大豆科学

大豆耐盐碱机制及育种策略研究进展

陈鹤源，白钱岳，胡尚宏，刘子健，孙佳阳，盖婧雯，张卓，魏健* — 2025年09月20 00:00

我国盐碱土的总面积大约为 9.15×10⁷ hm²，占全国可利用土地面积的4.88%。由于耕地面积逐年减少以及土壤盐碱化趋势的加剧，盐碱土地的开发利用显得尤为关键。针对大豆耐盐碱性的研究，在于深入解析大豆在盐碱土壤中生长的生理机制和遗传特性，并探索有效的改良策略。当前耐盐碱大豆育种技术体系以常规育种与分子育种双轨并进为核心策略，旨在创制适应盐碱生境的优质种质资源。面对盐碱地开发利用的迫切需求，构建高效的大豆耐盐碱品种选育范式已成为保障边际耕地生产力的关键突破口。阐明大豆响应盐胁迫的分子调控通路与表型可塑性机制，对于建立耐盐性定向调控技术、保障大豆安全生产具有重大科学价值与实践意义。本文综述了关于盐碱土对大豆影响以及耐盐碱大豆生物机理的最新研究进展，内容包括盐碱土的分类、对作物的损害以及大豆的响应机制，全面探讨大豆适应盐碱胁迫的机制，以及耐盐碱育种的策略，揭示大豆耐盐碱生理及响应机制对大豆耐盐碱育种的重要性。

大豆芽期耐盐碱胁迫机制的研究进展

2025年09月20 00:00

我国盐碱地广泛分布并不断扩张，严重制约农业发展，选育大豆耐盐品种以便充分利用盐碱土进行大豆生产是同时解决环境问题和农业问题的双重理想策略。大豆是中度耐盐作物，在不同的生育阶段对盐碱害的敏感程度及响应机制不同。芽期的耐盐碱性对田间出苗质量及最终产量具有重要影响，但当前对大豆芽期的研究仍不够全面。因此，深入研究大豆芽期耐盐碱性对于提高大豆在盐碱土环境中的生长能力，增加大豆产量，以及推动农业可持续发展具有不可忽视的紧迫性和重要意义。本文综述国内外关于大豆芽期耐盐碱性的相关研究，主要集中在胁迫机制、分子遗传和耐盐应用3个方面，深入探讨盐碱胁迫对大豆芽期的生理伤害机制，总结大豆芽期耐盐QTL定位和耐盐基因研究的最新成果，并分析通过外源基因和内源基因改良大豆芽期盐碱耐性的应用实践，旨在通过本文为大豆相关研究和生产提供理论参考。

土壤调理剂复配对苏打盐碱土的改良效果及对大豆生长的影响

2025年09月20 00:00

为科学选择适用于苏打盐碱土的土壤调理剂及研究其科学配比对大豆生长的影响，本研究以黑龙江省大庆市萨尔图地区pH10.05、土壤电导率96.77 μS·cm^-1的苏打盐碱土为研究对象，选择大豆品种合丰55进行盆栽试验。从多种土壤调理剂中筛选改良效果良好的改良剂，并利用响应面法研究其组合配比，分析不同调理剂对土壤基本性质和大豆生长发育指标的影响，探讨各调理剂间的相互作用，得出适合苏打盐碱土的调理剂配方。结果表明：生物炭、硫酸铝和羟丙甲基纤维素是适用于该土壤类型的土壤调理剂。单剂施用浓度和效果分别为生物炭3%显著提高土壤速效养分，硫酸铝0.5%显著降低土壤pH值，羟丙甲基纤维素0.5%显著提高土壤含水量。组合使用时推荐采用2.00%生物炭、0.68%硫酸铝和0.40%羟丙甲基纤维素的配比。各调理剂组合未观察到明显相互拮抗作用，该配比显著降低土壤pH值，提高大豆出苗率和干物质量积累，为大豆生长提供适宜环境。本研究为松嫩平原盐碱地大豆种植提供了有效指导，推荐采用生物炭2.00%、硫酸铝0.68%和羟丙甲基纤维素0.40%的土壤调理剂配比，作为该区域盐碱土改良及大豆生产的首选方案。

