田 鑫，鐘 程，李性苑

（凱里學(xué)院 大健康學(xué)院，貴州 凱里 556011）

0 引言

【研究意義】大豆是全球最重要的油料作物和糧食作物[1]，屬喜溫作物，而我國南方春大豆在早春常常會遭受低溫脅迫，抑制其出芽和幼苗生長發(fā)育[2-3]，生長后期遭遇低溫脅迫將影響到大豆的產(chǎn)量和品質(zhì)[4-5]。此外，我國大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還面臨著美國大豆產(chǎn)業(yè)的沖擊和挑戰(zhàn)[6]。為了提高我國大豆產(chǎn)業(yè)競爭力，有必要積極推進大豆育種工作。疊氮化鈉（NaN3）作為作物育種中最常用的化學(xué)誘變劑之一，優(yōu)勢在于使用方便、費用低廉[7]。將疊氮化鈉應(yīng)用于大豆誘變并對誘導(dǎo)后增殖的叢生芽進行低溫耐受性鑒定，可為大豆耐低溫育種積累原始材料。耐低溫大豆種質(zhì)可更好地適應(yīng)低溫天氣，對提高我國大豆產(chǎn)業(yè)競爭力具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】因疊氮化鈉的毒性易被次氯酸鈉所消解，在誘變處理中能達到相對安全的目標而被廣泛應(yīng)用[8]，已在玉米[9]、大豆[10]、小麥[11]、柑橘[12]、香蕉[13]等作物的研究與應(yīng)用中取得較好的誘變效果。姜振峰[10]利用疊氮化鈉處理大豆種子進行誘變，得到矮化、晚熟性狀。李波等[14-15]用疊氮化鈉誘變豆科植物苜蓿的幼莖愈傷組織后，經(jīng)-7℃低溫篩選，并通過生理生化指標驗證了3 個苜蓿種質(zhì)獲得的抗寒性均顯著高于對照愈傷組織。【本研究切入點】疊氮化鈉已成功應(yīng)用于多種作物農(nóng)藝性狀改良和基因功能驗證[16]，但目前應(yīng)用于大豆耐低溫誘變育種的研究尚屬空白?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究利用不同質(zhì)量濃度的疊氮化鈉對不同種質(zhì)大豆葉芽進行離體誘變，從中篩選出最佳處理進行低溫脅迫后，進行生理生化指標的測定與分析，鑒定不同種質(zhì)材料誘變后叢生芽的低溫耐受性，為后繼的大豆耐低溫誘變育種積累原始資料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試品種：常蔬特大王、臺灣292、劍河大豆，分別來自江蘇常州、上海、貴州劍河的主栽品種。

培養(yǎng)基1（接種/繼代培養(yǎng)基）：MS+6-BA（0.7 mg·L-1）+ IAA（0.2 mg·L-1）+ Cef（400 mg·L-1）+蔗糖（40 g·L-1）+瓊脂（7 g·L-1），pH值6.0。

培養(yǎng)基2（生根培養(yǎng)基）：MS+ NAA（0.3 mg·L-1）+Cef（400 mg·L-1）+蔗糖（40 g·L-1）+瓊脂（7 g·L-1），pH 值6.0。

1.2 試驗方法

1.2.1 叢生芽誘導(dǎo) 選擇無病蟲害、機械損傷的種子進行浸種催芽，4 d 后種植于凱里學(xué)院試驗基地，常規(guī)管理，苗齡2 周，第1 片真葉葉芽長至約0.5 cm時取樣并用單蒸水沖洗10 min，在超凈工作臺上用0.1%升汞消毒10 min，用無菌水沖洗5～6 次，將消毒好的葉芽放在無菌濾紙上備用。

將葉芽接種于培養(yǎng)基1 中進行培養(yǎng)，每個組培盒接9 個外植體，每個配方分別接50 盒。置于20～25℃培養(yǎng)室中，光照強度800～1 200 lx，18 h/6 h（晝/夜）進行培養(yǎng)，至葉芽分化后形成的叢生芽長至0.5～1.0 cm（30～40 d）時備用。

