豇豆收獲前后種子劣變的抗性研究

于海龍，古瑜，韓啟厚，劉惠靜，孟慶良

（天津科潤蔬菜研究所，天津300384）

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豇豆收獲前后種子劣變的抗性研究

于海龍，古瑜，韓啟厚，劉惠靜，孟慶良

（天津科潤蔬菜研究所，天津300384）

不同豇豆種質在種子形成過程中對不良自然環境的適應能力和貯藏抗性不同，嚴重制約著豇豆優質種子生產和推廣。了解豇豆品種的田間抗劣變能力，對指導新品種選育、種子生產和品種推廣具有十分重要的意義。本研究采用甲醇脅迫法和溫箱蝕化法對5份豇豆種質進行收獲前和收獲后種子劣變的鑒定。綜合各項指標的檢測結果發現：‘豐豇十號’種質適應性差，氣候對其生長影響較大，不適宜大面積推廣。‘大潤發’和‘豐豇青優’綜合表現最佳，對氣候的適應較強，適合大面積推廣。

豇豆；種子劣變；甲醇脅迫；溫箱蝕化；抗性

0　引言

豇豆（Vigna unguiculata L.）為豇豆屬一年生植物，其可食用豆莢含有較高的蛋白質、多種維生素和微量元素，營養豐富，是人們喜食并被廣泛種植的主要蔬菜之一。國外學者很早就開始進行種子耐貯試驗。Delouche等［1］1973年報道，用40～45℃100%RH高溫高濕加速老化法能預測種子在室溫條件下的耐貯性。Musgrave等［2］1980年研究發現，甲醇溶液加速老化的豌豆和大豆種子可以應用于種子檢驗和生理研究中。這些方法奠定了研究豆類耐貯性和田間抗性的基礎，在大豆劣變抗性的研究中得到廣泛應用。目前，國內科學家對大豆種子的劣變研究進展迅速，已經完成了大豆收獲前和貯藏期間與種子劣變相關的組織結構水平、生理生化水平、蛋白質水平和分子水平等方面的相關研究［3-14］。

豇豆種子活力研究借鑒了大豆的研究方法，并得到與大豆相同的結果［15］，利用此方法檢測了不同類型豇豆資源的耐貯性差異［16］。此外，對豇豆種子活力的研究主要圍繞豆莢采摘時期［17-18］、貯藏條件［19-21］、不同外界處理［22］等對種子活力的影響，對豇豆種子收獲前的田間抗性，以及田間抗性與后期耐貯性之間相關性的研究仍是空白。在多年豇豆種子生產實踐中，作者發現不同品種在種子形成過程中對不良自然環境的適應能力不同。抗種子劣變能力強的品種，田間表現適應性強，種子活力強，后期出苗整齊，畸形苗少；而抗性差的品種表現為芽率低、出苗差。這些嚴重制約著豇豆優質種子生產。因此，了解豇豆品種的田間抗劣變能力，對指導新品種選育、種子生產［23］和品種推廣具有十分重要的意義。

筆者采用甲醇脅迫法和溫箱蝕化法對5份豇豆種質進行收獲前和收獲后種子劣變鑒定，明確了5份種質收獲前劣變抗性（田間適應性）和收獲后劣變抗性（耐貯藏性），以及田間抗性與耐貯性之間的相關性，旨在篩選出抗性種質，為劣變抗性機理研究、遺傳育種改良和新品種選育提供參考。

1　材料與方法

1.1植物材料

5份豇豆種質分別為‘豐豇青優’、‘豐豇十號’、‘大潤發’、‘好收成’和‘極早佳’。采用夏播秋收的種子，田間統一栽培管理，種子自然晾曬至含水量≤12%，4℃下密封保存。

1.2試驗方法

試驗于2013年7—10月在天津科潤蔬菜研究所進行。每處理做發芽試驗10盒，3次重復。將發芽第7天的整個幼苗于105℃殺青0.5 h，然后80℃烘至恒重，稱重，并計算平均單株干重。

