不同生态类型大豆品种开花后光周期反应的研究

不同生态类型大豆品种开花后光周期反应的研究

费志宏[1]2009年在《中国大豆不同生态类型光温效应的比较及GmFT基因表达分析》文中提出大豆是喜温短日作物,短日照和高温促进大豆的生长发育,光周期和温度对不同生态类型大豆品种生长发育的影响不同。为明确不同生态类型大豆品种光周期效应、温度效应和光温互作效应,进一步揭示光周期和温度对不同类型大豆生长发育的影响及其相互关系,通过自然光照、短日照(12h)和长光照(16h)三种光周期处理,并以春播模拟低温、夏播模拟高温条件,形成长日+低温、长日+高温、短日+低温、短日+高温的光温组合,对国家大豆品种区域试验的15个不同生态类型的对照品种进行了光温反应特性研究。同时对不同类型大豆品种农艺性状、产量性状和品质性状在各种光温条件下的反应进行分析。GmFT基因在大豆光周期反应中起关键作用,其表达水平和表达模式受光周期直接调控。为进一步揭示大豆生长发育过程中光周期和温度的相互关系,以光周期反应钝感的黑河27和光周期反应敏感的自贡冬豆为实验材料,在人工气候室进行不同光温处理,分析GmFT基因在单叶中的表达变化与光温反应关系。本文主要研究结果如下:1.大豆品种开花前、后光周期反应敏感性及开花前短日后效应,在不同生态类型间表达强弱上具有较强的一致性,品种的光周期反应敏感性在出苗至生理成熟期间表现较稳定。缩短日照加速大豆品种生殖发育,延长日照促进营养生长。供试不同生态类型大豆品种开花前光周期的敏感性和开花前短日后效应强弱均为:南方夏大豆>黄淮海夏大豆>南方春大豆>北方春大豆区。延长初花后光照时间,使大豆品种成熟延迟。供试不同生态类型大豆品种开花后光周期敏感性强弱顺序为:南方夏大豆>南方春大豆>黄淮海夏大豆>北方春大豆,其中黄淮海夏大豆的开花后光周期敏感性与南方春大豆接近。2.大豆品种出苗至开花阶段,高温促进大豆发育,不同生态类型大豆品种开花前感温性表现为:南方夏大豆>南方春大豆>北方春大豆>黄淮海夏大豆。高温促进大豆种子萌发出苗,缩短播种至出苗的时间,这种效应在不同生态类型大豆品种中没有明显区别。3.光周期和温度对大豆发育存在明显的互作,高温能够加强短日照对发育的促进效应,低温则弱化短日照对发育的促进效应;短日照能够增强高温对发育的促进作用,长日照则减轻高温对发育的促进作用。升高温度对光周期反应敏感性的促进效应、缩短日照对温度反应敏感性的促进效应随品种适宜推广区域纬度的降低而减弱。4.长日照和高温使初花节位升高、植株高度和底荚高度增加、主茎节数增多。供试不同类型大豆品种初花节位、株高和主茎节数对光周期反应的敏感性强弱表现为:南方夏大豆>黄淮海夏大豆>南方春大豆>北方春大豆区。在品种能正常成熟的前提下,长日照使品种单株荚数、单株粒数、单株粒重增加;短日照使北方春大豆和黄淮夏大豆百粒重增加、南方夏大豆百粒重减小、对南方春大豆无明显影响。供试不同类型大豆品种单株产量对光周期反应敏感性强弱为南方夏大豆>黄淮夏大豆>南方春大豆>北方春大豆。缩短光照使北方春大豆的蛋白质含量下降、南方春大豆和夏大豆的蛋白质含量有小幅增加。开花前经过短日诱导、开花后延长光照使北方春大豆蛋白质含量增加、南方春大豆和夏大豆蛋白质含量降低。缩短光照使北方春大豆、黄淮海夏大豆和南方夏大豆的脂肪含量增加。开花前经过短日诱导、开花后延长光照使北方春大豆和黄淮海夏大豆脂肪含量降低、南方春大豆和夏大豆脂肪含量增加。北方春大豆蛋白质和脂肪总含量随日照长度缩短而降低;南方夏大豆蛋白质和脂肪总含量随日照长度缩短而增加。5.GmFT是植物PEBP基因家族FT-like亚家族的基因,具有与FT、Hd3a等FT-like基因相似的功能,为促进大豆开花的成花诱导基因。短日照促进光周期反应敏感品种自贡冬豆GmFT的表达;在短日照条件下,低温促进自贡冬豆GmFT的表达;在长日照条件下,温度的高低对自贡冬豆GmFT的表达没有明显影响。不同光周期处理对光周期反应钝感品种黑河27GmFT的表达影响较小;高温促进黑河27GmFT的表达。

