控制大豆籽粒性状基因的不同单倍型在大豆自然群体中的聚合效应，证实同效应单倍型的聚合能显著改善大豆籽粒性状的特征，可为高油高产大豆分子设计育种提供理论依据与重要参考。

大豆GmMYB59d的生物信息学分析及其对低钾胁迫的响应

2026年01月20 00:00

低钾胁迫会严重威胁大豆的产量与品质。在模式植物拟南芥中，转录因子AtMYB59已被证实参与调控植物对低钾胁迫的响应。大豆转录组测序结果显示，在低钾胁迫条件下，耐低钾品种与低钾敏感品种之间，其同源基因GmMYB59d的表达存在显著差异。为深入探讨GmMYB59d在低钾耐受中的潜在作用，本研究通过氨基酸序列比对、系统进化树构建、蛋白质保守结构域预测、组织表达模式分析以及基因克隆等方法，系统解析了该基因的基本特征，并进一步预测其在大豆应对低钾胁迫中的功能。结果显示：GmMYB59d是AtMYB59的直系同源基因，而GmMYB59a、GmMYB59b和GmMYB59c为其旁系同源基因。蛋白质保守结构域分析表明，GmMYB59d存在5个剪接体，其中剪接体GmMYB59d.1和GmMYB59d.5的蛋白结构与AtMYB59相似，均具有完整的R2R3型DNA结合域。RT-qPCR组织表达分析显示，GmMYB59d在根中表达量最高，且在低钾胁迫早期即被显著诱导表达。此外，本研究成功克隆出GmMYB59d基因。结果表明，GmMYB59d可能作为一种典型的转录因子，在根中参与调控大豆对低钾胁迫的响应机制。本研究不仅为解析GmMYB59d在低钾胁迫应答中的分子机制提供了重要依据，也为大豆钾高效种质资源的创新与利用发掘了关键基因。

高油大豆品种营养品质的基因型与环境互作分析

2026年01月20 00:00

为系统性解析大豆营养品质的基因型-环境互作效应及其多组分之间的互作特点，选取10个油分含量较高的大豆品种，于2023年（江苏徐州）和2024年（浙江建德和浙江杭州）开展两年三地田间试验，测定蛋白质、粗脂肪、脂肪酸及氨基酸含量，结合GGE双标图、相关性网络和主成分分析解析品质性状的基因型-环境互作效应及多组分关联特点。结果表明：蛋白质、粗脂肪和氨基酸各组分含量变异系数较小，表现出良好的跨环境稳定性；脂肪酸各组分含量的环境稳定性相对较差。在所有测试地区中，浙江建德种植的大豆品种综合品质最优，其蛋白质、粗脂肪、必需氨基酸及不饱和脂肪酸的平均含量均为3个试验点中最高。相关性分析表明，在高油大豆品种中，蛋白质含量与粗脂肪含量呈负相关，而与所有氨基酸呈正相关，氨基酸各组分之间均存在一定正相关；粗脂肪与除半胱氨酸外的所有氨基酸均存在一定负相关；棕榈酸和硬脂酸含量显著正相关，油酸和亚油酸含量之间极显著负相关。通过GGE分析证明，邯豆23的蛋白质和必需氨基酸含量较高且稳定性强，在浙江建德和浙江杭州均表现出最优适应性。结合主成分分析评价结果显示，邯豆23的营养品质评分最高，表明其营养品质在所有测试品种中最为优异。本研究基于大豆蛋白质、粗脂肪、氨基酸和脂肪酸含量等品质性状的基因型-环境互作分析、相关性分析和主成分分析，成功构建了一套多维度的大豆品质综合评价体系，为高品质大豆品种的筛选和选育提供了数据支撑。