1.2.1甲醇脅迫處理先做種子發芽試驗，確保每份種質的發芽率≥97%。然后采用20%甲醇浸泡種子2 h，清水沖洗后做標準發芽試驗。

1.2.2溫箱濁化處理先做種子發芽試驗，確保每份種質的發芽率≥97%。然后用10%次氯酸鈉消毒10～15min，清水沖洗后，置于95%RH、溫度為40℃的溫箱中蝕化10天后做標準發芽試驗。

1.2.3標準發芽試驗根據《中華人民共和國國家標準農作物種子檢驗規程》GB/T 3543.1～3543.7—1995［24］，用發芽盒25℃黑暗條件下進行發芽試驗。50粒為一組，重復3次。以子葉露出1 cm以上為種子發芽。發芽試驗過程中每天記錄種子發芽數，第5天計算種子發芽勢，第7天計算種子發芽率，如式（1）～（4）。

2　結果與分析

2.15份豇豆種質收獲后種子劣變抗性（耐貯性）研究

甲醇處理后種子發芽勢、發芽率、發芽指數與活力指數等指標變化詳見表1。

表1　甲醇處理后種子變化情況

由表1可知，經甲醇處理后，5份種質的平均發芽勢和平均發芽率均有不同程度的下降。從發芽勢的變化數據分析，只有‘好收成’發芽勢受影響最小。從發芽率的數據發現，‘豐豇青優’和‘好收成’的變化幅度較小，其余種質發芽率下降均十分明顯。綜合發芽勢和發芽率的變化趨勢發現：有的品種出現發芽勢變化與發芽率變化不一致的現象，例如‘豐豇青優’；大部分種質表現發芽勢和發芽率變化一致。從各指標數據變化幅度分析，‘豐豇十號’的發芽勢下降最明顯，達到34%；‘好收成’的發芽勢下降稍慢，但也達到了20%。‘豐豇青優’和‘好收成’的平均發芽率變化不大，只有4%左右。而‘豐豇十號’和‘極早佳’的發芽率變化明顯，達到20%～28%。5份種質的種子活力指數也下降了42%～70%，‘豐豇十號’種子活力下降最明顯，達到70%。

2.25份豇豆種質收獲前種子劣變抗性（田間劣變抗性）研究

5份豇豆種質田間劣變抗性采用溫箱濁化法進行檢測，處理后發芽情況和種子活力的變化如表2所示。

由表2可知，所有種質發芽勢和發芽率均有下降。其中‘豐豇十號’下降較明顯，達到10%。其他種質變化較小，比率小于5%。各種質種子活力指數均有下降，以‘豐豇十號’的種子活力變化最大，達到62%。以上各項指標綜合分析，田間劣變抗性‘豐豇十號’最差，其他種質差別不大。

3　結論

綜合甲醇脅迫后各項指標的檢測結果發現，5份種質耐貯性從強到弱的順序是：‘好收成’＞‘豐豇青優’＞‘大潤發’＞‘極早佳’＞‘豐豇十號’。

溫箱濁化處理的檢測結果，按照種子活力指數為依據排序，5份種質的田間劣變抗性由強到弱的順序是：‘大潤發’＞‘極早佳’＞‘豐豇青優’＞‘好收成’＞‘豐豇十號’。

‘豐豇十號’種質不論收獲前和收獲后，其抗劣變能力都較差，說明品種適應性差，氣候對其生長影響較大，不適宜大面積推廣。

‘大潤發’和‘豐豇青優’綜合表現最佳，種植時對氣候要求范圍較廣，適合大面積推廣。

4　討論

筆者在豇豆繁種過程中發現，不同地區、不同氣候條件下生產相同品種的豇豆種子，其質量差異十分明顯，一些地區生產的豇豆種子會產生硬實現象［25］。因此，亟待找到安全、簡便、快速的鑒定方法，用以了解不同豇豆種質的適應性。本研究所使用的5份豇豆種質均為天津科潤蔬菜研究所多年種植的品種，對這些品種的田間表現已經比較清楚，通過本試驗印證劣變抗性鑒定方法在豇豆中的可行性。

