安徽省不同生境野生大豆種質資源耐淹性評價

摘要：為探究野生大豆抗逆機理，篩選耐澇野生大豆種質資源，以安徽省不同地區采集的16份野生大豆為試驗材料，以不淹水為CK對照，對淹水脅迫處理下不同供試材料的3種抗氧化酶活性、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）和葉綠素含量進行對比研究，結果表明：與對照比較，淹水脅迫下野生大豆體內的SOD、POD、CAT與葉綠素含量均有不同程度的降低；MDA與Pro含量均有不同程度的升高；葉片變黃時間差異較大，區間為7～18 d。經隸屬函數綜合評價，不同地區采集的野生大豆材料耐淹性表現差異較大，其中A3與A4耐淹能力強，F2耐淹能力最差。

關鍵詞：野生大豆；淹水脅迫；種質資源；抗氧化酶活性

中圖分類號：S565.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）01-0009-06

Comparison of Flooding Tolerance of Wild Soybean Germplasm in Different

Habitats in Anhui Province

DONG Zhi-hui1，LIU Fu-ling1，WU Sheng-jun1，YANG Xue1，CHEN Xian-lian1，HE Qing-yuan2，

CHUANG Shao-chuang2，SHU Ying-jie1

（1. College of Agriculture， Anhui Science and Technology University， Fengyang 233100， PRC; 2. College of Biomedicine and Health， Anhui Science and Technology University， Fengyang 233100， PRC）

Abstract： This study aims to decipher the flooding tolerance mechanism of wild soybean and screen out the soybean germplasm accessions with flooding tolerance. The activities of superoxide dismutase （SOD）， peroxidase （POD）， and catalase （CAT） and the levels of malondiadehyde （MDA）， proline （Pro）， and chlorophyll of 16 wild soybean germplasm accessions from different regions of Anhui Province were compared between non-flooding （CK） and flooding conditions. The results showed that compared with CK， the flooding treatment decreased the activities of SOD， POD， and CAT and the chlorophyll content， while increasing the MDA and Pro content. The days of 50% leaf yellowing varied within the interval of 7-18 days. The comprehensive analysis based on the subordinate function suggested that the germplasm accessions from different regions showed large differences in flooding tolerance. Specifically， the germplasm accessions from A3 and A4 areas had the strongest tolerance to flooding stress， and that from F2 area had the weakest tolerance.

Key words： wild soybean; flooding stress; germplasm accessions; antioxidant enzyme activity

大豆遭受淹水脅迫后會產生一系列生理生化和形態特征變化，不同品種大豆對逆境脅迫的響應存在差異，明確造成差異的生理機制對耐性品種的選育具有重要意義[1-2]。近年來，關于澇漬脅迫對大豆生長發育生理指標影響的研究有很多，但涉及野生大豆耐澇性的研究相對較少[3-5]。野生大豆[Glycine soja（L.）Sieb.et Zucc]起源于中國，是大豆[Glycine max（L.）Merr.]的近緣野生種，是指未經人工選擇生長在自然環境中的一年生或多年生草本植物，具有

蛋白質含量高、抗逆性強和遺傳變異豐富等特點[6-7]?，F代栽培大豆是近代以地方農家品種或野生材料為基礎選育和系統改良而成[8]。野生大豆在形態上具有發達的根系和柔性藤蔓狀枝干，因保留了大量栽培大豆在馴化過程中丟失的某些抗逆潛力基因，其在基因水平上具有遺傳多樣性，對環境適應性強，對澇害具有較強的耐受性[9-11]。淹水脅迫是一種逆境環境，研究野生大豆的淹水脅迫抗逆機理，可為栽培大豆抗澇品種培育和改良提供理論基礎，有利于大豆耐淹種質資源篩選及逆境農業發展 [1，11-14]。試驗通過測定淹水脅迫條件下野生大豆多個生理指標來探究野生大豆逆境響應機制，以期篩選出耐淹性強的野生大豆種質資源，為栽培大豆耐澇品種選育和生產實踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2023年7月至8月在安徽科技學院內進行，共選取16個野生大豆材料，采集自安徽省不同地區，詳見表1。