黄淮大豆品系抗大豆胞囊线虫2号生理小种评价

魏荷，李春，雷晨芳，王金社，武永康，李海朝，李金英，卢为国* — 2026年01月20 00:00

为精准评价黄淮地区大豆品系对胞囊线虫（Soybean Cyst Nematode，SCN）的抗性，本研究对211份黄淮地区育成大豆品系的SCN2抗性进行鉴定，同时利用抗SCN主效位点rhg1和Rhg4连锁的KASP标记进行基因型检测，并对含有这两个位点的抗性种质的抗性位点拷贝数进行分析。表型鉴定结果表明：211份品系中，1份表现中抗，占品系总数的0.47%；7份表现中感，占品系总数的3.32%；203份表现感病，占品系总数的96.21%；未发现免疫和高抗品系。基因型鉴定结果表明：郑12019同时含有rhg1-a和Rhg4抗性位点，和Peking基因型一致；冀Y2305只含有rhg1-a抗性位点；中作J20287只含有rhg1-b抗性位点，和PI 88788基因型一致；科豆78只含有Rhg4抗性位点；其余207份品系均是感病基因型，占品系总数的98.10%。此外，本研究还对表现中抗的郑12019进行基因组重测序，使用CNVpytor和FREEC程序分析其抗SCN两个主效位点rhg1和Rhg4的拷贝数，两程序获得的结果较相似，CNVpytor分析得出郑12019的rhg1和Rhg4位点拷贝数分别为2.52和2.55，而FREEC分析得出郑12019的rhg1和Rhg4位点的拷贝数分别为3和2。以SKIP16为内参基因，数字PCR检测结果表明郑12019的rhg1位点拷贝数为2.66，和Peking的rhg1位点拷贝数相似。本研究为大豆新品种的审定提供依据，同时为抗SCN育种提供理论参考与材料支撑。

出苗期干旱胁迫下α-萘乙酸引发对大豆下胚轴线粒体电子传递与抗氧化代谢的影响

邢兴华，王好让，李思梦，徐泽俊，齐玉军，童飞，晋彤彤，王幸* — 2026年01月20 00:00

为探讨α-萘乙酸（α-Naphthaleneacetic Acid,NAA）引发对出苗期干旱胁迫下大豆下胚轴伸长的调控机制，以大豆稳定品系徐9302为试验材料，经5 μmol·L^-1 NAA对种子进行引发处理后，采用盆栽称重控水法模拟干旱胁迫处理，测定大豆出苗率、下胚轴长度及呼吸速率，并分析了下胚轴线粒体中复合体活性、过氧化氢（H₂O₂）、抗氧化物质含量和抗氧化酶活性的变化。结果表明，NAA引发提高了干旱胁迫下大豆下胚轴长度和出苗率。在呼吸链复合体中，干旱胁迫对复合体Ⅰ活性抑制程度最大，同时提高了还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（Reduced Nicotinamide Adenine Dinucleotide, NADH）与氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（Oxidized Nicotinamide Adenine Dinucleotide, NAD⁺）的比值（NADH/NAD⁺），致使下胚轴线粒体中H₂O₂和丙二醛含量分别增加49.2%~85.6%和25.7%~58.9%，造成线粒体氧化损伤。干旱胁迫下，NAA引发使得复合体Ⅰ活性和交替途径呼吸速率分别增加48.3%~108.1%和13.1%～38.3%，NADH/NAD⁺比值降低23.3%~32.6%，从源头上抑制了H₂O₂生成。此外，NAA引发还可提高抗坏血酸过氧化物酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽还原酶活性，增加幅度分别为30.3%~51.1%、38.2%~57.5%、28.3%~29.3%和23.0%~75.6%，从而维持还原型抗坏血酸和谷胱甘肽的再生，促进线粒体中已产生H₂O₂的有效清除。综上，NAA引发通过协同调控线粒体电子传递与抗氧化系统，缓解了干旱胁迫诱导的线粒体氧化损伤，从而促进下胚轴伸长并提高出苗率。研究结果可为大豆出苗期干旱胁迫防控提供理论依据与技术参考。

