閆春娟,王文斌,董鉆,宋書宏,曹永強(qiáng),袁玉璐,王家宏,孫旭剛
(遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,沈陽 110161)
中國是大豆Glycine max(L.)merril的起源地,具有豐富的種質(zhì)資源,各地區(qū)生態(tài)環(huán)境的差異以及大豆在自身長期演化過程中,形成了不同的生態(tài)類型[1-2]。盡管大豆種質(zhì)資源豐富,品種類型豐富多樣,但在我國大豆生產(chǎn)上,仍存在許多制約因素,尤其是大豆的產(chǎn)量和品質(zhì),很難滿足生產(chǎn)上的需要[3]。因此充分利用我國優(yōu)良的種質(zhì)資源,培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)且適應(yīng)我國大豆生產(chǎn)需要的優(yōu)良品種,是當(dāng)前及今后一段時(shí)間內(nèi)值得深入研究的課題。
盡管我國種質(zhì)資源豐富,但在生產(chǎn)上多數(shù)種質(zhì)資源并未充分開發(fā)利用,我國大豆育種存在的主要問題仍是遺傳基礎(chǔ)狹窄,品種退化加快,經(jīng)濟(jì)壽命縮短[3,4]。因此在培育新品種時(shí),要整理、篩選和改良地方種質(zhì)資源,在引進(jìn)和拓寬種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步挖掘新的特殊種質(zhì),尤其是在特定地區(qū)條件下進(jìn)一步鑒定和研究不同產(chǎn)地的大豆種質(zhì)資源,針對某一個(gè)或幾個(gè)性狀展開調(diào)查,從而篩選出針對這一個(gè)或這些性狀的優(yōu)良種質(zhì),對于大豆品種改良有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。大豆是人類優(yōu)質(zhì)蛋白及食用油脂的重要來源,因此有關(guān)大豆蛋白質(zhì)及脂肪含量方面的研究歷來受到國內(nèi)外研究者的重視[5-10]。本文是在前人研究的基礎(chǔ)上,對引自遼寧省及其他省份的45份種質(zhì)資源進(jìn)行了蛋白質(zhì)及脂肪含量的測定,并對其進(jìn)行了相關(guān)分析及聚類分析,以期為遼寧省優(yōu)質(zhì)大豆育種提供一定的理論依據(jù)。
選取種植在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源圃的45份種質(zhì)資源,分別編號為T1~T45,這些種質(zhì)資源在生物學(xué)性狀、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量品質(zhì)等方面具有豐富的多樣性和廣泛的遺傳基礎(chǔ)。
試驗(yàn)于2009年在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地(北緯41°49′,東經(jīng)123°32′,海拔52m)進(jìn)行,該試驗(yàn)區(qū)處于松遼平原南部的中心地帶,屬溫帶濕潤—半濕潤大陸性季風(fēng)氣候,年降雨量為550~750mm,年均氣溫6~8℃,≥10℃活動積溫3300~3400℃,無霜期為130~180d。
供試土壤為發(fā)育于黃土母質(zhì)的典型棕壤,實(shí)行秋翻地,壟作栽培,壟寬0.6m,行長6m,人工點(diǎn)播,每壟為一小區(qū),中耕除草3次,使用農(nóng)藥氧化樂果防蟲。
用Foss近紅外谷物品質(zhì)分析儀測定大豆蛋白質(zhì)及脂肪含量。
用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用Excel2003作圖。
供試品種的蛋白質(zhì)及脂肪含量見附表,45份種質(zhì)資源的蛋白質(zhì)含量在39.86%~47.37%之間,平均含量為43.34%,變異幅度為7.51%,其中T7蛋白質(zhì)含量最高;供試品種的脂肪含量在17.58%~22.08%之間,平均含量為20.52%,變異幅度4.50%,T14脂肪含量最高;供試品種的蛋脂總量變異范圍在60.15%~66.69%之間,平均值為63.86%,變異幅度為6.54%,T33蛋脂總量最高。
附表 供試品種的蛋白質(zhì)、脂肪含量以及蛋脂總量 %