1.2 試驗設計

1.2.1 野生大豆種子消毒及培養 參照胡勁松等[15]的方法，用刀片將野生大豆種子外種皮劃破，將處理后種子用0.1%濃度的升汞溶液消毒10 min，用清水洗2～3次后放置于發芽盒7 d，選擇萌發一致的野生大豆種子播至盛有過篩（2.36 mm孔徑）土壤的塑料盆（內徑13 cm，高11.5 cm），每盆12粒，播種深度為3 cm。

1.2.2 野生大豆幼苗的脅迫處理 參照齊玉軍等[16]的處理方法，待野生大豆種子生長至3葉期時進行淹水處理，淹水高度至幼苗子葉節部位。以不淹水為對照處理，每個處理重復3次。自淹水之日起每天觀察野生大豆生長狀態，當葉片50％變成黃色時停止淹水并采摘葉片進行測定。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 耐淹時間調查 當葉片變黃面積達50%時調查樣本幼苗葉片變黃時間。

1.3.2 抗氧化酶活性測定 參考李合生等[17]的測定方法測定超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性，SOD采用氮藍四唑光還原法[18]，POD采用愈創木酚比色法[19]，CAT采用紫外光光度法[20]。

1.3.3 葉綠素、脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）測定 使用便攜式葉綠素儀（SPAD-502）測量葉片的葉綠素含量。采用酸性茚三酮顯色法測定脯氨酸（Pro）含量[17]，采用硫代巴比妥酸法測定MDA含量[21]。

1.3.4 野生大豆耐淹性綜合評價 將試驗測定的相關指標數值轉換為隸屬函數值，通過綜合隸屬函數法中的正向轉換公式（1）計算各指標的隸屬函數值；若某指標與耐淹性為負相關，則用負向指標公式（2）計算隸屬函數值。對每個材料各項指標的隸屬函數值求和并計算其平均值，最終得到綜合隸屬函數值并進行排名以評價不同野生大豆材料的耐淹性，數值越大表示耐淹性越強。

1.4 數據處理與分析

用Excel 2016對數據進行統計，試驗數據使用SPSS 26.0軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同地區野生大豆資源耐淹時間比較

由表2可知，不同地區野生大豆材料葉片變黃時間的差異較大，變化區間為7～18 d，其中，10 d以下的材料有F2（7 d）和G1（8 d），15 d以上的材料有A3（17 d）與A4（18 d），其余地區供試材料均在10～13 d之間。結果表明，A3與A4耐淹時間較長，F2與G1耐淹時間相對較短。

2.2 淹水脅迫對野生大豆抗氧化酶活性的影響

由表3可知，淹水脅迫處理下，16個供試野生大豆材料的3種抗氧化酶活性較CK均有所下降。對比SOD活性降幅數值，A4最?。?1.38%），A3次之（15.31%）；F2最大（49.84%），D1次之（48.01%）。對比POD活性降幅數值，A4最小（6.26%），A3次之（6.79%）；F2最大（40.80%），G2次之（35.53%），其余供試材料POD活性數值降幅在9%～24%之內。對比CAT活性降幅數值，A3最小（8.98%），A4次之（10.26%）；F2最大（23.62%），D1次之（22.83%），其余供試材料CAT活性數值降幅在15%～21%之內。綜上可知，在淹水脅迫條件下，綜合比較抗氧化酶活性指標，A3與A4變化幅度偏小，F2變化幅度最大。

