王永强， 姚梦楠， 周恩强， 薛 冬， 赵 娜， 魏立斌， 周 瑶， 李 波， 汪凯华， 缪亚梅， 王学军

(江苏沿江地区农业科学研究所，江苏南通 226001)

大豆是我国重要的油料作物。江淮地区是我国大豆的重要产区，夏大豆播种一般集中在6—7月，常发生涝害，强降水导致种子处于缺氧状态，形成烂粒或不正常苗而影响产量。研究萌发期大豆种质耐涝性对于保证大豆田间出苗率，提高大豆产量有重要意义。有研究表明，大豆种质实验室涝害发芽率与田间涝害出苗率呈显著正相关，可以利用实验室模拟田间涝害发生情况开展大豆种质耐涝性研究。研究大豆耐涝性关键在于准确进行耐涝表型鉴定。耐涝性鉴定指标中，直观形态指标包括种子发芽情况、叶绿素含量变化情况等；间接指标包括生理生化代谢指标、细胞膜完整性等。王彩洁等在苗期、花期、全生育期对大豆淹水处理，发现大豆淹水后叶片黄化、株高降低、生长发育延后、主根腐烂、不定根代替主根行使功能、产量降低、品质下降。王芳等对大豆v0期进行研究，发现随着淹水时间延长，叶片失绿，最终导致整体植株死亡。sallam等对大豆v、v、花荚期进行研究，发现大豆v期受涝害胁迫时，根瘤生成受到抑制；v期受涝害导致株高、荚数和产量相应降低；大豆花荚期受渍害胁迫，会引起产量下降。张子戌等对44个大豆品种进行耐涝性研究，发现44种不同大豆品种的耐涝性差异较大，耐涝性强的品种，其叶绿素含量、光合速率降低幅度比耐涝性差的品种小。目前，关于大豆耐涝性研究主要集中于大豆生长的苗期、营养生长期和生殖生长期，而大豆萌发期耐涝性研究较少。本研究采用实验室模拟田间涝害淹水办法，选取江淮地区种植的大豆种质材料，利用相关性分析法统计分析大豆种质理化特性与浸泡发芽率之间的关系，利用聚类分析法对大豆种质材料进行等级划分，筛选出耐涝性较好的大豆种质材料，以期为今后培育耐涝大豆新品种提供理论依据。

102份大豆种质材料为江苏省区域试验收集所得，于2020年种植于江苏沿江地区农业科学研究所内，当年收获用于试验。品种编号及名称见表1。

表1 102份大豆种质资源材料编号及名称

表1(续)

大豆种子活力检测。102份大豆种质材料为当年收获的新种子。为检测大豆种子活力是否符合试验需求，随机从102份大豆种质材料中挑选12份材料进行标准发芽试验，重复3次，检测试验材料发芽率。

种子长度、宽度测定。取100粒种子置于种子扫描仪上，利用种子扫描仪计算出种子平均长度与宽度值。

种子蛋白、油分含量测定。取100粒种子导入近红外光谱仪盒中，根据标准曲线直接读出上述值。

种子浸水处理、电导率测定。选取正常、无种皮破裂大豆种子300粒，浸于75%的乙醇中消毒 5 s，取出后用去离子水清洗干净晒干，重复3次，放入烧杯中，其中150粒加入400 ml去离子水浸泡72 h。另外150粒分3次重复加200 ml去离子水浸泡72 h，用ds-1型电导率仪测定浸泡液和对照液的电导率。

浸泡72 h后种子发芽率及根长、苗长测定。种子发芽率计算办法参照董学会等的纸间发芽法。发芽纸经灭菌消毒后，在去离子水中充分浸泡，取200粒种子经75%乙醇消毒后用去离子水洗净后，整齐摆放在发芽纸上，然后覆盖上另外一张发芽纸，疏松卷起，竖直放入自封袋中，25 ℃光照发芽 7 d，统计发芽率。利用直尺统计材料根长、苗长。