韩天富, 盖钧镒, 邱家驯[2]1998年在《中国大豆不同生态类型代表品种开花前、开花后光周期反应的比较研究》文中研究指明选用中国大豆主要生态区的代表品种12个,在南京(32°N)春播,通过人工光照处理,比较了各类型品种开花前和开花后光周期反应敏感性的差异。结果表明,12h短光照处理使所有品种的开花期显著提前(P<0.01);开花后进行短日照处理,使除早熟品种东农36和泰兴黑豆以外的其它品种成熟期显著提前(P<0.01)。在本试验条件下,南方夏大豆品种开花后光周期反应比开花前更加敏感,其它类型品种开花前光周期反应比开花后敏感或前、后期敏感性接近。相关分析表明,大豆开花前和开花后的光周期反应敏感性,与自然光照下相应发育时期的长度正相关。较长的前期有利于单株粒数和单株产量的提高,较长的后期对提高百粒重有利。文中讨论了大豆品种开花前、开花后光周期反应敏感性与原产地日照长度及其它环境因子的关系。

韩天富[3]1994年在《不同生态类型大豆品种开花后光周期反应的研究》文中研究表明利用原产中国大豆主要生态区、生育期不同的代表品种研究了大豆开花后的光周期反应问题。结果表明,不同成熟期的大豆品种开花后普遍存在着对光照长度的反应。这种反应属于典型的光周期现象,而不是由温度的替代作用、光合时间的改变或前期短日后效应引起的。花后光周期反应不仅存在于大豆的花荚期而且存在于鼓粒期至近成熟期。根据本研究及前人的研究结果,作者提出了“泛光周期假说’(Hypothesis of Pan-Photoperiodism),认为作物开花结实对光周期的需求是一个连续过程;光周期对发育进程的调控作用存在于开花至成熟的全过程;光周期诱导开花和促进成熟的作用有一定的共同性;光周期诱导效果具有持效性和可逆性。

韩天富[4]1997年在《大豆开花后光周期反应的进一步研究》文中研究指明本报告在前人和笔者已有工作的基础上,进一步研究了大豆开花后光周期反应的证据和品种间的差异,并从内源植物激素入手,探讨了开花后光周期反应的生理机制,主要结果总结如下: 1.晚熟大豆品种自贡冬豆的光周期反应存在于出苗至成熟的全过程。在摘除花荚的条件下光周期仍可调控大豆叶片的衰老。试验结果显示,分别在初花(R1)、结荚初期(R3)和鼓粒初期(R5)将自贡冬豆从12h短日照下移至18h长日照下,均使以后的发育进程延迟,并使农艺性状和化学品质发生相应变化;分别在出苗(VE)至第一三出复叶展开(V2)、第一三出复叶展开至初花、初花至完熟(R8)、结荚初期至完熟,鼓粒初期至完熟、鼓粒末期(R6)至完热进行12h短日处理和15h长日处理,发现短日处理的开花期或成熟期明显提前。在摘除花荚条件下,短日照有明显加快大豆叶片衰老的作用,作用大小与品种所属的熟期组有关。文中提出,晚熟大豆品种开花后置长日照下营养生长恢复的现象是长日照直接作用的结果。 2.发现了大豆的花逆转和花序逆转现象,提出了整株逆转的新概念。晚熟大豆品种自贡冬豆出苗后进行8~10d短日照(12h)处理,尔后置长日照(>15h)下,可诱导顶端花序的部分产生,但花序的上部因短日照后进行的长光照处理而形成茎,花序中部少数花芽原基转而分化营养芽。这是长光照诱导的花逆转和花序逆转现象在大豆中的首次发现。已正常开花的自贡冬豆植株转移至长日照下时,愿有花荚大部分脱落,不定芽大量发生,恢复到以营养生长为主的状态。本文将此种现象称为整株逆转(overall reversion)—植物开花逆转现象的一种新类型。大豆开花逆转现象的发现,对于研究大豆个体发育规律和结荚习性的形成具有一定意义,并可望建立植物光周期反应机制研究的实验材料新系统。 3.比较了不同生态类型大豆品种开花前和开花后的光周期反应敏感性。选用中国大豆主要生态区的代表品种12个,在南京春播,通过人工光照处理,比较了各类型品种开花前和开花后的光周期反应敏感性。结果表明,12h短光照处理使所有品种的开花期显著提前(P<0.01),开花后进行短日照处理,使除早熟品种东农36和泰兴黑豆以外的其它品种的成熟期显著提前(P<0.01)。在试验条件下,南方夏大豆品种开花后光周期反应比开花前更加敏感,其它类型品种开花前光周期反应比开花后敏感。相关分析结果表明,大豆开花前和开花后光周期反应敏感性,与自然光照下相应发育时期的长度正相关,较长的前期有利于单株粒数和粒重的提高,较长的后期对提高百粒重有利。讨论了大豆品种开花前、开花后光周期反应敏感性与原产地日照长度及其它环境因子的关系。 4.大豆品种的生育期结构与开花前、开花后光周期反应敏感性有密切关系。分别选用成熟期相近、开花期不同及开花期相近、成熟期不同的南方春、夏大豆品种、研究了生育