1.2.2 疊氮化鈉誘變 取生長至0.5～1.0 cm 的叢生芽作為多倍體誘導(dǎo)材料，轉(zhuǎn)入培養(yǎng)基1 中進行繼代培養(yǎng)，NaN3采用過濾滅菌（33 mm×0.22 μm 無菌濾膜），脫脂棉采用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌（121℃，20 min）。將經(jīng)NaN3浸透的脫脂棉放置于叢生芽上，3 個處理質(zhì)量濃度分別為0.4、0.8、1.0 mmol·L-1，每個處理30 盒，以無菌水浸透脫脂棉為對照，處理48 h，移除脫脂棉，用無菌水清洗殘余NaN3。繼續(xù)培養(yǎng)30～50 d（培養(yǎng)條件同上），觀察、記錄、統(tǒng)計和計算各處理的污染數(shù)、污染率、死亡數(shù)、死亡率、叢生芽數(shù)。污染率=（污染數(shù)/芽數(shù)）×100%，死亡率=［死亡數(shù)/（芽數(shù)-褐化數(shù)）］×100%

1.2.3 低溫處理誘變大豆的生理生化指標測定 經(jīng)誘變試驗篩選出0.8 mmol·L-1NaN3、48 h 為最佳處理（表1）。取經(jīng)0.8 mmol·L-1NaN3處理48 h 的叢生芽植株與未經(jīng)NaN3處理的植株（對照），置于4℃低溫培養(yǎng)箱，在光照800～1 200 lx（18 h·d-1）條件下進行培養(yǎng)，4 d 后取鮮樣測定蛋白質(zhì)、可溶性蛋白、可溶性糖、葉綠素a/b、類胡蘿卜素等營養(yǎng)指標；低溫處理0、1、2、3、4 d（其中0 處理是指低溫處理前的時間點）時分別取鮮樣測定超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、丙二醛（MDA）等生化指標。每個處理重復(fù)3 次，每處理4 株為1 個重復(fù)。營養(yǎng)及生理指標測定方法：蛋白質(zhì)采用紫外分光光度計法，可溶性蛋白采用考馬斯亮藍-G250 法，可溶性糖采用苯酚法，葉綠素采用丙酮法，SOD 采用氮藍四唑光還原法，POD 采用愈創(chuàng)木酚比色法，CAT 采用高錳酸鉀滴定法，MDA 采用硫代巴比妥酸法[17]。試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 22 中的General Linear Model-Univariate 進行方差分析。

表1 疊氮化鈉處理對大豆芽誘變的影響Table 1 Effect of immersing buds in sodium azide solutions on induced mutagenesis of soybean germplasms

2 結(jié)果與分析

2.1 不同NaN3 濃度對大豆叢生芽生長的影響

由表1 可知，經(jīng)NaN3處理48 h 后，大部分叢生芽能夠正常生長，單株叢生芽數(shù)量多，但與對照相比顯示生長受抑制，部分出現(xiàn)畸形死亡、葉片發(fā)黃及腐爛現(xiàn)象。隨著處理濃度增加，死亡率增加，叢生芽存活總數(shù)減少，種質(zhì)間趨勢基本一致。0.8 mmol·L-1NaN3、48 h 處理的叢生芽存活總數(shù)相對較少，劍河大豆叢生芽數(shù)較其他兩個種質(zhì)稍多，生長至20 d 左右半數(shù)叢生芽出現(xiàn)黃化現(xiàn)象，黃化部位位于組織嫩梢，黃化后期逐漸死亡；常蔬特大王葉芽基部出現(xiàn)不 同 程 度 的 白 化。1.0 mmol·L-1NaN3、48 h 處 理 的3 個種質(zhì)叢生芽全部死亡。

綜合考慮污染率、死亡率、叢生芽數(shù)等指標，選擇適當(dāng)濃度處理的材料進行后繼低溫脅迫的生理指標測定。一般情況下，多以處理后植株存活一半的劑量即半致死劑量（LD50）作為誘變敏感性的指標[18]，但鑒于本試驗后期進入低溫（4℃）處理的特殊性，即：0～4℃低溫條件下可使植物代謝活動延緩下來，從而不增加生理損傷，降低誘變處理后效[19]。因此，選取略高于LD50的劑量并保持處理濃度一致，即選取0.8 mmol·L-1NaN3、48 h 處理的植株進行后繼的低溫脅迫試驗。