外源维生素C对盐碱胁迫下大豆植株生长的影响

杨一鸣，雷梦瑶，梁继博，国爽，邵文静，王广达，赵强，杜吉到* — 2025年09月20 00:00

为促进耐盐碱大豆品种选育和相关耕作措施的开发，本研究以大豆品种合丰50（耐盐碱品种）和绥农28（不耐盐碱品种）为试验材料，采用桶栽法，在R1期进行叶面喷施100 mg·L^-1维生素C，以明确外源维生素C处理对盐碱胁迫下大豆植株形态指标、抗氧化能力、叶片光合作用、生物量积累和产量相关性状的影响。结果表明：外源维生素C处理显著提高两个品种的株高、茎粗和叶面积；提高了两个品种植株叶片中抗氧化酶的活性，增加了可溶性蛋白和可溶性糖含量，显著降低了叶片中ROS的积累和MDA含量；显著提高了盐碱胁迫下两个品种植株叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数，提高了光合电子的传递效率，增强了叶片的光合能力；显著提高了两个品种的叶鲜重、叶干重、茎鲜重和茎干重；增加单株粒数和单株粒重，其中耐盐碱品种合丰50的单株荚数、单株粒数和单株粒重分别增加6.23%、14.83%和8.62%，不耐盐碱品种绥农28的单株荚数、单株粒数和单株粒重分别增加110.57%、66.61%和59.59%。值得注意的是，盐碱胁迫下，外源叶面喷施维生素C处理对不耐盐碱品种绥农28相关性状的改善效果优于耐盐碱品种合丰50。研究结果可为耐盐碱大豆品种选育和相关耕作措施的开发提供理论依据。

大豆盐胁迫和干旱胁迫响应EXP基因鉴定及GmEXLB2克隆和诱导表达分析

2025年09月20 00:00

大豆是一种重要的粮油兼用经济作物，其产量常受到干旱和高盐等非生物胁迫的严重影响。扩展蛋白（expansin，EXP）是一类在植物中发挥重要功能的蛋白质，能够引起植物细胞壁松弛。这类蛋白通过对植物细胞壁的调控，在非生物胁迫中发挥重要作用。为挖掘大豆中同时响应盐胁迫和干旱胁迫的EXPs，本研究基于前期盐胁迫和干旱胁迫处理的转录组数据，利用韦恩图、生物信息学分析、实时荧光定量PCR和基因克隆方法对EXPs基因进行了系统分析。结果表明：共有49个GmEXPs响应盐胁迫，21个GmEXPs响应干旱胁迫，其中15个GmEXPs基因受到盐胁迫和干旱胁迫的共同调控。进一步分析发现，这15个GmEXPs基因的启动子区域含有多个与植物逆境胁迫和植物激素应答相关的顺式作用元件。本研究在大豆品种齐黄34根系中克隆到受干旱胁迫和盐胁迫显著诱导的基因GmEXLB2，该基因编码expansin-like B蛋白。GmEXLB2蛋白序列与野生大豆扩展蛋白具有较高的氨基酸序列同源性，该蛋白含有保守的Expansin结构域，其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成。GmEXLB2基因在下胚轴中表达水平最高，且盐胁迫和干旱胁迫处理显著诱导根中GmEXLB2的表达。此外，GmEXLB2基因的表达受植物激素调控，其中ACC、GA₃和ABA处理均能诱导GmEXLB2基因表达。结果说明GmEXLB2基因在响应盐胁迫和干旱胁迫中发挥重要作用，该基因可能通过植物激素信号参与大豆盐胁迫和干旱胁迫响应。结果可为探究大豆EXLB基因响应逆境机理提供新的思路，也为深入研究GmEXLB2基因的抗旱和耐盐功能奠定了理论基础。