韩天富, 王金陵[5]1996年在《中国大豆不同生态类型开花至成熟期对光周期的反应》文中进行了进一步梳理选用来自中国不同大豆生态区的15个代表品种,比较了不同产地、不同生育期、不同播期类型的大豆品种开花后光周期反应的差异。结果表明,大豆品种在开花后光周期反应方面存在着广泛的遗传多样性。中国大豆典型生态类型开花后光周期反应敏感性有以下顺序:南方秋豆>南方夏豆>黄淮夏豆>南方春豆、黄淮春豆>北方春豆。试验中发现,大豆品种开花至成熟期各阶段长度与它们在自然条件下出苗至初花(R1)的日数正相关。供试的早熟品种开花后对光周期的反应比开花前更加敏感。

李金玉[6]2012年在《不同生态类型大豆品种光、温反应特性的解析及SSR关联分析》文中指出大豆(Glycine max)是喜温的短日作物,短日和高温对大豆发育有促进作用。为明确不同生态类型大豆品种对光周期、温度以及光温综合作用的反应,通过分期播种和人工控制光照长度形成短日+低温、短日+高温、长日+低温、长日+高温4种光温组合,对全国大豆品种生态试验中的91份不同生态类型品种进行了光、温反应特性的研究。利用SSR标记所获得的基因型数据,进行群体结构和连锁不平衡分析,并应用TASSEL软件对光温控制试验的性状表型值与多态性标记进行关联分析,获得大豆开花期的优异等位变异位点及其载体材料。在此基础上,采用全国大豆品种生态试验部分试验点的表型数据与SSR标记结果进行关联分析,挖掘生育期性状优异等位变异及其载体材料。试验主要结果如下:1.大豆品种出苗至开花阶段,高温、短日促进生长发育,低温、长日延迟生长发育。在我国大豆各播期类型中,光周期敏感性最强的是南方夏大豆,其余依次为南方秋大豆、南方春大豆、黄淮海夏大豆、黄淮海春大豆、北方春大豆。温度敏感度最强的为南方秋大豆,其余依次为南方春大豆、南方夏大豆、黄淮海春大豆、黄淮海夏大豆、北方春大豆。供试美国品种的光温反应略强于我国北方春大豆。2.光周期和温度对大豆的生长发育存在明显的互作。高温加强短日照的促进作用,短日增进高温的促进作用。不同生态类型大豆品种在不同光周期条件下的温度敏感度(TS)差值(ΔTS)和在不同温度条件下的光周期敏感度(PS)差值(ΔPS)存在明显差别。东北大豆品种的ΔTS和ΔPS值均较大,说明其光温互作效应强。3.供试材料中光温综合敏感度(PTCS)最强的是南方夏大豆,其余依次为南方秋大豆、南方春大豆、黄淮海夏大豆、黄淮海春大豆、北方春大豆。供试美国大豆品种的光温综合敏感度略强于我国北方春大豆。在光温综合效应中光周期起主要作用。4.连锁不平衡分析结果显示,在大豆连锁图谱中,不论共线性还是非共线性的SSR位点组合都存在一定的连锁不平衡,这表明在自然群体曾发生过基因组间的重组。对群体进行结构分析发现,全国大豆生态试验品种可分为2个亚群。关联分析结果显示累计28个位点共61位次与不同光温反应处理条件下的开花期性状关联,其中C2、K和L连锁群上关联的位点较多。发掘出开花期性状优异等位变异及其载体品种。5.利用全国大豆品种生态试验部分试验点的表型数据进行关联分析,鉴别出与各试验点开花期和成熟期相关的优异等位变异及携带优异等位变异的载体材料。试验中发现同一标记位点可与多个性状相关联,其等位变异在不同性状间表型效应的大小和方向各不相同。