外源褪黑素对镉胁迫下大豆生理及转录调控的影响

宋勇泽，王绍东*，王遂* — 2026年01月20 00:00

为研究外源褪黑素对镉胁迫下大豆幼苗生理生长及转录调控的影响，以大豆品种中黄13为试验材料，采用土培试验，共设置4个处理组，分别为对照组（CK）、褪黑素处理组（M）、镉处理组（Cd）和镉+褪黑素处理组（CdM）。通过预喷施和根灌的方法施用浓度为10 μmol·L^-1的褪黑素，研究外源褪黑素对镉胁迫下大豆幼苗根系生长、叶绿素含量、相对含水量、抗氧化指标及转录调控的影响。结果表明：CdM组与Cd组相比，根系总长度提高了25.16%，根尖数提高了25.29%，根体积无显著性差异，叶绿素含量增加13.47%，叶片相对含水量增加10.00%，叶片脯氨酸含量增加10.10%，丙二醛含量无显著性差异。转录组数据表明，CdM与Cd的比对组合共筛选到4 445个差异基因，其中上调基因2 539个，下调基因1 906个。KEGG富集分析发现，差异表达基因主要富集在转运蛋白、苯丙烷生物合成、DNA复制及氰基氨基酸代谢等途径。通过WGCNA分析、转录因子预测、GO功能注释，筛选到SoyZH13_09G132700、SoyZH13_20G143200和SoyZH13_06G181900为褪黑素调控镉胁迫的核心基因。褪黑素可通过影响DNA转录因子活性、脂类结合等过程，调控大豆幼苗的抗性。

不同GABA种子处理方式对萌发期与苗期大豆低温胁迫耐性的影响

2026年01月20 00:00

为探究不同γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）种子处理方式及浓度对大豆萌发期和苗期低温胁迫耐性的影响，筛选确定最佳处理方式与最适浓度，以绥农14为供试大豆品种，GABA浸种浓度分别为0，10，50，100，150，200，250，300，350，400，450和500 mmol·L^-1，GABA包衣浓度也设相同梯度，共24个处理。种子处理后进行低温胁迫。研究显示，GABA浸种和包衣处理均能提高萌发期大豆的低温胁迫耐性，显著增加低温胁迫下大豆种子的萌发率。其中，浸种浓度为400和450 mmol·L^-1及包衣浓度为250和300 mmol·L^-1的GABA处理效果相对较好。基于此，进行苗期试验，设置常温处理（CK）、低温GABA浸种（0，400和450 mmol·L^-1）、低温GABA包衣（0，250和300 mmol·L^-1）共7个处理。发现GABA种子处理显著提高了低温胁迫下苗期大豆SOD、CAT和APX活性，降低了O₂^-及MDA含量，提高了脯氨酸含量，缓解了低温胁迫对大豆幼苗的损伤。其中，与GABA包衣浓度为0 mmol·L^-1的包衣处理相比，GABA包衣浓度为300 mmol·L^-1的大豆叶片SOD、POD、CAT和APX活性均显著增加，分别增加56.8%、100%、71.8%和82.7%。MDA含量降低25.3%，脯氨酸含量增加29.7%。因此，300 mmol·L^-1 GABA包衣处理可显著缓解低温对大豆种子萌发的抑制作用，增强大豆幼苗的抗氧化能力，对大豆萌发期与苗期低温胁迫耐性的提升效果最为显著。