外源氯化钙对盐碱胁迫下大豆植株生长和产量性状的影响

2025年09月20 00:00

为探究外源氯化钙对盐碱胁迫下大豆植株生长和产量的影响，试验以耐盐碱品种黑河49和盐碱敏感品种合农95为试验材料，采用盆栽法，在V1期进行盐碱胁迫处理（模拟黑龙江省大庆地区盐碱土，NaCl∶Na₂SO₄∶Na₂CO₃∶NaHCO₃=1∶9∶1∶9），盐碱处理5 d后喷施不同浓度的氯化钙（0.5，1.0和1.5 g·L^-1），对大豆植株生长相关性状、光合作用相关参数、抗氧化酶活性、产量及产量构成因素等指标进行测定。结果表明：与对照相比，盐碱胁迫显著抑制大豆植株生物量积累和产量形成。外源喷施不同浓度氯化钙均能不同程度提高盐碱胁迫下大豆叶片的光合色素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数，并显著提高大豆叶片的抗氧化酶活性，盐碱敏感品种合农95的缓解效果更为显著。Person分析表明，大豆叶片的光合能力和抗氧化酶活性与产量形成呈显著正相关。与盐碱处理相比，外源喷施1.0 g·L^-1氯化钙后，黑河49和合农95在R8期的单株粒重分别增加37.14%和48.44%，单株粒数分别增加29.70%和41.04%，百粒重分别增加5.53%和5.17%。综上所述，喷施外源氯化钙能够通过增强大豆光合作用和抗氧化防御能力，缓解盐碱胁迫对大豆植株的生长抑制，促进大豆的产量形成。研究为探究外源氯化钙缓解盐碱胁迫下大豆生长及产量形成的作用机制提供理论依据。

微生物菌肥增施方式对盐碱地大豆幼苗生长发育及产量的影响

2025年09月20 00:00

为明确不同微生物菌肥增施方式对盐碱地大豆幼苗生长发育及产量的影响，促进微生物菌肥在盐碱地大豆高效栽培中的实际应用，选用吉育86作为大豆供试品种，于2023—2024年设置6个处理，分别为常规施肥（CK），常规施肥基础上菌肥拌种（B）、菌肥用作底肥（D）、菌肥用作叶面肥（Y）、菌肥拌种+叶面肥（B+Y)和菌肥用作底肥+叶面肥（D+Y）。于大豆苗期（V4）测定植株农艺性状指标、光合特性指标、抗氧化酶活性和MDA含量，成熟期测定产量及产量构成因素。结果表明：与CK相比，增施微生物菌肥的大豆幼苗株高、根长、根瘤数和单株叶面积均增加；微生物菌肥能显著提高大豆幼苗叶片的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）和叶绿素含量（SPAD值），降低叶片胞间CO₂浓度（C_i），不同程度提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性，显著降低丙二醛（MDA）含量；增施微生物菌肥能明显提高大豆产量及单株有效荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重，其中，微生物菌肥D+Y处理综合效果最佳，B+Y处理次之，2个处理各指标与CK相比均差异显著或极显著，产量分别增加26.49%和22.82%。综上，增施微生物菌肥能够不同程度缓解盐碱胁迫对大豆幼苗生长的抑制，从而提高产量，微生物菌肥D+Y处理对盐碱地大豆幼苗生长及产量提高促进作用最大，其次为B+Y处理。研究表明，在盐碱地大豆生产中增施微生物菌肥能缓解盐碱胁迫，采用合理的施用方式效果更佳。研究结果可为盐碱地大豆微生物菌肥的合理施用提供参考。

