大豆干物质转化能力性状研究

吉林大学植物科学学院 田佩占 王庆钰 王 英 孙海波 李景文 王洪预

吉林大学植物科学学院大豆研究概况1. 初步建立起研究团队： 2 名教授， 2 名博士， 2 名讲师；

实验室 ( 分子操作、单粒化验 ) ；试验地 30 亩；在新品种示范推广方面与吉林省平安种业合作。

2. 重点任务：开展以选育高产稳产优质新品种为中心的基础性研究及高新育种技术的系统综合性研究；优化大豆遗传转化体系；研究大豆遗传和发育问题。现已承担了吉林省和长春市重点科技项目各一项。

3. 搜集和选育了一批具有明显特性的遗传种质资源材料。4. 2008 年共有 7 个大豆新品种参加吉林省和全国北方春大

豆区区域试验和生产试验。5. 撰写论文 5 篇，即将发表 3 篇。6. 由田佩占、王庆钰合著的《作物理论遗传育种学》即将

在今年 9 月份出版。

大豆品种转化能力性状（流）Transforming ability characteristics in soybean

（公理化） 经济（产量）系数=产量：总重量（Ni-1960) 收获指数=产量 ：总重量（Donald,1962) 经济系数和收获指数=经济产量/生物产量 大豆实际收获指数=籽粒产量/生物产量 大豆表观收获指数=籽粒产量/成熟株重（W.T.Schapaugh,J.R.Wilcox,1980)

在育种中实现对收获指数的选择仍有一些问题需要解决

1. 上述公式确定下来子粒产量与生物产量和收获指数成正比数量关系。但一些研究出现了非常大的差异，例如子粒产量和收获指数的相关性最低时为 0.09( 顾文祥 1984),最高为 0.985( 冯其虎 ,1991) 。原因是什么？能否动摇收获指数的重要性呢？

2. 品种的生育期与收获指数呈负相关，是否在任何时候，任何条件下都是如此，能育成生育期较长但收获指数较高的品种吗？

3. 表观收获指数能否代替实际收获指数进行选择 ? 以免去收集叶的麻烦

4. 正常年份与非正常年份对收获指数的评价同样有效吗 ?

供试材料数量、成熟期变幅及主要类型 年 份 1 2 3 4 5 6 7

计

2005

材料数

45 47 15 43 16 14 32 212

成熟期幅

9.11-

9.24

9.13-

9.23

9.18-

9.23

9.12-

9.22

9.12-

9.19

8.31-

9.09

9.13-

9.21

主要类型

中、中晚

中 中晚 中 中早 早 中

2007

材料数

35 34 33 33 28 28 191

成熟期幅

9.10-

9.24

9.10-

9.25

9.15-

9.24

9.16-

9.22

9.08-

9.17

8.25-

9.10

主要类型

中晚 中晚 中晚 中 中早 早

试验方法 顺序排列 ,3 次重复 , 每次重复都按材料的排列顺序依次排列 .

4 行区 , 行距 65 厘米 , 行长 5 米。收获是，每个小区两端各去掉 50 厘米，其余全部收获，在子叶节处收割。经风干 30 天后，称取风干重，脱粒后称取子粒重。选取试验 3-6 中前 10 个材料，于落叶后搜集各小区中间两行的落叶，充分风干后称重。

两年气候条件不同。 2005 年为正常年 , 平均产量 2900 公斤 /公顷。 2007 年为旱年，平均产量不到 1800 公斤。播种期为 4月 27 至 28 日，试验 1-5 和 7 留苗密度为 18.5 株 / 平方米 , 试验6 为 24.5 株 / 平方米。

计算方法： 实际收获指数 = 子粒重 /[ 子粒重 + 茎重（包括荚皮重） +

叶重 ]

表观收获指数 = 子粒重 /[ 子粒重 + 茎重（包括荚皮重） ]

粒茎比 = 子粒重 / 茎重（包括荚皮）

各试验平均表现 ( 不包括叶 )

年 份收获重 g/m2

X CV%

子粒重 g/m2

X CV%

茎重 g/m2

X CV%

表观收获指数X CV%

粒茎比X CV%

2005

平均

527 10.6 247 10.2 280 14.7 0.474 6.6 0.926 13.7

2007

平均 g/m2

%

427 12.4

-100

171 14.1

-76

256 14.3

-24

0.401 8.6

-0.073

-15.4

0.675 14.1

-0.251

-27.1

各试验平均表现 ( 包括叶部 )