對45個(gè)大豆品種的蛋白質(zhì)與脂肪含量進(jìn)行回歸分析,結(jié)果表明,大豆蛋白質(zhì)含量與脂肪含量呈負(fù)相關(guān),隨著蛋白質(zhì)含量的升高,脂肪含量普遍呈下降趨勢(圖1)。相關(guān)分析結(jié)果表明,二者間存在極顯著的負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.675**,離差平方和為-48.92,協(xié)方差為-1.11。對二者進(jìn)行方程擬合,得到大豆蛋白質(zhì)與脂肪含量的關(guān)系方程式y(tǒng)=-0.3461x+35.521(R2=0.4551),其相關(guān)性達(dá)到極顯著水平(p<0.01),其中x指大豆蛋白質(zhì)含量(39 用SPSS層次聚類的Q型聚類分析對45個(gè)大豆品種蛋白質(zhì)及脂肪含量進(jìn)行聚類分析,其中變量個(gè)體距離采用平方歐式距離,類間距離采用平均組間鏈鎖距離,生成的聚類分析樹狀圖見圖2。在類間距離為15處可將各種質(zhì)資源分為三大類,則多數(shù)品種歸為第一類群,共37個(gè),占總數(shù)的82.22%,該類群屬中間型,在第一類群下面又可細(xì)分為10個(gè)亞類群;第二類群下面共4個(gè)品種,分別為T17、T21、T22、T30,占總數(shù)的8.89%,這4個(gè)品種屬蛋白質(zhì)含量相對較低而脂肪含量較高的種質(zhì),該類群屬高脂肪低蛋白型;第三類群共4個(gè)品種,占總數(shù)的8.89%,這4個(gè)品種為蛋白質(zhì)含量極高而脂肪含量相對較低的類群,該類群下面還可分為2個(gè)亞類群,其中T33、T07、T11為該群第一亞類群,T34為該群第二亞類群,該類群屬高蛋白低脂肪型。 圖2 45個(gè)大豆品種聚類分析樹狀圖 本試驗(yàn)中45份大豆種質(zhì)的蛋白質(zhì)含量在39.86%~47.37%之間,平均含量為43.34%,變異幅度為7.51%;供試品種的脂肪含量在17.58%~22.08%之間,平均含量為20.52%,變異幅度4.50%;大豆蛋脂總量變異范圍在60.15%~66.69%之間,平均值為63.86%,變異幅度為6.54%。 大豆蛋白質(zhì)含量與脂肪含量間存在極顯著的負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.675**。方程擬合得到大豆蛋白質(zhì)與脂肪含量的關(guān)系為y=-0.3461x+35.521(R2=0.4551),其中x指大豆蛋白質(zhì)百分含量(39 對大豆蛋白質(zhì)及脂肪含量進(jìn)行聚類分析,可將品種分為三大類群,第一類群為中間型,占總數(shù)的82.22%;第二類群為高脂肪低蛋白型,占總數(shù)的8.89%;第三類群為高蛋白低脂肪型,占總數(shù)的8.89%。 綜上可以發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)、脂肪及蛋脂總量最高值分別為三個(gè)不同的品種,其峰值并未出現(xiàn)在同一品種。而相關(guān)分析表明,蛋白質(zhì)及脂肪含量呈極顯著負(fù)相關(guān),因此在大豆品質(zhì)改良育種或栽培中,注重某一單一品質(zhì)的改良更為容易實(shí)現(xiàn)。 [1]常汝鎮(zhèn),孫建英,邱麗娟.中國大豆種質(zhì)資源研究進(jìn)展[J].作物雜志,1998(3):7-9. [2]王立平,周永香.北京郊區(qū)大豆生產(chǎn)的概括與前景[J].北京農(nóng)業(yè)科學(xué),2002(1):10-16. [3]楊光宇.大豆品種主要數(shù)量性狀的相關(guān)和通徑分析[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué),1985,5(3):9-13. [4]彭寶,項(xiàng)淑華,牛建光.我國大豆育種問題淺析及對策[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué),2002,4(1):1-5. [5]Rosell I A.Effects of moisture stress on the oil and protein component of soybean seeds[J].Australian Journal of Agricultural Research,1988(39):163-170. [6]胡明祥,于德洋,孟祥勛.不同生態(tài)區(qū)域環(huán)境對中國大豆品質(zhì)的影響[J].大豆科學(xué),1990,9(1):37-49. [7]魏云山,王會才,生國利,等.影響大豆品質(zhì)的因素[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技,2008(5):67. [8]焦碧嬋,李貴全,張海燕.大豆新品種農(nóng)藝性狀及品質(zhì)性狀研究分析[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,(3):214-216. [9]張偉,王曙明,邱強(qiáng),等.從品種志分析吉林省八十五年來大豆育成品種產(chǎn)量和品質(zhì)的演變[J].大豆科學(xué),2009,28(6):970-975. [10]楊春燕,姚利波,劉兵強(qiáng),等.國內(nèi)外大豆品質(zhì)育種研究方法與最新進(jìn)展[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2009,24:75-78(增刊).2.3 大豆蛋白及脂肪含量的聚類分析
3 結(jié)論