纳米豆渣膳食纤维复合多糖包埋没食子酸微囊的制备及功能性研究

刘玥池，代伟长*，江飞鸿，张子瑜，孙博，马旭彤 — 2026年01月20 00:00

豆渣是传统豆制品加工的重要副产物，年产量大且营养丰富，其中不溶性膳食纤维（Insoluble Dietary Fiber，IDF）含量最高。其三维网状和多羟基结构赋予它良好的力学性能、生物降解性，以及促消化、降血糖血脂等健康益处。然而，IDF水溶性差、分散性低及制备复杂等问题限制了其应用。通过纳米化处理得到的纳米豆渣膳食纤维（Nanoscale Okara Dietary Fiber，NODF）具有小粒径、高溶解性、持水性、持油性和分散性等优势，显著拓展了其在实际生产中的应用潜力。本研究将NODF同海藻酸钠（Sodium Alginate，SA）和β-环糊精（β-Cyclodextrin，β-CD）共混构建高分子多糖交互网络，经Ca²⁺-SA外部凝胶法包埋对外界环境敏感、在人体内不稳定易分解的膳食多酚没食子酸（Gallic Acid，GA），测定GA包埋率和生物利用率，评估该包埋体系的性质，进而判断NODF所提供和产生的作用和效果。经响应曲面法优化获得GA包埋率最高的微珠制备最佳工艺条件，当SA质量分数为1.6%、NODF质量分数为0.5%、β-CD质量分数0.8%时，GA包埋率最高，为68.75%。对不同多糖组合的微囊的结构、理化性质进行测定，结果表明SAHβ微囊较其他微囊表面更为光滑、具有高GA包埋率、良好的机械强度、热稳定性及pH响应效果。该微囊不仅拓展了NODF的应用场景，同时充分体现出该包埋体系具有良好的应用潜力。

三种生物菌剂对北疆大豆光合物质合成及产量的影响

丁晨芳，宋兴虎，黄卫康，程浩，甘玉成，赵强* — 2026年01月20 00:00

为探究不同生物菌剂对北疆大豆光合特性的影响，筛选出适宜北疆大豆增产的生物菌剂，于2023和2024年4—9月进行田间试验，分别在大豆V3、R1和R3期叶面喷施0.75 mL·hm^-2内生真菌（N1）、1 000 mL·hm^-2复合微生物菌剂（N2）和300 mL·hm^-2植物油增产助剂（N3），以清水为对照（CK）。测定大豆净光合速率（Net Photosynthetic Rate，P_n）、蒸腾速率（Transpiration Rate，T_r）、气孔导度（Stomatal Conductance，G_s）、胞间CO₂浓度（Intercellular CO₂ Concentration，C_i）、叶绿素相对含量（SPAD值）、叶面积指数、干物质积累与分配、产量及其构成因素。两年试验结果表明，各处理在R4期，C_i与CK差异不显著，P_n、T_r和G_s经生物菌剂处理后均与CK产生显著差异；两年间R5期各处理SPAD 值较CK增加了6.9%～7.8%；生殖器官干物质质量两年间较CK增加10.3%～19.8%。不同处理产量较CK均有所增加，表现为N1>N2>N3，2023和2024年N1处理平均产量为3 509.9 kg·hm^-2，较N2和N3增加了6.5%和3.4%，不同处理两年平均分别较CK增加了22.5%、15.0%和15.0%。综上，北疆大豆喷施生物菌剂可以提高干物质积累，改善光合作用，增加产量。生物菌剂最佳选择为N1，初步推荐在大豆V3、R1和R3期叶面喷施0.75 mL·hm^-2更有利于大豆光合物质生产及产量提升。