采用microsoft excel 2003、r语言软件进行统计分析、方差分析。

对随机选出的12份大豆种质进行标准发芽试验，方差分析结果表明，12份大豆种质材料发芽率均在94%以上，无显著差异(图1)。可进行下一步试验。

102份大豆种质材料理化特性见图2。种子长度、种子宽度、蛋白含量、油分含量呈正态分布。其中种子长度8.01～9.00 cm的材料最多，占47%；种子长度10.01～12.00 cm的占9.8%；28号材料种子最长，为11.46 cm。种子宽度6.51～7.50 cm的材料最多，占48%；8号材料种子最宽，为 8.71 cm。种子蛋白含量超过44%的占70.6%；48.1%～50.0%之间的材料占4.9%；其中53号材料种子蛋白含量最高，为48.99%。种子油分含量在17.6%～19.0%之间的材料最多，占49%；油分含量为19.1%～20.5%的材料占7.8%；其中87号材料种子的油分含量最高，为20%。种质材料各性状之间存在显著差异，因此可以对大豆种质材料进行耐涝性鉴定。

不同种质材料浸水72 h后，其发芽率、根长、苗长、相对电导率分布见图3。25 ℃环境下，材料之间浸水发芽率、根长、苗长呈显著差异。其中浸水发芽率、苗长呈正态分布，根长、相对电导率呈偏正态分布。浸水72 h，标准发芽率在60.1%～80.0%之间的材料占25.7%；无发芽率材料占4%，表现为极不耐涝；其中发芽率最高的为83号材料川豆1913，发芽率为100%，表现为抗涝型。根长4.1 cm以上的占53.4%，其中64号材料根最长，为17.6 cm；苗长4.1 cm以上的占68.3%，44号材料苗最长，为14.5 cm。相对电导率在0.20～0.30之间的材料占7.8%，表现为种子浸水后结构完整，内含物流出较少；其中16号材料相对电导率最低，为0.24；相对电导率0.51以上的材料占38.2%，浸水72 h后，种子内含物流出较多。

各观测性状之间相关性见表2。不同种质种子电导率、蛋白含量、种子宽度、种子长度与种子浸水发芽率呈负相关， 相关系数分别为-0.66、-0.06、-0.08、-0.31。油分含量、根长、苗长与种质浸水发芽率正相关，相关系数分别为0.05、0.79、0.80。其中种子长度与种子发芽率呈显著负相关，表现为种子长度越长，种子浸水发芽率越差，种子越不耐涝。种子宽度与种子浸泡发芽率呈负相关，与种子长度相比，其相关性未达到显著水平；种子长度水平相较于种子宽度对种子耐浸泡性的影响更大。种子相对电导率与种子发芽率呈极显著负相关。在种子浸泡过程中，种子相对电导率越高，细胞膜完整性越差，种子内含物质流出越多，种子发芽率越低。根长、苗长与发芽率呈显著正相关，材料浸泡发芽率越高，表现为根长、苗长越长，长势越好，材料越抗涝。因此，运用浸水发芽率、根长、苗长来作为评价不同大豆种质材料抗涝性的性状指标。

表2 各观测性状相关性

根据浸水发芽率、根长、苗长指标，将102份大豆种质材料聚类分析，划分抗性等级，结果如图4所示。在欧氏距离=8时将材料分为3类：抗型、感型、中间型。其中抗型材料共26份，即83号、44号材料等，表现为耐涝型；中间型材料30份，即1号、17号材料等；感型材料46份，即31号、21号材料等，表现为不耐涝型。

有研究表明，萌发期种质耐涝性存在品种间差异。孙志广等对191份粳稻种质资源进行了萌发期耐淹性鉴定，共筛选到12份耐淹性强的粳稻种质资源。陈雅慧等对505份甘蓝型油菜自交系群体进行了耐涝性研究，结合生理指标与表型指标筛选到4份耐淹材料、8份敏感材料。郭九信等以16个玉米品种作为供试材料，发现不同品种在淹水胁迫下其发芽率、发芽势降低且存在品种间差异。邱柳等创建了花生种质耐涝性鉴定技术指标体系，筛选出具有稳定耐渍性的优异种质9份。任海祥等利用361个东北大豆优异亲本材料，通过苗情、生育期、产量等观测指标分析，将大豆种质材料分为强耐涝、耐涝、中耐涝、弱耐涝4种类型。本研究对102份大豆种质浸水发芽率进行统计，种质材料耐涝性符合正态分布，种质材料耐涝性存在显著差异。根据浸水发芽率、根长、苗长等直观指标，将102份大豆种质材料聚类分析，划分抗性等级，共筛选出抗型材料26份，中间型材料30份，感型材料46份。