48份大豆种质资源全生育期耐盐碱性评价

2025年09月20 00:00

为挖掘大豆种质资源中的优异耐盐碱资源，筛选出可用于创制耐盐碱品种的优异亲本材料及挖掘相关耐盐碱基因，本研究对搜集的国外资源及国内农家种、栽培种共48份大豆种质资源进行全生育期盐碱胁迫处理，即全生育期进行pH9.0盐碱处理。调查成苗率、单株粒数、种子重量和单株产量；利用高通量表型平台的RGB单元采集RGB图像数据测定外接矩形面积、外接圆面积、凸包面积和覆盖率；利用光合表型成像单元采集光合特性指标测定初始荧光、最大荧光、最大光化学效率、叶绿素指数、花青素指数和叶绿素，总共14个评价指标，应用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析及D值综合评价法对大豆全生育期耐盐碱性进行综合评价。结果表明：在盐碱胁迫处理下，48份大豆种质资源全生育期14个评价指标变化丰富，变异系数在4.96%~40.89%之间。与对照处理相比，多个指标测量值变异系数上升，且各指标间呈现极显著或显著相关关系。通过主成分分析将14个单一指标转化为3个综合指标，分别是光合指标、形态指标及产量指标。采用D值综合评价法将参试材料分为4大类，其中公野03-5570为高耐盐碱材料，Century lx13等14份材料为耐盐碱材料，L65-540等26份材料为中间型材料，小白脐等7份材料为不耐盐碱材料，未鉴定到盐碱敏感材料。

大豆高光效育种的遗传基础及源库均衡与产量相关分析研究

2025年09月20 00:00

在本人50年的大豆育种科研生涯中，从1997年起，运用作物生理学与遗传学研究方法，围绕大豆高光效育种的遗传基础及“源”“库”均衡与产量关联性等领域展开系统研究。结果表明，大豆品种间光合速率存在明显差异，且该性状具有相对遗传稳定性，其遗传模式属于数量性状遗传，主要受细胞核控制，同时受叶绿体基因组影响。具体而言，大豆F₂代光合速率的广义遗传力为43%～61%，F₃代则大于55%。大豆叶绿体希尔反应活性呈现较强的母性遗传倾向，但基于亲本对比优势指数分析，亦不排除它受细胞核的作用。3个不同杂交组合的双亲叶绿体希尔反应活性均有不同程度提升，表现出明显的互补作用。对大豆F1代光合酶活性研究表明，各组合F1代光合酶活性与亲本存在显著差异，且均高于双亲中值，表明光合碳同化酶活性具有杂种优势，这正是目标选择的核心方向。“源”“库”均衡与产量的相关分析是高光效育种的重要内容。结果表明，经济系数、实际收获指数、表观收获指数及粒茎比之间的遗传相关系数较高，且均与经济产量呈正相关，说明对其中某一转化系数的选择可协同提升其他转化系数，从而提高产量。在高光效种质与高产品种“源”“库”均衡研究中发现，通过去除不同层次的叶荚以改变原有的“源”“库”比例后，存留叶片的光合作用及干物质积累均表现出强烈的补偿效应。上述有关高光效育种的遗传基础剖析，以及源库均衡与产量关系的深入分析结果，为大豆研究领域带来了启示。基于此，结合当前大豆分子生物学与分子遗传学的发展态势，对未来10年内该研究领域的发展提出如下建议：在大豆分子育种研究领域，关注光合作用和“源”“流”“库”的均衡协调发展，并作为分子育种的目标之一，将“源”“流”“库”理论运用于分子育种，逐步实现对光合速率、C3和C4途径酶系（主要是RuBPCase、PEPCase和PPDKCase）的高通量检测技术；在大豆功能基因研究领域，将对调控以上酶系的功能基因的挖掘和调控网络研究作为目标之一；在大豆多维组学研究领域，把光合作用遗传控制研究推进至分子遗传水平，解析分子机理和基因调控网络；在重要性状基因挖掘研究领域，应首要关注生态性状，并系统解析其生理特性。我国大豆种质资源丰富，但其光合活性潜力尚未充分挖掘。质体（线粒体和叶绿体）遗传信息解析及功能基因挖掘是大豆研究的重要方向，这不仅是突破大豆单产瓶颈的关键科学问题，亦是推动农业低碳发展的重要研究领域。