2.2 不同種質(zhì)不同處理的主要生理指標

由圖1-A、圖1-B、圖1-C 可知，3 個種質(zhì)經(jīng)4℃處理4 d 后，誘變植株的蛋白質(zhì)、可溶性蛋白、可溶性糖含量均極顯著高于未誘變的對照（CK）植株。不同種質(zhì)間差異顯著，臺灣292 誘變植株的蛋白質(zhì)含量顯著高于劍河大豆誘變植株（圖1-A）；常蔬特大王、臺灣292 誘變植株的可溶性蛋白含量分別顯著、極顯著高于劍河大豆誘變植株，臺灣292 對照植株的可溶性蛋白含量顯著高于劍河大豆對照植株（圖1-B）；誘變植株中臺灣292 可溶性糖含量極顯著高于其他2 個種質(zhì)，正常植株中則臺292 極顯著高于常蔬特大王。綜上所述，3 個種質(zhì)在誘變及未誘變條件下，4℃低溫脅迫后滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量存在差異，其滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的排序為：臺灣292＞常蔬特大王＞劍河大豆；每個種質(zhì)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量均表現(xiàn)為誘變植株大于對照植株。

圖1 3 個大豆種質(zhì)誘變植株與對照植株在低溫脅迫下的生理指標CSTDW：常蔬特大王，TW292：臺灣292，JHS：劍河大豆。Fig.1 Physiological indices on mutant and control soybean germplasms under low-temp stress

由圖1-D、圖1-E、圖1-F 可知，3 個種質(zhì)經(jīng)低溫處理4 d 后，誘變植株的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量均極顯著高于對照。在不同種質(zhì)間，常蔬特大王和臺灣292 誘變植株葉綠素a 含量分別顯著和極顯著高于劍河大豆，而臺灣292 對照植株顯著高于劍河大豆對照植株（圖1-D）；對于葉綠素b 而言，誘變植株及對照植株均為臺灣292 極顯著高于常蔬特大王和劍河大豆，劍河大豆的葉綠素b 含量為3 個種質(zhì)中最低（圖1-E）；3 個種質(zhì)在類胡蘿卜素含量上僅在各自誘變植株及對照植株間存在極顯著差異，而種質(zhì)間無顯著差異（圖1-F）。由此可見，3 個種質(zhì)在誘變及未誘變條件下，4℃低溫處理后光合色素合成能力存在差異，總體表現(xiàn)為：臺灣292＞常蔬特大王＞劍河大豆，且每個種質(zhì)誘變植株的光合色素含量均極顯著大于對照植株。

2.3 不同種質(zhì)不同處理的SOD 活性

如圖2-A、圖2-B、圖2-C 所示，在0 d，常蔬特大王的誘變植株與對照植株的SOD 活性無顯著差異，而臺灣292、劍河大豆的誘變植株與對照（CK）植株的SOD 活性均存在極顯著差異。而常蔬特大王在低溫處理的0～4 d，誘變及對照植株變化趨勢一致且不存在顯著差異，第4 d 與0 d 相比亦無顯著差異。說明誘變和低溫處理對常蔬特大王的SOD 活性沒有顯著影響。

臺灣292 低溫脅迫之前的誘變處理顯著提高了SOD 活性，短期低溫處理（2 d 內(nèi)）誘變植株的SOD活性急劇降低，隨著處理時間的延長，又有所回升，最終誘變處理與對照間的SOD 活性趨于一致。

劍河大豆在低溫脅迫之前的誘變處理提高了SOD活性，短期低溫處理（2 d 內(nèi)）誘變植株的SOD 活性還能維持高于對照水平，第3 d 兩者已無顯著差異，第4 d 誘變植株的SOD 活性極顯著低于對照。

圖2 3 個大豆種質(zhì)誘變與對照（CK）植株在4℃低溫脅迫下的SOD 活性Fig.2 Differences on SOD activity between mutant and control soybean germplasms under 4 ℃ low-temp stress

