大豆可傳導開花物質決定品種的適應范圍和產量

大豆對光照、溫度等環境因子很敏感，鮮少有適應大范圍地區種植的品種出現。解析控制大豆適應性的生理本質、培育廣適應大豆品種一直是植物生理學家和農學家夢寐以求的研究方向和育種目標。中國農業科學院作物科學研究所大豆分子育種課題組，長期從事大豆個體發育研究，近年來對大豆光周期反應的生理和分子機制進行研究，取得了重要進展。近日，他們在《作物學報》2011年第4期發表論文“大豆嫁接體系中砧木或接穗保留葉片數對接穗生長發育的影響”，報道了大豆在開花物質方面的最新研究結果。

他們利用了嫁接的方法，以大豆早熟品種黑河27為砧木，晚熟品種自貢冬豆為接穗，通過嫁接并結合去葉處理，創造砧木和接穗葉片數各不相同的嫁接體，觀察砧木及接穗的葉片數目對接穗發育的效應，分析大豆葉片中可傳導開花誘導物質和抑制物質的有無、作用方式及其對植株發育的影響。結果發現，在長日照(16小時)條件下，與黑河27嫁接，導致自貢冬豆接穗開花，而自體嫁接的自貢冬豆在試驗結束前(＞120天)仍未開花，說明在非誘導光照條件(長日照)下，早熟品種黑河27的葉片可產生可傳導的開花促進物質，并通過嫁接傳導至晚熟品種自貢冬豆的頂端分生組織，誘導了原本不能開花自貢冬豆的開花，誘導接穗開花的能力大小與其所保留的葉片數目呈正比，證明可傳導物質對大豆開花的促進作用存在劑量效應。晚熟接穗的葉片在長日照下可產生開花抑制物質。接穗上的花朵和莢果數目與其保留葉片數呈反比，證明開花抑制物質阻止生殖器官的發育，且其作用也具有劑量效應。

揭示大豆生長發育過程中，葉片根據光周期信號的變化，調節開花促進物質和開花抑制物質的多少和比例，進而協調營養生長和生殖生長的進度。

這項研究為改良大豆生育期、拓寬品種適應范圍方面指明了方向。大豆育種家可通過遺傳操作的方法，調控大豆植株中這兩類物質產生的時間和數量，設計出生育期符合育種家愿望新品種。這項研究還為認識作物經濟產量形成提供了新的視角。一般認為，作為源器官的葉片越多，越有利于增加作物的經濟產量。但這項研究告訴我們，開花促進物質和抑制物質協調源庫關系，共同控制光合產物在源器官和庫器官之間的分配比例，對作物的經濟產量至關重要。

本研究得到國家高技術研究發展計劃（863計劃）項目、國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）項目、國家自然科學基金計劃項目和農業部財政部現代產業技術體系建設專項資助。