王英[7]2008年在《大豆生育期结构性状的遗传分析及相关基因的分子标记》文中研究说明大豆的生育期性状不仅包括全生育期的长短,而且包括各发育阶段的组成,即生育期结构。本文分别以全生育期(M)一致、营养生长期(V)不同的材料作为亲本,构建分离群体,研究大豆生育期结构性状的遗传规律,定位相关基因,分析主效基因在不同环境条件下的效应;以V一致、M不同的材料作为亲本,构建分离群体,研究大豆生殖生长期的遗传规律,定位开花后不同光周期条件下大豆主要性状及其光周期反应敏感性相关基因,以期为大豆生育期结构性状的改良提供理论。主要内容如下:1.全生育期相同、营养生长期不同大豆品种生育期结构性状的遗传分析。以小黑豆和GR8836作为亲本,构建包括亲本、F_1、F_2、F_(2:3)的多世代联合分析群体,研究生育期结构性状的遗传规律。结果表明,V、M及生殖生长期(R)与营养生长期的比值(R /V)均是由1对主基因和多基因共同控制的数量性状,相应主效基因的遗传贡献率分别为77.59%、16.77%和54.68%。对于R/V比值而言,主基因表现负向加、显性效应,且效应值相近;对于V、M而言,主基因效应以正向加性为主。鉴于V和R/V的主基因遗传率较高,在育种中,可在早代进行有效选择。2.大豆生育期结构性状相关基因的QTL定位。应用小黑豆×GR8836组合的F_2、F_(2:3)群体定位生育期结构性状及其光温反应敏感性相关基因,检测到1个位于C2连锁群上Satt557附近的QTL,其在春、夏播条件下同时与R/V比值、V及M相关基因连锁,表现出一定的环境稳定性。但该位点可以解释同一性状的表型变异不同,加、显性效应大小也有差别,加之本研究定位到的7个微效QTL在不同播季条件下均未被重复检测到,说明QTL效应受制于环境条件。另外,在C2连锁群上Satt286附近区域定位到1个与R/V比值光温反应敏感性相关的QTL,该QTL可解释21.16%的表型变异。利用与生育期结构性状主效QTL紧密连锁的标记Satt557和Satt365分析大豆生育期近等基因系(NIL),发现该QTL与大豆生育期主基因E1/e1紧密连锁。3.主效QTL在不同类型大豆品种中的分布。利用Satt557和Satt365分析本研究定位的生育期结构主效QTL在生育期长短和结构均不同的中、美大豆成熟期组标准品种中的分布,发现该主效QTL在美国品种中的分布频率显著高于中国大豆品种。同时,美国品种携带的主效QTL连锁基因隐性位点的材料数占携带该主效基因材料总数的比率显著高于中国品种,且隐性位点主要分布在相对早熟的品种中,推测该基因的隐性位点在美国品种中的利用率较高。4.生育期结构性状主基因E1/e1的效应及与环境条件的关系。利用生育期性状不同的大豆近等基因系(NIL)材料,分析E1/e1在不同光周期、不同播季条件下的效应。结果表明,E1/e1显性位点延长V、M,缩短R,减小R/V比值。E1与其它生育期基因间存在互作;对营养生长期而言,背景基因型中其它生育期基因显性位点有增强E1基因效应的作用,且显性位点越多,增效作用越大;E1对R/V比值的效应与背景基因型无明显相关性。E1与环境间存在互作,在多数情况下,E1在长日照条件下的效应大于短日条件,在春播条件下的效应大于夏播。5.营养生长期相同、全生育期不同大豆品种R和R/V比值的遗传分析。以鲁豆9号和浙江四月白作为亲本,构建分离群体,研究R及R/V比值的遗传规律。结果表明,在营养生长期相同的条件下,生殖生长期长度是由1对加性主基因和加性-显性多基因控制的数量性状,F2代的主基因遗传贡献率为44.11%;R/V比值是由两对主基因和多基因共同控制的数量性状,主基因总的遗传贡献率为82.37%,且两对主基因的加性效应作用方向的相同,说明在该组合中,可早代选择R/V性状。6.生殖生长期处于不同光周期条件下大豆农艺性状和品质性状相关基因的QTL分析。以保褐选3×叙永红豆组合衍生的重组近交系(RIL)群体为材料,于生殖生长期进行不同光周期处理,观察农艺性状和品质性状的变化,定位大豆农艺性状、品质性状及其光周期反应敏感性的相关基因。结果表明,大豆不同性状对生殖生长期光周期反应的敏感性不同。顺序为:生殖生长期长度>株高>主茎节数>蛋白质含量、脂肪含量>百粒重>单株荚数>蛋白质和脂肪总量。利用复合区间作图法定位到21个与上述8个性状及其光周期反应敏感性相关的QTL,每个QTL可解释的表型变异范围在5.83%~27.85%之间。针对同一性状,未检测到在长、短日条件下均起作用的主效QTL,说明光周期不仅影响大豆的表型,而且调控相关基因的表达。作者提出,光周期对大豆的生长发育和产量形成有决定性影响,改良大豆品种的适应能力应从钝化其光周期反应敏感性入手。本研究的结果可为高产、稳产、广适应大豆品种的选育提供新的思路。