綜上所述，低溫脅迫前，誘變處理能顯著提高臺灣292 和劍河大豆的SOD 活性，但對常蔬特大王的SOD 活性無顯著影響。低溫脅迫后，常蔬特大王誘變及對照的SOD 活性并無顯著差異；臺灣292 在短期內(nèi)誘變植株的SOD 活性下降，最后與對照趨于一致；而劍河大豆誘變植株的SOD 活性短期內(nèi)能夠保持較高水平，但隨著低溫脅迫時間延長，SOD 活性降低，直至低于對照。說明常溫條件下，疊氮化鈉對3 個種質(zhì)的SOD 活性提升效果為：臺灣292、劍河大豆＞常蔬特大王；低溫條件下3 個種質(zhì)對照植株的SOD 活性提升效果為：劍河大豆＞臺灣292＞常蔬特大王；低溫條件下3 個種質(zhì)誘變植株的SOD 活性提升效果為：常蔬特大王＞臺灣292＞劍河大豆。

2.4 不同種質(zhì)不同處理的POD 活性

如圖3-A、圖3-B、圖3-C 所示，第0 d 時3 個種質(zhì)誘變及對照（CK）間均無顯著差異。常蔬特大王在低溫處理后，誘變植株和對照植株均表現(xiàn)為先升后降的變化趨勢且不存在顯著差異，在第4 d 均與第0 d 存在極顯著差異，因此誘變對常蔬特大王POD活性無顯著影響，而低溫處理能夠顯著提高誘變植株和對照植株的POD 活性。

誘變對臺灣292 的POD 活性亦無顯著影響，但短時間低溫處理（1 d）導(dǎo)致誘變植株的SOD 活性極顯著低于對照，但隨著處理時間的延長，誘變植株的SOD 活性持續(xù)上升，最終極顯著高于對照。而第4 d誘變及對照植株的POD 活性分別極顯著、顯著高于處理前，表明低溫處理能夠顯著提高臺灣292 的POD活性，且對誘變植株的提高幅度高于對照植株。

低溫處理前，誘變對劍河大豆的POD 活性同樣無顯著影響，低溫處理后3 d 內(nèi)誘變植株的POD 活性能夠提升至極顯著高于0 d，但在第4 d 回歸至低溫處理前水平。而對照植株的POD 活性在第2 d 提升至較高水平，極顯著高于0 d 并維持至第4 d，最終對照植株的POD 活性極顯著高于誘變植株。

圖3 3 個大豆種質(zhì)誘變植株與對照植株在低溫脅迫下的POD 活性Fig.3 POD activities of mutant and control soybean germplasms under low-temp stress

綜上所述，對3 個種質(zhì)而言，常溫條件下誘變均不能顯著提升其POD 活性，但經(jīng)低溫處理后3 個種質(zhì)誘變植株和對照植株表現(xiàn)出不同的變化趨勢，常蔬特大王的誘變植株和對照植株的POD 活性均有提升，且二者無顯著差異；臺灣292 誘變植株和對照植株的POD 活性均有提升，但誘變植株提升較大；而劍河大豆對照植株的POD 活性前中期提升速度顯著快于誘變植株，誘變植株前中期也有提升，但最后回到低溫處理前的水平，并極顯著低于對照植株。說明常溫條件下，疊氮化鈉對3 個種質(zhì)的POD活性均無提升作用；低溫條件下3 個種質(zhì)對照植株的POD 活性提升效果為：劍河大豆、常蔬特大王＞臺灣292；低溫條件下3 個種質(zhì)誘變植株的POD 活性提升效果為：臺灣292＞常蔬特大王＞劍河大豆。

2.5 不同種質(zhì)不同處理的CAT 活性

如圖4-A 所示，第0 d 時，常蔬特大王誘變植株和對照植株無顯著差異，誘變植株和對照植株的CAT 活性分別在第1 d、第2 d 極顯著、顯著高于0 d，但在第3 d 兩者均下降至極顯著低于0 d，最后（第4 d）回歸至與低溫處理前無差異的水平。

圖4 3 個大豆種質(zhì)誘變植株與對照植株在低溫脅迫下的CAT 活性Fig.4 CAT activities of mutant and control soybean germplasms under low-temp stress

