趙云云，鐘彩霞，方小龍，黃益安，馬啟彬，年 海，楊存義

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院／國(guó)家大豆改良中心廣東分中心，廣東廣州 510642）

大豆是人類和飼養(yǎng)動(dòng)物植物性蛋白和食用油的主要來(lái)源，在人類日常消費(fèi)中占有重要地位.近年來(lái)，我國(guó)受鎘（Cd）污染的土壤面積和程度不斷增加［1］，而大豆是對(duì)Cd較敏感的作物之一.因此選育耐Cd、低積累的大豆新品種是大豆生產(chǎn)可持續(xù)的途徑之一［2］.不同大豆基因型對(duì)Cd耐性存在顯著性差異，并且這是由基因控制的遺傳性狀［3］.黃運(yùn)湘等［4］對(duì)湖南和江西的10個(gè)地方品種進(jìn)行了苗期Cd耐性的比較.趙云云等［5］對(duì)11個(gè)華南地區(qū)主栽夏大豆品種的抗性進(jìn)行了評(píng)價(jià).本文進(jìn)一步對(duì)華南地區(qū)主栽的11個(gè)春大豆品種進(jìn)行Cd耐性的評(píng)價(jià).通過(guò)對(duì)生產(chǎn)上主栽品種的Cd耐性進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出Cd耐性的品種，既可推薦給農(nóng)民滿足生產(chǎn)的需求，也可為育種家提供進(jìn)一步改良的親本材料.

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)材料選自華南地區(qū)目前生產(chǎn)上主栽品種，其中包括華南農(nóng)業(yè)大學(xué)（國(guó)家大豆改良中心廣東分中心）選育的華春1號(hào)、華春2號(hào)、華春3號(hào)、華春5號(hào)、華春6號(hào)，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所選育的福豆234，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所選育的桂早1號(hào)，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所選育的桂春8號(hào)，江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱作物研究所作所選育的贛豆5號(hào)，福建省泉州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的泉豆7號(hào)，廣東當(dāng)?shù)剞r(nóng)家品種本地2號(hào).

供試土壤采自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)躍進(jìn)北教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地.土壤基本性質(zhì)用常規(guī)分析法測(cè)定，其土壤肥力性狀：pH 6.18，有機(jī)質(zhì) 24.8 g· kg-1，全 N 1.07 g·kg-1，有效 P 47.8 mg·kg-1，速效 K 177 mg·kg-1，土壤總Cd為0.012 mg·kg-1.

1.2 試驗(yàn)方法

土壤自然風(fēng)干后、捶碎、過(guò)篩.分為對(duì)照土壤（CK）和Cd污染土壤2個(gè)處理，對(duì)照土壤中不添加Cd，Cd污染土壤中添加 CdCl2·5／2H2O（分析純，相對(duì)分子質(zhì)量為228.35）10.0 mg·kg-1拌勻后，靜置1周，裝盆，每盆裝風(fēng)干土7.0 kg.選取籽粒飽滿的大豆種子直接播于土壤中，每盆播種9粒，苗出齊后保留生長(zhǎng)一致的3株.每處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列.在大豆生長(zhǎng)期間每天以500～700 mL自來(lái)水澆灌至成熟.

所有品種均在R8期分別收獲植株根、莖葉（落葉揀入）和籽粒，在樣品清水漂洗后烘箱中烘干至恒質(zhì)量后稱根、莖葉和籽粒干質(zhì)量.采用Cd脅迫下測(cè)定的各項(xiàng)生物量指標(biāo)與對(duì)照的相對(duì)值（耐性因子）對(duì)供試大豆品種的耐Cd性進(jìn)行評(píng)價(jià).

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行Duncan's多重檢驗(yàn)、相關(guān)性分析及聚類分析.