杨志攀, 周新安[8]1999年在《大豆光周期遗传育种研究进展》文中提出大豆的一生中都存在光周期反应。目前,大豆光周期反应的研究在生理、生态及遗传等方面取得进展,并实现了对大豆光周期性状的改良,获得了适应不同光照条件或光周期反应特异的大豆品种(系)。在搜集整理有关材料的基础上,对上述进展进行了简要回顾。

杨文英[9]2018年在《不同生育期组大豆品种的临界光周期研究》文中认为大豆为光周期反应敏感作物,品种的光周期反应特性为决定其生态适应范围的主要因子。为明确不同生育期组大豆品种的临界光周期日长,本研究选取MG0000-MGⅩ共14个生育期组的72份大豆品种(系)为试验材料,于2015-2017年在中国农业科学院作物科学研究所昌平实验站,设置12h、14h、16h、18h、20h等5种日照长度(12h自然光照+N·h人工光源);以日照长度为自变量,出苗-开花日数为因变量,采用基于Median函数的分段线性回归模型求拐点值的方法,对不同生育期组大豆材料进行临界光周期判别。同时,研究日照长度对各生育期组大豆材料开花期农艺性状、生育期结构及产量的影响,并分析大豆相关农艺性状与其临界光周期日长的关系,旨在为大豆引种、育种、生产布局、新品种推广和大豆产量提高提供理论依据。结果表明,分段线性回归模型的显著性检验结果均达到极显著水平,拟合效果达到90%及以上,得到的临界光周期日长值符合临界光周期的定义,参试大豆材料三年临界光周期日长的判别结果均比较一致,且与不同大豆品种原产地的实际日照长度接近。说明采用分段线性回归模型求大豆临界光周期日长的方法可行;同时,证明在一定温度条件下,大豆的临界光周期日长基本稳定。MG0000的临界光周期日长为16.4h,MG000-MGⅠ的临界光周期日长在15.7-15.8h,MGⅡ和MGⅢ的临界光周期日长均为15.3h,MGⅣ组的临界光周期日长为14.7h,MGⅤ-MGⅩ的临界光周期日长均小于14h,其中MGⅤ-MGⅧ的临界光周期日长在13.4-13.7h,MGⅨ-MGⅩ的临界光周期日长均小于或等于12h。不同大豆材料的开花期株高及节数均随日照长度的增加而出现不同程度增长。同一日照处理下,大豆品种从MG0000至MGⅩ,开花期株高和节数依次增加。不同大豆品种的开花期株高及节数对日照的反应与其临界光周期日长密切相关,开花期株高及节数在其临界光周期日长范围内随日照长度的延长有较小幅度的增长;当日照长度超过其临界光周期日长范围后,开花期株高及节数随日照长度的延长出现较大幅度增长,但不同品种增幅不同。在12-20h日照长度下,大豆的营养生长期、生殖发育期长度及生育期结构值(R/V)均与日照长度均呈极显著正相关关系,生育期结构R/V值与生育期组呈极显著负相关关系。同一日照条件下,生育期组内大豆的生育期结构R/V值比较接近,个别生育期组的生育期结构差异较大。参试大豆品种的R/V值集中在2.0-3.0。同一日照长度下,不同大豆品种的生育期长度从MG0000至MGⅩ逐渐变长;随着日照长度的延长,各生育期组大豆的生育期长度也逐渐延长。大豆材料能否正常成熟与其临界光周期日长密切相关,MGⅢ-MGⅩ的参试材料在日照长度超过其临界光周期日长后不能正常成熟;MG0000-MGⅡ的大豆品种在16h日照处理下仍可成熟,产量较低;此外,MG0000-MG00的部分品种在20h日照处理下仍可成熟,但产量极低。大豆材料在其临界光周期日长范围内随日照长度延长,大豆株高、节数、单株荚数、单株粒数均呈现增加的趋势,百粒重呈现降低趋势,单株产量增加。