如圖4-B 所示，誘變處理能顯著提高臺灣292的CAT 活性，低溫處理后誘變植株和對照植株的CAT 活性均持續(xù)下降，最后兩者均極顯著低于0 d時的CAT 活性水平，誘變植株與對照植株間無顯著差異。

如圖4-C 所示，誘變處理極顯著提高劍河大豆的CAT 活性，在低溫處理后，誘變及對照植株短期內(nèi)（2 d）相對0 d 有極顯著提升，但在后期持續(xù)下降，最終下降至與0 d 對比無顯著差異的水平，而誘變及對照處理之間的CAT 活性在低溫處理4 d 后趨于一致，無顯著差異。

綜上所述，常溫條件下，誘變處理能夠分別顯著、極顯著提高臺灣292、劍河大豆的CAT 活性，對常蔬特大王的CAT 活性無顯著影響，但在長時間（4 d）低溫處理后，誘變所引起的差異被消除，最終誘變植株與對照植株之間均呈無顯著差異狀態(tài)，常蔬特大王及劍河大豆低溫處理后短期內(nèi)的CAT 活性呈現(xiàn)波動變化，但最終回歸處理前的水平，而臺灣292 的誘變植株和對照植株的CAT 活性變化趨勢保持一致，均極顯著低于低溫處理前。說明常溫條件下，疊氮化鈉對3 個種質(zhì)的CAT 活性提升效果為：劍河大豆＞臺灣292＞常蔬特大王；低溫條件下3 個種質(zhì)正常植株的CAT 活性提升效果為：常蔬特大王、劍河大豆＞臺灣292；低溫條件下3 個種質(zhì)誘變植株的CAT 活性與對照植株相比均無顯著差異。

2.6 不同種質(zhì)不同處理的MDA 活性

如圖5-A、圖5-B、圖5-C 所示，低溫處理前，誘變對3 個種質(zhì)的MDA 含量影響不顯著。常蔬特大王在第3 d 誘變植株極顯著高于對照（CK）植株，且均極顯著高于0 d 的MDA 含量，最終誘變植株和對照植株的MDA 含量均回降，分別顯著、極顯著高于0 d 水平，但兩者間無顯著差異，表明低溫脅迫下兩者的細胞膜受損均加重。

低溫處理后，臺灣292 誘變植株和對照植株在短期內(nèi)（2 d 內(nèi)）的MDA 含量升高，后期對照降至低溫處理前的水平，而誘變植株依然顯著高于0 d 時的MDA 水平，但誘變植株與對照植株間無顯著差異。

劍河大豆誘變植株和對照植株的MDA 含量變化趨勢基本一致，均隨著低溫脅迫時間的延長而上升，短期內(nèi)（1 d 內(nèi)）誘變植株MDA 含量顯著提升，且極顯著高于對照植株；而在中后期誘變植株和對照植株提升的量趨于接近，且均極顯著高于0 d的MDA 含量。

圖5 3 個大豆種質(zhì)誘變植株與對照植株在低溫脅迫下的MDA 含量Fig.5 MDA contents of mutant and control soybean germplasms under low-temp stress

綜上所述，常溫條件下，誘變與對照植株的MDA含量無顯著差異，低溫脅迫后，除了臺灣292 的對照植株在低溫脅迫下膜受損不顯著外，常蔬特大王和劍河大豆的誘變植株及其對照植株、臺灣292 的誘變植株受低溫脅迫的影響細胞膜受損均加劇，但常蔬特大王最后呈下降趨勢，而劍河大豆呈直線上升趨勢。說明常溫條件下，疊氮化鈉誘變對3 個種質(zhì)膜脂過氧化損傷均無顯著影響；低溫條件下3 個種質(zhì)正常植株膜脂過氧化損傷程度差異表現(xiàn)為：劍河大豆＞常蔬特大王＞臺灣292；低溫條件下3 個種質(zhì)誘變植株膜脂過氧化損傷程度差異表現(xiàn)為：臺灣292＞常蔬特大王＞劍河大豆。