表2　溫箱濁化處理后種子活力等指標變化情況

4.1田間適應性試驗與田間表現的一致性評價

本試驗結果表明，經高溫高濕和甲醇處理后，所有種質發芽勢和發芽率均有下降。這個結果與舒英杰等［7］和王芳等［3］的研究結果相同。其中‘豐豇十號’種子活力等相關指標在5份種質中下降最明顯。比較5份種質在田間的適應性表現，‘豐豇十號’在田間對高溫高濕非常敏感，遇到高溫豆莢易變短和鼓粒，這也與本研究結果相符。‘豐豇青優’田間表現較耐寒，適應性較強，其與活力相關指標結果不十分一致，未體現出耐寒性。對比試驗數據，筆者認為溫箱濁化法只是模擬了田間高溫高濕的氣候特點對豇豆種子生成時的影響，對豇豆種質田間耐熱抗性評價較準確，只能作為田間部分適應性的評價標準，對于種質耐寒性的檢測方法還需進一步探討。

4.2耐貯性試驗與實際貯藏情況的一致性評價

本研究通過甲醇脅迫處理后的發芽率、發芽勢的變化、發芽指數和種子活力指數等數據整體進行比較發現，‘豐豇十號’耐貯性較差，與其他4份種質存在較大差異。實際貯藏情況是‘豐豇十號’的耐貯性很好，與試驗數據差距較大。筆者認為，這可能與種子種皮較厚、種子內部帶菌有關。但對于其他4份種質的試驗結果與實際情況還是相符的，同一種質的田間表現與收獲后的耐貯性有一致性，此結果與陳曉玲等［11］相同，但作者認為還有待更多種質實際貯藏表現與試驗結果之間進一步的相互驗證。

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Resistance of Cowpea Seed Deterioration Before and After Harvest

Yu Hailong，Gu Yu，Han Qihou，Liu Huijing，Meng Qingliang
（Tianjin Kernel Vegetable Research Institute，Tianjin 300384，China）

Different cowpea germplasms have various environment adaptabilities and storage resistance during seeds formation process.Understanding the cowpea varieties’anti-deterioration ability has certain significance to guiding new variety breeding，seeds production and variety commercialization.Five cowpea germplasms’seeds were treated by methanol stress and incubating weathering method to identify seeds deterioration before and after harvest.The results indicated that‘Fengjiang Shihao’germplasm had poor adaptability.Its growth could be influenced by the climate，not suitable for large-scale commercialization.The comprehensive performance of two germplasms，‘Darunfa’and‘Fengjiang Qingyou’，were the best，they had a wide range climatic adaptability and were suitable for large area planting.

Cowpea；Seed Deterioration；Methanol Stress；Incubating Weathering Treatment；Resistance

S643.4

B論文編號：cjas16030029

國家科技支撐計劃項目“蔬菜商業化育種技術研究與示范”（2014BAD01B08）子項“黃瓜等主要蔬菜商業化育種技術研究與示范”（2014BAD01B0802）；天津市農科院院長基金項目“早熟綠莢豇豆新品系選育”（13008）；蔬菜種質創新國家重點實驗室；天津市科技創新體系及平臺建設計劃“設施精品蔬菜分子育種技術平臺建設”（14TXSYJC00463）。

于海龍，男，1980年出生，黑龍江人，副研究員，碩士，從事菜豆及豇豆的新品種選育及繁育工作。通信地址：300384天津市西青區津靜公路天津科潤蔬菜研究所，Tel：022-23785978，E-mail：250782726@qq.com。

古瑜，女，1971年出生，廣東梅州人，副研究員，博士，從事豆類蔬菜遺傳育種工作。通訊地址：300384天津市西青區津靜公路天津科潤蔬菜研究所，Tel：022-23785978，E-mail：13502054749@163.com。

2016-03-31，

2016-06-02。