杨志攀, 张晓娟, 蔡淑平, 邱德珍, 王国勋[10]2001年在《大豆“短青春期”品种的光(温)反应研究Ⅱ.对短日照的反应》文中认为在分析“短青春期”品种对播季反应的基础上 ,通过比较不同品种出苗至开花天数与开花至成熟天数对短日处理的反应 ,以进一步明确夏大豆型“短青春期”品种的光 (温 )敏感性特征。研究结果表明 :春播条件下 ,开花前短光照处理 ,“短青春期”品种中豆 2 4和巨丰出苗至开花天数仅缩短 2 4d ,敏感度较小 ,与春大豆型品种相似 ,而与典型夏大豆品种、秋大豆品种和“长青春期”品种明显不同 ,中豆 2 4和巨丰的出苗至开花天数对短光照不敏感。同为“短青春期”品种的中豆 2 4和巨丰 ,其开花至成熟天数对短日处理的反应有明显差异 ,前者与春大豆相似 ,而后者的开花至成熟天数的短日照敏感度不仅大于夏大豆 ,而且也大于秋大豆。生育前期对短日照不敏感的品种 ,其短日处理效应在生育后期表现更加明显。本文还讨论了不同品种短日处理后效应的传递特征

参考文献:

[1]. 中国大豆不同生态类型光温效应的比较及GmFT基因表达分析[D]. 费志宏. 沈阳农业大学. 2009

[2]. 中国大豆不同生态类型代表品种开花前、开花后光周期反应的比较研究[J]. 韩天富, 盖钧镒, 邱家驯. 大豆科学. 1998

[3]. 不同生态类型大豆品种开花后光周期反应的研究[D]. 韩天富. 东北农业大学. 1994

[4]. 大豆开花后光周期反应的进一步研究[D]. 韩天富. 南京农业大学. 1997

[5]. 中国大豆不同生态类型开花至成熟期对光周期的反应[J]. 韩天富, 王金陵. 作物学报. 1996

[6]. 不同生态类型大豆品种光、温反应特性的解析及SSR关联分析[D]. 李金玉. 中国农业科学院. 2012

[7]. 大豆生育期结构性状的遗传分析及相关基因的分子标记[D]. 王英. 中国农业科学院. 2008

[8]. 大豆光周期遗传育种研究进展[J]. 杨志攀, 周新安. 中国油料作物学报. 1999

[9]. 不同生育期组大豆品种的临界光周期研究[D]. 杨文英. 中国农业科学院. 2018

[10]. 大豆“短青春期”品种的光(温)反应研究Ⅱ.对短日照的反应[J]. 杨志攀, 张晓娟, 蔡淑平, 邱德珍, 王国勋. 中国油料作物学报. 2001

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