2.3 淹水脅迫對野生大豆葉綠素、MDA和Pro含量的影響

由表4可知，淹水脅迫條件下，16個供試材料的葉綠素含量均低于CK，MDA和Pro含量均高于CK。葉綠素含量指標下，A3降幅最?。?2.50%），A4次之（14.43%），含量變化較大的是G1（49.61%）和G2（42.20%）。與CK相比，MDA含量變化數值對比，其中A3增幅最小（10.60%），A4次之（12.19%），含量變化較大的是F2（95.19%）和C2（76.53%）。Pro含量指標下，A4增幅最大（45.82%），A3次之（44.64%），含量變化最小的是F2（7.68%），其余試驗材料增幅均在11%～26%之間。以上結果表明，在淹水脅迫條件下，對比葉綠素、MDA和Pro含量指標，A3與A4受影響較小，F2受影響最大。

2.4 不同地區野生大豆資源耐淹性綜合評價

選擇SOD活性、POD活性、CAT活性、葉綠素含量、MDA含量及Pro含量這6個指標來衡量不同野生大豆資源的耐淹性。由表5可見，16份種質資源的綜合隸屬函數值介于0.041～0.974之間；綜合隸屬函數值大于0.9的種質資源有2個，分別是A4（0.974）和A3（0.925），說明這2個地區采集的野生大豆材料耐淹性強；A2、C3、E1、E2、F1、B1和B2的綜合隸屬函數值在0.515～0.627之間，耐淹性適中；A1、C1、C2、D1、G2和G1地區的綜合隸屬函數值在0.307～0.483，耐淹性較弱；F2的綜合隸屬函數值最低（0.041），耐淹性最弱。

3 討論與結論

作物在不同生長階段都會受到水分脅迫的直接或間接影響[24]，淹水脅迫環境使植物體內的生理環境發生變化，進而影響植物體內抗氧化物質的代謝合成[25-26]。植物在受到淹水脅迫時會釋放出大量活性氧（ROS），ROS的過量積累會使細胞膜脂質過氧化導致H2O2與MDA含量上升，影響植株的正常生長代謝[27-28]?？寡趸赶到y主要包含SOD、POD和CAT等，其中SOD能有效轉化ROS中的超氧化物，將其分解為H2O2和水，即使SOD分解出的H2O2屬于ROS，POD和CAT的存在仍可將H2O2分解為氧氣和氫氣[29]，這些抗氧化酶共同作用使細胞內ROS濃度降低以減輕植物氧化損傷。有研究指出，淹水脅迫會破壞大豆葉片細胞防御機制的平衡，導致MDA和Pro的含量明顯上升并使葉片中的SOD、POD和CAT的活性下降[5，30]。隨著脅迫持續時間的延長，大豆清除活性氧的能力持續下降，致使與活性氧有關的代謝紊亂，加劇細胞膜脂質過氧化程度，損害大豆葉片的正常生長并影響植株的光合作用[31]。試驗結果中，與CK比較，淹水脅迫下大豆幼苗葉片部位的MDA和Pro含量升高，3種抗氧化酶活性下降，葉綠素含量降低，與前人研究一致。此外，不同地區采集的野生大豆材料耐淹性表現差異較大，其中葉片變黃時間區間為7～18 d；SOD、POD和CAT活性降幅區間分別為11.38%～49.84%、6.26%～40.80%和8.98%～23.62%；葉綠素含量降幅在12.50%～49.61%之間，MDA、Pro增幅區間分別為10.60%～95.19%和7.68%～45.82%；試材的綜合隸屬函數值介于0.041～0.974之間。造成不同地區種質間抗淹水脅迫能力差異較大的原因和影響因素有待進一步探明。

綜上所述，淹水脅迫條件下，供試野生大豆體內MDA與Pro含量均高于對照，測定的3種抗氧化酶及葉綠素含量均低于對照。通過隸屬函數綜合分析，與其他采集地供試材料比較，望江縣采集的A3與岳西縣采集的A4這2個野生大豆材料耐淹能力較強，鳳陽縣九天農業科技園采集的野生大豆材料F2耐淹能力較差。

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（責任編輯：彭靜瀾）