年份总重g/m2

叶重g/m2

茎重g/m2

粒重g/m2

实际收获指数

表观收获指数

粒茎比

2005 3

4

5

6

平均

805.0

746.6

690.7

534.6

694.2

221.4

195.8

162.7

113.0

173.2

323.9

299.2

280.1

180.5

270.9

259.7

251.6

247.9

241.1

250.1

0.322

0.336

0.361

0.442

0.365

0.444

0.457

0.473

0.575

0.487

0.802

0.841

0.885

1.336

0.966

2007 3

4

5

6

平均

641.8

623.7

594.9

566.5

606.7

176.4

173.7

166.9

144.7

165.4

275.6

264.1

261.3

262.8

266.0

189.7

185.9

166.7

159.0

175.3

0.296

0.300

0.280

0.280

0.289

0.407

0.411

0.389

0.374

0.395

0.689

0.713

0.638

0.601

0.660

试验内材料生育期和粒茎比的相关系数年份 试验

1试验2

试验3

试验4

试验5

试验6

试验7

2005

2007

–0.3583*

0.3759*

–0.1839

–0.3411

–0.0040

–0.0900

–0.4294*

–0.0263

-0.7528**

0.0654

–0.3273

–0.1306

0.1335

—

N = 10, 实际收获指数与粒茎比的相关系数 ( 上 )

生育期与粒茎比的相关系数 ( 下 )

2005

0.8357** 0.7916** 0.8992** 0.8597**

–0.2206 –0.4037 –0.6673* –0.2946

2007

0.7032* 0.6054* 0.8483** 0.8180**

–0.4743 –0.2762 –0.4455 0.3629

相同成熟期试验材料粒茎比的变幅及平均数试验 成熟期

( 月 . 日 )

材料数

变异幅度 平均数 高 : 低

1

9.14

9.15

9.16

9.17----9.18

9.19----9.20

9.21----9.22

4

8

9

6

9

9

0.63-----0.97

0.79-----1.00

0.73-----1.10

0.69-----0.77

0.66-----0.98

0.64-----1.07

0.784

0.864

0.888

0.738

0.776

0.821

1.54

1.26

1.51

1.12

1.48

1.67

2

9.15

9.16

9.17----9.18

9.19----9.20

6

8

11

13

0.72-----1.05

0.74-----0.98

0.69-----0.95

0.68-----1.16

0.840

0.846

0.842

0.844

1.46

1.32

1.38

1.71

子粒产量与转化能力性状的相关性 年份 试验 1 试验 2 试验 3 试验 4 试验 5 试验 6 试验 7

2005

2007

0.3898**

0.4245**

0.3372*

0.6436**

0.5383

0.6479*

0.7360**

0.2720

0.2221

0.1987

–0.3647

0.4878**

0.3098

N = 10

2005

2007

0.6705*

0.6637**

0.1027

0.2904

0.3250

0.4249

–0.3920

0.6466*

具有较高转化能力性状的大豆种质

成熟期组 材料名 成熟日数 (d.)

表观收获 指数

子粒重(g/hm2)

收获重(g/hm2)

表观收获指数与收获重分类

早熟组 东农 163

黑农 45

垦丰 9

垦丰 12

108

109

111

113

0.61

0.59

0.59

0.58

218

218

205

244

359

372

346

423

高、中高、中高、中高、较高

中早熟组 黑农 47

黑农 46

97-4026

04-5083

115

115

119

120-

0.58

0.59

0.53

0.51

282

263

259

196

487

449

487

385

高、高高、中高、较高较高、低

续上表

成熟 期组

材料名 成熟日数 d.

表观收获 指数

子粒重 g/hm2

收获重 g/hm2

表观收获指数与收获重分类

中熟组 YS03-3035

04-6189

吉林 35

03-5029

04-6166

03-6095

98-4032

123

123

123

125

126

126

126

0.50

0.52

0.51

0.51

0.50

0.52

0.54

318

282

273

282

292

282

285

641

602

538

551

590

538

525

较高、高高、较高高、中高、中较高、较高高、中高、中

中晚熟组

04-6090

04-6150

128

129

0.51

0.52

263

308

513

525

高、低高、低

结论 1. 在正常年份测定转化能力性状是准确的 , 而异常年份是不准

确的 , 主要原因是阶段性的不良环境剧烈影响了转化能力而导致某一成熟期材料的子粒产量特别低下。

2. 随着品种材料生育期的缩短 , 从中晚熟到早熟组 4 个熟期组平均转化能力参数相应提高 , 各试验由于取材不同而导致生育期和转化能力性状间的相关性有很大差异 , 也给选择高转化能力性状带来了机会。

3. 不同试验的子粒重与粒茎比的相关系数差异很大 , 达到极显著和显著水平的不到 50% 。

4. 实际收获指数和粒茎比的相关系数都达到了显著或极显著 ,并且 3/4 以上达到极显著 , 利用表观收获指数可以有效选择。

5. 从筛选出的高转化能力种质可以看出 , 高转化能力性状与高生物产量的结合并不容易 , 这也给育种提出了新的任务。

讨论 : 科学对待相关分析问题 从粒茎比的公式：粒茎比 = 子粒产量 / 茎

重可以确定粒茎比与子粒产量成正比，应该把提高粒茎比等转化能力性状看作是提高子粒产量的有效途径之一。各试验所测得的相关系数相差如此之大，是由于每个试验的取材不同所导致，不能用部分结果去否定整体规律。不能用某个试验的相关系数大小决定是否把粒茎比等作为育种目标，但用其作为确定两种方法之间的关系是合理的，这就是不能滥用相关系数的原因。

谢谢大家！