种质资源耐涝性的筛选受温度和浸水时间影响。种子在涝害条件下，温度过高导致无氧呼吸速度过快，产生过多乙醇，对种子产生毒害作用，最终影响种子萌发。hou等研究发现，随着温度升高，种子耐浸水能力变差：15 ℃处理条件下，浸水 144 h，观测组与对照组无显著差异；30 ℃处理条件下，种子浸水后96 h失去发芽能力。ali等发现浸水48 h后大豆相对苗长遗传力最大，建议以相对苗长来评价大豆种质耐浸水能力。hou等在 25 ℃ 下对730份大豆材料进行种子淹水处理，发现种质材料之间耐淹性差异较大：淹水2 d处理下，部分材料具有发芽率；随着淹水胁迫增加，发芽率丧失，且淹水时间、水质、水温、种皮完整性影响种质耐涝性。陈文杰等观察桂春8号、桂春11号大豆种子在不同浸水时间处理条件下的受害表现，以种子浸水12～68 h为时间梯度，分别测定浸泡溶液电导性及种子的发芽势、出苗率和正常苗率等，结果表明，随着浸水时间的延长，大豆浸泡液电导率不断增加，发芽势、出苗率、正常苗率逐渐降低；淹水120 h条件下，测定137份大豆种质材料，筛选出耐浸水能力强的材料9份。此外，陈文杰等还对南方大豆种质种子耐浸水能力进行了鉴定与分析，筛选出耐浸水能力较好的抗性种质。本研究通过预备试验，结合江苏地区夏大豆播种时期实际温度，设定筛选种质资源温度为 25 ℃，浸水处理72 h，可以有效评价大豆种质耐涝性。结果发现，标准发芽率在60%～80%之间的材料占25.7%；无发芽率材料占4%，表现为极不耐涝；其中发芽率最高的为83号材料川豆1913，发芽率为100%，表现为抗涝型。

种皮完整性与大豆种质耐涝性有密切关系。hou等研究发现，大豆种质浸泡4 d后，种皮完整的大豆种质材料明显高于种皮破损的大豆种质材料。浸泡过程中，大豆种皮用于保护子叶，防止子叶浸泡分离，保护种子完整性。在本研究的预备试验中，大豆种皮破裂，大豆种子相对电导率明显高于完整性种子。相对于完整种皮，种皮破裂浸泡72 h更易糜烂，导致发芽率丧失。因此在试验过程中，利用75%乙醇消毒后，种皮破裂更容易显现出来，此时去除种皮破裂种子，减少试验误差。有研究表明，种子大小与种子发芽率之间显著相关。本试验对种子长度、种子宽度与种子浸泡发芽率之间作相关性分析，结果表明，种子长度与种子浸泡电导率呈显著相关，种子宽度与种子浸泡电导率相关性未达到显著水平。种子相对电导率与种质耐涝性呈极显著相关，这与陈文杰等的研究结果一致。可以利用种子长度、相对电导率作为评价种子耐涝性的理化指标。

浸泡72 h后，102份材料发芽率、苗长呈正态分布，根长、相对电导率呈偏正态分布，材料之间存在差异。相关性分析结果表明，根长、苗长与浸泡发芽率呈极显著正相关，种子长度与浸泡发芽率之间呈显著负相关，种子相对电导率与浸泡发芽率呈极显著负相关。因此，种子长度、相对电导率可以作为衡量种质耐涝性评价的理化指标，将种质材料进行区分。聚类分析结果筛选出抗型材料共26份，即川豆1913、苏x19011、南农j9-68等。抗性材料的筛选可以为江淮地区培育出耐涝性较好的大豆新品种提供理论依据。