黑龍江省野生大豆資源農藝性狀和品質性狀的遺傳多樣性探析

邸樹峰+張靜華

摘要 黑龍江省的野生大豆具有豐富的遺傳多樣性，有利于大豆的遺傳與改良。因此，在黑龍江省進行了資源材料的采集，并對采回的材料進行認真研究與分析，同時對研究與分析的結果展開討論。

關鍵詞 野生大豆；農藝性狀；品質性狀；遺傳多樣性

中圖分類號 S565.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）23-0045-02

為了尋找農藝性狀與品質性狀都十分優異的野生大豆資源，本次課題試驗研究的取材，將試驗地定為具有“黑土地”之稱的黑龍江省。黑龍江省屬于農業大省，黑土地上生長的作物無論從產量、數量還是作物生長等各個方面都遠遠優于其他地區的作物。因此，選擇“黑土地”上的野生大豆作為課題研究的資源材料。通過對試驗課題研究結果的統計與分析，并且針對黑龍江省野生大豆資源農藝性狀和品質性狀遺傳的多樣性進行探討。

1 試驗課題研究的準備工作

1.1 試驗材料的培育

為了研究黑龍江省野生大豆資源在農業性狀與品質性狀方面的遺傳多樣性，試驗選擇采集的野生大豆遍布黑龍江省的各個城市、鎮、縣。在試驗材料培育的過程中，可以建設專門的培育田，使用隨機區組的設計方式將各個小區劃分為面積相等的部分，并在每個小區設置4個小穴并開始播種，在出苗以后，每個小穴定苗1株，并在穴邊插設竹竿，以便其根莖進行攀爬。此外，需要注意人工除草，以免因雜草與植株相互攀纏最終導致植株死亡或發育不良[1]。

1.2 農藝性狀的調查

由于試驗所用的野生大豆植株完全來自于黑龍江省，因此其生長周期等方面應符合黑龍江省農作物的生長標準。針對農藝性狀的調查，可以從試驗材料播種完畢就開始進行。在試驗材料出苗以后，可以通過目測來觀察幼苗的葉形以及花色，使用專業的測量工具對葉片的長度與寬度進行測量，并記錄相關數據。當植株成長到葉片脫落的時候，花色會漸漸變黑，這時便可將整個植株裝入網袋內晾干，帶回室內進行研究，研究的主要內容包括植株的分枝數、節數、節間長、百粒重、單株粒重等方面，并對結果進行詳細的記錄，作為研究本課題的理論依據來進行使用。例如：野生大豆異黃酮含量的測量，可以使用濃度在35%～50%之間的甲醇來提取大豆異黃酮，在制定相關元素的標準曲線后，使用液相色譜分析異黃酮的含量；對于野生大豆蛋白質的測量，則可使用專業的谷物分析儀器對其進行測定，本次試驗使用的測量儀器為FOSS近紅外谷物分析儀[2]。

2 野生大豆農藝性狀和品質性狀遺傳多樣性的分析

2.1 質量性狀的統計調查結果

根據調查結果顯示，所有調查資源材料中，野生大豆的花色主要有紫色與白色2種，絕大多數為紫色花，白色花十分稀少；葉形主要包括卵圓形、披針形以及線性等幾種，其中以卵圓形為主，占據總資源材料的1/2左右，線形的最少，不足1%；籽粒的顏色多以黑色為主，占據總資源材料的8成以上，而臍色則是以黑色和褐色為主；試驗過程中，資源表現為籽粒有泥膜的居多；通過遺傳多樣性指數的計算公式可以得出，在花色、葉形、籽粒色、臍色、泥膜5個性狀的多樣性指數表現中，臍色最高，泥膜最小，二者相差不大。

2.2 產量性狀的統計與分析

關于產量相關性狀的調查，可以從野生大豆的百粒重、單株粒重、單株粒數、單株有效莢數以及無效莢數這5個方面進行統計，通過對這5個方面的平均值、最大值、最小值、標準差等方面進行計算，來推測其變異系數的大小，變異系數越大，其產量性狀的變異程度就越強，反之則越弱。從統計的數據來看，野生大豆產量性狀的總體變異范圍較大，其中無效莢數的變異范圍最大，有效莢數最小。從多樣性的指數上來看，單株粒數、有效莢數以及單株粒重的變異程度較強，多樣性指數較大，而百粒重的多樣性指數最小[3]。