2 結(jié)果與分析

與對(duì)照相比，在Cd處理?xiàng)l件下11個(gè)春大豆的莖葉干質(zhì)量、根干質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量均受到不同程度的影響，品種間存在顯著性差異（表1）.以莖葉干質(zhì)量的相對(duì)值比較，華春3號(hào)、華春5號(hào)、泉豆7號(hào)和福豆234均低于0.70，而華春1號(hào)、華春6號(hào)、桂早1號(hào)、贛豆5號(hào)和桂春8號(hào)均達(dá)到0.80以上，其中贛豆5號(hào)達(dá)到0.95；以根干質(zhì)量的相對(duì)值比較，華春2號(hào)、本地2號(hào)、泉豆7號(hào)和福豆234均低于0.50，而華春3號(hào)、贛豆5號(hào)和桂春8號(hào)達(dá)到0.80以上，其他品種則在0.60～0.80之間.因此春大豆不同品種間的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)對(duì)鎘脅迫的響應(yīng)存在顯著性差異.以籽粒產(chǎn)量的相對(duì)值比較，華春2號(hào)、本地2號(hào)、桂早1號(hào)和福豆234分別為0.32、0.41、0.50和0.50，華春3號(hào)、華春5號(hào)、贛豆5號(hào)和泉豆7號(hào)分別達(dá)到0.65、0.74、0.66和0.60，而華春1號(hào)和桂春8號(hào)最高，分別為0.86和0.91，這表明不同品種間對(duì)Cd脅迫的響應(yīng)存在顯著性差異.

表1 Cd對(duì)大豆根系、莖葉生物量和籽粒產(chǎn)量的影響1）Tab.1 The effect of Cd stress the rootmass，shootmass and yield in 11 soybean varieties

莖葉干質(zhì)量、根干質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量是反映大豆生長(zhǎng)狀態(tài)的主要指標(biāo)，其相對(duì)值（即耐性因子）可作為篩選大豆Cd耐性的指標(biāo).以莖葉干質(zhì)量、根干質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量的相對(duì)值進(jìn)行聚類，可將11個(gè)大豆品種分成4類（圖1），第Ⅰ類屬于Cd耐性品種，包括華春1號(hào)和桂春8號(hào)，其根、莖葉和籽粒的干質(zhì)量相對(duì)值均較高；第Ⅱ和第Ⅲ類材料屬于中間類型，其中第Ⅱ包括華春6號(hào)、桂早1號(hào)和贛豆5號(hào)，第Ⅲ類包括華春3號(hào)和華春5號(hào)；第Ⅳ類屬于Cd敏感品種，包括華春2號(hào)、本地2號(hào)、泉豆7號(hào)和福豆234，在Cd處理?xiàng)l件下，其根、莖葉和籽粒干質(zhì)量顯著降低.

圖1 基于根系生物量、莖葉生物量和籽粒產(chǎn)量相對(duì)值的大豆品種聚類分析圖Fig.1 Dendrogram of soybean varieties based on the relative values of rootmass，shootmass and seed yield

3 結(jié)論

在評(píng)價(jià)大豆Cd耐性時(shí)常以相對(duì)生物量和相對(duì)產(chǎn)量為抗性指數(shù)綜合評(píng)價(jià)［6］.本研究發(fā)現(xiàn)在高Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)下植物生物量和籽粒產(chǎn)量均有明顯下降；以莖葉干質(zhì)量、根干質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量的相對(duì)值進(jìn)行聚類，桂春8號(hào)、華春1號(hào)是Cd耐性品種，贛豆5號(hào)、華春5號(hào)、華春3號(hào)、華春6號(hào)和桂早1號(hào)是中等Cd耐性品種，而泉豆7號(hào)、福豆234、華春2號(hào)和本地2號(hào)是Cd敏感品種.

［1］曾希柏，徐建明，黃巧云，等.中國(guó)農(nóng)田重金屬問(wèn)題的若干思考［J］.土壤學(xué)報(bào)，2013，50（1）：186-194.

［2］GRANT C A，CLARKE JM，DUGUID S，etal.Selection and breeding of plant cultivars tominimize cadmium accumulation［J］.Sci Total Environ，2008，390（2／3）：301-310.

［3］BOGGESSSF，WILLAVIZE S，KOEPPE D E.Differential response of soybean varieties to soil cadmium［J］.Agron J，1978，70（5）：756-760.

［4］黃運(yùn)湘，廖柏寒，王志坤，等.不同大豆品種鎘毒害效應(yīng)及耐鎘差異性［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，34（5）：519-524.

［5］趙云云，鐘彩霞，方小龍，等.華南地區(qū)夏播大豆品種鎘抗性及籽粒鎘積累的差異［J］.大豆科學(xué)，2013，32（3）：336-340.

［6］METWALLY A，SAFRONOVA V I，BELIMOV A A，et al.Genotypic variation of the response to cadmium toxicity in Pisum sativum L.［J］.J Exp Bot，2005，56（409）：167-178.

【責(zé)任編輯 周志紅】