3 討論

前人在對NaN3誘變條件的研究中，得出不一樣的結(jié)果。喻曉[20]對大百合鱗片進行離體處理試驗，結(jié)果表明：3 mmol·L-1處理3 h 效果最佳；馬玉涵等[21]以不同濃度疊氮化鈉浸泡蝴蝶蘭類原球莖后進行組織培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)4 mmol·L-1處理6 h 為較合理的濃度及時間；溫日宇等[22]測定疊氮化鈉對綠豆種子和幼苗生長的誘變效應(yīng)發(fā)現(xiàn)，16 mmol·L-1NaN3處理6 h 綠豆幼苗效果最佳；張?zhí)m[23]用NaN3加入培養(yǎng)基處理2 種蘋果砧木離體葉片，最佳處理組合分別為0.02 mmol·L-1、3 d 及0.05 mmol·L-1、2 d；苑平[8]用NaN3誘變處理紐荷爾臍橙腋芽3、12、24 h 的半致死濃度分別為12.75、10.48 和9.05 mmol·L-1。由此可見，NaN3處理部位和植物間抗藥差異性導(dǎo)致最佳處理濃度不同，對于組培苗及實生苗處理條件差異尤其顯著。組培苗較為脆弱，可采取低濃度長時間處理方式；實生苗則宜采取高濃度短時間處理方式。在本研究中，以大豆組培叢生芽為研究對象，因此宜采用低濃度長時間處理方式，并考慮后繼低溫處理對后效的影響，通過預(yù)試驗選定略高于半致死處理濃度及時間為最佳處理條件，即0.8 mmol·L-1疊氮化鈉處理48 h為適宜處理條件。

疊氮化鈉是一種劇毒的細胞呼吸抑制劑[24]，可阻斷組培苗的能量供給，導(dǎo)致營養(yǎng)缺失[25]，使誘導(dǎo)植株產(chǎn)生黃化現(xiàn)象。本研究采用低濃度弱化毒害，延長處理時間有利于組織成活率和誘變叢生芽數(shù)提高。姜振峰[10]用0.04 %NaN3處理大豆種子，發(fā)現(xiàn)NaN3可抑制過氧化氫酶活性，使細胞代謝遲緩，幼苗生長延滯，出現(xiàn)植株矮化和植株基部彎曲現(xiàn)象，本研究中誘變處理后出現(xiàn)生長受抑制現(xiàn)象與其結(jié)果一致。

NaN3誘導(dǎo)處理能夠提高脅迫抗性，張?zhí)m[23]通過用NaN3誘變提高蘋果耐鹽性，短期內(nèi)提高其側(cè)芽萌發(fā)率，以及酶活性、蛋白質(zhì)含量；李波等[26]用經(jīng)NaN3誘變的苜蓿愈傷組織進行鹽堿脅迫，其可溶性蛋白和可溶性糖含量顯著增加，本研究的結(jié)果與其相似，但種質(zhì)間存在差異，通過育種改良的種質(zhì)常蔬特大王和臺灣292 的抗脅迫性顯著高于地方種質(zhì)劍河大豆。

NaN3處理紐荷爾臍橙幼芽能提高SOD 和POD活性[8]，NaN3處理晉藜種子短時間（2.5 h）內(nèi)CAT和SOD 隨著濃度升高而升高，長時間（7.5 h）CAT活性隨著處理濃度的升高而升高，而SOD 活性在高濃度處理時出現(xiàn)下降，NaN3毒害作用超出其自身抗氧化系統(tǒng)的清除范圍[27]，通常逆境脅迫初期植物體內(nèi)的活性氧清除系統(tǒng)被激活，其產(chǎn)生的作用超過了活性氧對植物的損傷作用，但是隨著脅迫時間的延長，保護酶系統(tǒng)逐漸被抑制，抗氧化酶系統(tǒng)內(nèi)多種酶之間的活性比不平衡[28]。本研究結(jié)合3 個種質(zhì)大豆抗氧化酶在常溫下及低溫脅迫下的活性改變及變化趨勢可知，NaN3誘變顯著提高了臺灣292、劍河大豆SOD、POD 活性，常蔬特大王表現(xiàn)無顯著變化，表明NaN3對不同的種質(zhì)效果不同；誘變植株與對照植株低溫處理后的抗氧化酶活性表現(xiàn)出不同的變化趨勢，低溫抗氧化能力以臺灣292 表現(xiàn)最佳，POD活性有較大提升，常蔬特大王在誘變前后及低溫處理前后其抗氧化性表現(xiàn)穩(wěn)定，劍河大豆相對于對照SOD、POD 降低較多，表明NaN3加強了臺灣292、劍河大豆2 個種質(zhì)的常溫抗氧化性，而低溫處理會降低劍河大豆中誘變所帶來抗氧化酶活性的提升，甚至低于對照，常蔬特大王抗氧化酶活性對NaN3誘變不敏感。