基于代谢组和转录组的大豆CMS花粉败育机制研究

王雅楠，王大刚，李杰坤，吴倩，胡国玉，黄志平* — 2025年09月20 00:00

杂种优势利用是提高大豆产量的有效策略之一，细胞质雄性不育（Cytoplasmic-nuclear Male Sterility，CMS）在大豆杂种优势利用中具有重要作用，为了阐明大豆CMS发生的分子机制，利用大豆CMS系W931A及其保持系W931B的单核小孢子（Uninucleate Microspore，UM）和二胞花粉期（Binucleate Pollen，BP）花蕾进行代谢组学研究，并与转录组数据联合分析，挖掘大豆CMS相关基因及代谢途径。代谢组分析结果显示，在CMS系W931A的UM和BP阶段分别鉴定到147和305个差异代谢物，主要包括脂质及类脂分子化合物、苯丙烷及聚酮化合物和有机杂环化合物等。转录组和代谢组联合分析揭示，差异表达基因（Differentially Expressed Genes，DEGs）和差异代谢物主要参与黄酮类化合物生物合成、苯丙氨酸代谢和苯丙烷类生物合成。在花粉发育过程中，黄酮类及衍生物的合成被显著抑制，F3H（Glyma.01G166200）和FLS（Glyma.06G110600）基因在CMS系W931A中显著下调表达，推测其在相应代谢途径中发挥关键调控作用，导致花药中相关代谢物的差异，进而引发不育系花粉的败育。研究结果有助于构建大豆CMS分子调控网络，并推动大豆CMS分子机制的研究进程。

种子根瘤菌包衣对黑龙江省大豆生长及结瘤的影响

2025年09月20 00:00

为探究大豆种子根瘤菌包衣技术在黑龙江省的应用效果，本研究在三江平原区、松嫩平原北部、松嫩平原西部、松嫩平原中部、松嫩平原南部和丘陵半山区进行田间试验，设置常规施肥和根瘤菌包衣2个处理，调查分析73户农户大豆产量及大豆根瘤生长状况。结果表明：根瘤菌能促进大豆根瘤生长，0~30 cm土层中大豆根瘤数增加，单株根瘤数和鲜重分别增加9.34%~39.84%和13.16%~44.90%，结瘤率和有效根瘤占比分别提高0.70%~16.79%和1.25%~43.63%；促进大豆生长，使根系伸长3.32%~8.55%，株高增加0.42%~16.02%，地上部干重增加6.24%~19.98%；提高大豆产量，使单株荚数增加0.57%~10.81%，百粒重增加1.87%~4.34%，产量提高6.44%~10.81%。根瘤鲜重与土壤有效磷含量呈显著正相关，单株荚数与单株根瘤数量呈显著正相关，产量与结瘤率呈正相关。研究显示大豆种子根瘤菌包衣技术在黑龙江省具有良好的生态适应性，能显著提高大豆根瘤数和有效根瘤占比，提高大豆生物固氮效应，促进大豆生长，百粒重增加。在氮肥减施30%的同时实现稳产增产，适宜在生产中推广应用。

Arthrobacter sp. TW-1对大豆药害及阿特拉津污染土壤的影响

2025年09月20 00:00

为明确高效阿特拉津降解菌株Arthrobacter sp.TW-1对大豆受阿特拉津药害的缓解能力、土壤中阿特拉津的降解能力及对微生物群落结构的影响，本研究采用室内盆栽试验，在阿特拉津含量为7.5，5.0和2.5 mg·kg^-1的土壤中，施加1% Arthrobacter sp.TW-1菌液，并播种黑河43大豆，以未施加菌液的土壤为对照，在大豆植株生长至三出复叶时测定叶片叶绿素含量，检测大豆根际土壤阿特拉津残留含量及微生物群落多样性变化。结果表明：与对照相比，施用菌株TW-1后，受药害大豆植株的叶绿素含量升高；不同处理组土壤中阿特拉津残留量显著降低；在AT（阿特拉津土壤）中受阿特拉津胁迫减少的变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）在JAT（阿特拉津+菌液TW-1土壤）中丰度逐渐增加，酸杆菌门（Acidobacteria）丰度降低。研究表明，Arthrobacter sp.TW-1菌株可有效降解土中阿特拉津残留含量，从而缓解大豆胁迫，提高大豆植株叶片叶绿素含量，恢复土壤微生物群落多样性，为微生物修复阿特拉津污染土壤实际应用提供菌种资源。