2.3 品質性狀遺傳多樣性的分析與研究

對于野生大豆生長性狀遺傳多樣性的研究可從蛋白含量、脂肪含量、蛋白總和以及異黃酮含量這4個方面進行調查與統計。其中，蛋白質含量高于45%的接近9成，蛋白質含量達到50%以上的卻只有37%；從脂肪含量的統計結果來看，試驗資源中大豆的脂肪含量幾乎全部高于10%；從蛋脂總和的角度上來看，蛋脂總和高于60%的超過了80%，但高于65%的卻比較少。試驗結果表明，黑龍江野生大豆品質性狀的變異系數浮動較大，其中以異黃酮含量的變異系數最大，蛋白總和的變異系數最小。由此可以通過使用性狀多樣性指數計算公式來計算，其中蛋白含量的多樣性指數最高，最小的是脂肪含量及蛋脂總和，但總體來說差距不大[4]。

2.4 農藝性狀聚類的分析與研究

對于農藝性狀的研究，可以使用聚類分析法進行研究。所謂的聚類分析法就是將試驗的資源材料以科學、合理的形式分為2個群類。通過對2類材料各項數據的對比，尤其是變異系數以及多樣性的比較，可以充分地體現出農藝性狀。根據聚類分析法，對2個群類的試驗結果進行比較，可以得出以下結論：首先，從生長性狀方面來看，第1類材料資源的生長性狀，無論是從植株的株高、單株以及百粒的重量等方面都明顯要好于第2類材料資源。其次，從品質性狀方面來看，雖然在第1類材料資源在脂肪、異黃酮2個性狀上高于第2類，但是第2類材料資源也在蛋白和蛋白綜合的2項指標上含量高于第1種材料資源。最后，從試驗資源花色的統計結果來看，紫色花資源居多，但在第1類群中，紫色花資源所占比例卻比第2類群略少一些，可能是由于第1類群中資源材料總數少于第2類群的原因所致。除了資源花色以外，2個類群中的色籽粒所占的比例大小都是以黑色為最多，其次是褐色與雙色，黃色和綠色所占的比例最少。

3 試驗課題結果的研究與討論

3.1 關于野生大豆資源農藝和品質性狀的研究與討論

本次試驗是針對黑龍江省野生大豆資源的農藝性狀以及品質性狀的遺傳多樣性展開的研究。根據研究結果表明，黑龍江省的野生大豆資源中，紫花黑皮的大豆居多，葉片主要呈卵圓或披針葉形、以有泥膜為主，多樣性平均指數較低。從產量性狀以及生長性狀的統計分析中可以看出，黑龍江省野生大豆在農藝性狀方面存在著不同程度的連續變異。從大豆的品質性狀方面來看，變異系數波動較大，多樣性的指數較高。綜合各性狀的變異系數和多樣性指數的計算與分析，可以得出下列結論：黑龍江野生大豆在單株重量、百粒重量、有效莢數等農藝性狀方面的變異系數較大。所以說，黑龍江野生大豆的農藝性狀方面的變異程度較大，并且在遺傳方面存在著一定的差異。由此可以斷定，黑龍江省野生大豆的產量相關性狀以及品質性狀方面在遺傳改良過程中將會展現出巨大的潛力。

3.2 使用聚類分析法對黑龍江野生大豆進行的分析

從聚類分析法所研究出的結果可以看出，將試驗資源按照農藝性狀與品質性狀聚類后進行分析，前者主要以紫花黑皮、卵圓葉形、有泥膜為主。雖然生長時間較長，但是單位面積產量較高，資源材料中所含的脂肪與異黃酮含量都相對較高。后者雖然也是紫花、黑皮，但是葉片的形狀以批針葉形為主，也具有泥膜，但蛋白含量與蛋脂總和的成分較高。除了按照性狀將資源材料進行分析以外，還可以按照資源材料中營養成分的含量，葉片的形狀以及野生大豆的生長地等情況來進行分類，并使用試驗結果來對資源材料進行分析。由此可以證明，黑龍江野生大豆的遺傳具有多樣性，其遺傳變異的情況可能會因材料的生長地不同而發生變化。

4 參考文獻

[1] 王嵐，王連錚，李斌，等.栽培大豆與野生大豆農藝性狀和品質性狀的研究[J].大豆科技，2014（6）：21-25.

[2] 張振宇.東北優質大豆品種的遺傳多樣性分析[J].農學學報，2015，5（6）：15-20.

[3] 王果，胡正，張保缺，等.山西省野生大豆資源遺傳多樣性分析[J].中國農業科學，2008，41（7）：2182-2190.

[4] 周蓉，張小娟，王賢智，等.湖北省大豆種質資源的遺傳多樣性分析[J].大豆科學，2006，25（3）：212-217.