MDA 通常作為脂質(zhì)過氧化指標，表示細胞膜脂過氧化程度和植物對逆境條件反應(yīng)的強弱[17]。其含量越高表明細胞膜脂過氧化程度越高，受到的傷害越嚴重。由MDA 可知，常蔬特大王整體表現(xiàn)良好，在中后期誘變植株膜脂過氧化程度暫時較高，但其抗氧化系統(tǒng)能很快調(diào)整，降至與對照同等水平。低溫脅迫下，臺灣292 誘變植株膜脂過氧化水平提高，在低溫脅迫的第1～2 d 不斷上升，對應(yīng)于初期的SOD活性下降，第3～4 d 的MDA 含量下降，可能與后期POD 活性上升有關(guān)。劍河大豆誘變及對照植株的膜脂過氧化程度持續(xù)上升，而劍河大豆對照植株的抗氧化酶活性高，很可能是其膜脂氧化程度高導(dǎo)致的，前期誘變植株的MDA 含量顯著高于對照，很可能是底物濃度的提升導(dǎo)致SOD、CAT 活性顯著提升，后期的SOD、POD 活性低于對照，膜脂過氧化水平與對照持平。而3 個種質(zhì)的MDA 含量增加的趨勢與抗氧化酶活性提升趨勢一致則是由于膜脂過氧化造成底物濃度增加，抗氧化酶活性表達相應(yīng)提升，兩者之間存在一定的相關(guān)性。

作為人工育種改良種質(zhì)的臺灣292 表現(xiàn)較好，誘變可提升其常溫抗氧化能力，誘變后雖然低溫脅迫下其膜脂過氧化程度有所提升，SOD 活性降低，但POD 活性得到較大提升，相應(yīng)的抗氧化能力較高；同為人工育種改良種質(zhì)的常蔬特大王綜合表現(xiàn)中等，其低溫抗氧化能力在誘變前后及低溫處理前后均無顯著差異，表現(xiàn)穩(wěn)定，表明誘變對其性狀改良潛力較??；而地方種質(zhì)的劍河大豆，在常溫條件下誘變顯著提高了部分抗氧化酶活性，誘變及正常植株低溫下膜脂過氧化損傷程度均較嚴重，正常植株低溫脅迫下SOD、POD 活性提升顯著，而誘變植株SOD、POD 活性低于對照植株，表明誘變對地方品種抗氧化酶活性影響較大，但在不同的溫度條件下，抗氧化酶活性表現(xiàn)差異顯著，常溫條件下誘變有利于其抗氧化酶活性的提升；但在低溫脅迫條件下，最初誘變所帶來的抗氧化酶活性的提升效果不但沒有保留或加強，與正常植株相比，抗氧化酶活性反而下降。說明對于未經(jīng)改良的地方種質(zhì)誘變產(chǎn)生的變異效果較強，易產(chǎn)生有利變異，也易產(chǎn)生不利變異，而在不同的環(huán)境條件下變異是有利還是不利的也是相對的，需結(jié)合其他育種措施對其性狀進行改良。

4 結(jié)論

Bhagwat 等[29]認為，通過半致死劑量確定適宜的誘變濃度并不是絕對合適的，還要綜合考慮處理后材料的恢復(fù)、增殖、再生和變異情況。本試驗中由于低溫降低誘變處理后效，對于4℃低溫脅迫NaN3誘變的適宜濃度及處理時間為0.8 mmol·L-1處理48 h。