大豆品种黑农531抗灰斑病的生理、遗传及转录特征分析

2025年09月20 00:00

大豆灰斑病（Cercospora sojina Hara）是一种全球性病害，也是我国大豆生产中的主要病害，严重影响大豆的产量与品质。黑农531田间表现为高抗大豆灰斑病，为明确黑农531对灰斑病的抗性特征，本研究选取23份具有不同抗性水平的大豆种质资源，包括高抗、中抗、感病和高感材料作为对照，人工接种灰斑病菌（Cercospora sojina）并进行系统分析。同时利用SSR分子标记对已知抗病基因位点进行基因型分析，探究基因型与抗病表型的相关性。在生理生化层面，进行生理指标测定，分析黑农531的抗灰斑病生理机制。此外，采用qRT-PCR技术检测抗病相关基因的表达模式。结果表明：黑农531的病情指数为2.2，表现为高抗水平；分子标记检测显示该品种在Satt565位点具有特异性抗病条带；与高感材料相比，黑农531中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性均显著升高；接种病原菌后，抗病基因GmRLK、GmTGA06和GmSOD1的表达量均有明显上调。本研究为黑农531在大豆抗病育种中的应用提供了重要依据，并为大豆抗灰斑病品种的选育奠定了理论与种质基础。

大豆及其制品中胰蛋白酶抑制剂的活性钝化、功能及利用途径

曹展鹏，邢靖琳，杨楚君，付金东*，吴丽* — 2025年09月20 00:00

胰蛋白酶抑制剂是大豆中存在的一类抗营养因子，能够与胰蛋白酶特异性结合，形成稳定的共价化合物，致使胰蛋白酶活性降低甚至丧失，这一过程干扰了蛋白质的正常消化与吸收，进而削弱了大豆作为优质蛋白来源的营养价值。因此，采用适宜的加热或发酵工艺抑制胰蛋白酶抑制剂的活性，对于提升大豆及其制品的营养价值和食用安全性具有重要意义。此外，研究发现大豆中的胰蛋白酶抑制剂在临床营养学领域展现出显著的应用潜力。对其进行回收利用，不仅能够降低该物质在食品中的含量，还能深入探究其潜在的功能特性。本文系统梳理了近年来研究人员在抑制大豆制品中胰蛋白酶抑制剂活性方面所采用的方法，并归纳了关于大豆蛋白酶抑制剂的回收及其功能特性的相关研究成果，旨在为大豆及其制品中胰蛋白酶抑制剂的活性钝化及有效利用提供理论依据和实践参考，并进一步探索其潜在的应用前景。

大豆分枝数QTL定位及分子机制研究进展

2025年09月20 00:00

大豆是重要的粮食和油料作物，大豆分枝数是决定其株型结构和产量潜力的重要因素，受外界光信号、内部基因调控、激素信号等多种因素的协同影响，是一种复杂的数量性状。因此，挖掘大豆分枝数相关的数量性状位点（Quantitative Trait Locus, QTL）并解析基因对大豆分枝数的调控机制，不仅可以加深对大豆分枝发育的基础理论认识，更有利于为培育理想株型品种、提高大豆产量提供遗传资源和理论支持。本文对已经报道的163个大豆分枝数相关的QTL信息进行了归纳总结，发现多遗传群体和多环境条件下均能稳定检测到的QTL主要分布在大豆第4、6、10、18和19号染色体的相关区段。同时综述相关基因调控大豆分枝数的研究进展，发现大豆分枝数的分子调控通路主要包括：Dt2-GmAGL22、GmSOC1-GmAP1s、miR156b-SPL-WUS以及激素途径等。本文可在为大豆株型改良和提高作物产量的育种工作提供一定的理论依据。