四川遂宁花叶、皱缩大豆病毒复合侵染分子鉴定及分析

陈诚，伏荣桃，王剑，李星月，陈雪娟，卢代华* — 2026年01月20 00:00

为了研究四川遂宁表现出花叶、皱缩等症状的大豆是否受病毒侵染及其病毒种类，采用小RNA深度测序技术检测四川遂宁侵染大豆的病毒种类，并利用RT-PCR和序列测序分析对结果进行验证。结果显示：大豆样品受到大豆花叶病毒（Soybean Mosaic Virus，SMV）和菜豆普通花叶病毒（Bean Common Mosaic Virus，BCMV）的复合侵染。通过RT-PCR克隆和测序后证实上述2种病毒的存在，并以四川遂宁分离物分别命名（SMV-SCSN和BCMV-SCSN）。进一步扩增、克隆测序和组装后获得了SMV-SCSN的全基因组。系统发育分析表明，BCMV-SCSN分离物聚类在地域和寄主多样性最丰富的第V类群，且与BCMV-PStV株系具有较近的亲缘关系；SMV-SCSN与来自于韩国大豆的Anseong分离物亲缘关系最近，聚为系统发育地位独特的Clade 8类群。本研究首次报道SMV和BCMV在四川遂宁地区对大豆的复合侵染危害，为深入解析两种病毒的复合侵染机制，培育兼抗性大豆种质并开展病害防控提供参考。

根内根孢囊霉对正茬与迎茬大豆丛枝菌根真菌侵染率、根腐病及生物量的影响

接伟光，王文锴，张敏，谭义雯 — 2026年01月20 00:00

为探索根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices）对大豆根系丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhiza，AM）真菌侵染率、根腐病病情指数及大豆生物量的影响，以大豆品种黑农48为试验材料，在正茬和迎茬大豆苗期设置根内根孢囊霉菌剂接种试验，根据发病特征评定大豆根腐病病情指数，采用碱解离-酸性品红染色法测定大豆根系AM真菌侵染率，运用湿筛倾析-蔗糖离心法测定AM真菌孢子密度，利用直接测量法测定大豆生物量。结果表明，相同种植方式下，接种根内根孢囊霉菌剂可显著降低大豆植株根腐病病情指数，正茬与迎茬种植方式下分别降低34.41%和18.34%。与对照组相比，接种根内根孢囊霉菌剂能显著提高正茬和迎茬大豆植株的生物量，其中根长较为显著，分别提高了2.13%和23.89%。接种根内根孢囊霉菌剂可缓解大豆迎茬障碍并提高大豆产量，为AM真菌剂的田间应用提供理论依据。

三株大庆地区耐盐碱大豆根瘤菌的分离与鉴定

2026年01月20 00:00

为筛选鉴定可在盐碱地中应用的耐盐碱根瘤菌株，以在黑龙江八一农垦大学启隆盐碱地试验基地生长的吉育99为捕获宿主，筛选分离根瘤菌株。通过16S rDNA 测序分析确定根瘤菌属，并进行抗生素抗性鉴定、耐盐性鉴定、耐碱性鉴定、耐盐碱性鉴定和共生匹配性鉴定。结果表明：共筛选分离得到3株根瘤菌，分别命名为根瘤菌q1-1、q2-6和q3-7，其中前两株为根瘤菌属，第三株为中华根瘤菌属。3种根瘤菌均具有红霉素抗生素抗性，均可以在高盐高碱的环境下生存。其中根瘤菌q2-6在NaCl浓度为500 mmol·L^-1的TY（Tryptone Yeast extract）固体培养基上能正常生长。根瘤菌q1-1和q3-7在NaCl浓度为650 mmol·L^-1的TY固体培养基上仍能生长。碱性条件下，根瘤菌q1-1、q2-6和q3-7分别可以在pH10.5、pH9.7和pH12.5的TY固体培养基上正常生长。混合盐碱条件下，根瘤菌q1-1、q2-6和q3-7分别可在盐碱浓度为20，30和80 mmol·L^-1（NaCl、Na₂CO₃、NaHCO₃和 Na₂SO₄摩尔比为1∶1∶9∶9）的TY固体培养基上正常生长。分别使用3种根瘤菌与庆特12、庆特4、铁丰8号、牛眼睛、黑珍珠、合农95、黑河49、中吉602、中黄665和黑农91共10个品种大豆进行共生匹配性鉴定，结果表明3种根瘤菌与上述大豆品种均有良好的共生匹配性，能达成良好的共生关系。