低溫脅迫下3 個種質(zhì)在滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及光合色素合成上，誘變植株均高于對照植株，種質(zhì)差異表現(xiàn)為：臺灣292＞常蔬特大王＞劍河大豆。常蔬特大王、臺灣292 為育種措施改良的品種，劍河大豆為地方種質(zhì)，可見前人的改良效果顯著。

常溫條件下誘變能顯著提高臺灣292、劍河大豆的SOD、CAT 活性，其他指標無明顯差異，表明誘變對于這2 個種質(zhì)的常溫條件下抗氧化性的提升作用高于對常蔬特大王的作用。

3 個種質(zhì)的對照（正常植株）在低溫處理后（4 d），與0 d 對比：劍河大豆的SOD 活性提升較大，POD活性3 個種質(zhì)均有提升，CAT 活性在臺灣292 中出現(xiàn)下降，此結(jié)果表明：在正常植株中，低溫脅迫下劍河大豆抗氧化能力提升較其他2 個種質(zhì)強，其次為常蔬特大王，臺灣292 表現(xiàn)最弱。在誘變植株中，劍河大豆SOD、POD、CAT 活性雖然與0 d 相比無顯著差異，但其SOD、POD 活性顯著低于對照植株，表明誘變對劍河大豆在低溫脅迫下的抗氧化能力有不利影響；常蔬特大王表現(xiàn)為誘變植株與對照植株無顯著差異，表明誘變對其抗氧化活性影響不明顯；臺灣292 的誘變植株表現(xiàn)為低溫脅迫降低了誘變所帶來的SOD 活性的提升水平，但誘變植株相對于對照植株提升了低溫脅迫下的POD 活性。因此，誘變對于3 個種質(zhì)的低溫抗氧化能力影響程度不一樣，與對照植株相比，臺灣292 表現(xiàn)較好，SOD活性降低，POD 活性提升、CAT 活性差異不明顯；常蔬特大王表現(xiàn)穩(wěn)定，無明顯差異；劍河大豆表現(xiàn)較差，SOD、POD 活性降低，CAT 活性差異不明顯。

常蔬特大王MDA 含量在第3 d 誘變植株與對照植株出現(xiàn)極顯著差異，表明在后期短時間膜脂過氧化程度較高，臺灣292 誘變植株的膜脂過氧化高于對照的延續(xù)時間較長，在第4 d 回到兩者無差異水平，但誘變植株的MDA 含量顯著高于低溫處理前；而劍河大豆前期（1 d）誘變植株膜脂過氧化顯著高于對照，后期誘變及對照植株的MDA 含量無顯著差異。此外，在整體變化趨勢上，常蔬特大王和臺灣292 的MDA 含量表現(xiàn)為先升高后降低；誘變植株相對于對照植株，臺灣292 膜脂過氧化提升水平高于常蔬特大王及劍河大豆，劍河大豆一直保持升高趨勢，其膜脂過氧化并未得到緩解，但其水平基本與對照一致。低溫條件下3 個種質(zhì)的膜脂過氧化提升趨勢與抗氧化酶活性提升趨勢一致。

綜上所述，在滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及光合色素合成上，誘變植株均高于對照植株，種質(zhì)差異表現(xiàn)為：臺灣292＞常蔬特大王＞劍河大豆，常溫條件下疊氮化鈉誘變能顯著提高臺灣292、劍河大豆的SOD、CAT 活性，但對常蔬特大王的3 種酶活性影響均不顯著；正常植株低溫抗氧化能力種質(zhì)間差異表現(xiàn)為：劍河大豆＞常蔬特大王＞臺灣292；誘變后低溫抗氧化能力的種質(zhì)間差異表現(xiàn)為：臺灣292＞常蔬特大王＞劍河大豆。膜脂過氧化提升水平的種質(zhì)間差異表現(xiàn)為：臺灣292＞常蔬特大王＞劍河大豆?？梢姡簩Υ蠖箙采坑?.8 mmol·L-1疊氮化鈉處理48 h，可以有效提高不同大豆種質(zhì)的低溫耐受性，不同種質(zhì)誘變效果存在差異，總體上表現(xiàn)為：臺灣292＞常蔬特大王＞劍河大豆。