中美大豆Ⅲ熟期组代表品种根系形态和活力的比较研究

【目的】研究中美大豆【Glycine max（L.）Merr.】Ⅲ熟期组不同年代育成代表性品种根系的形态和活力，及其对施肥水平的响应，试图揭示大豆品种根系性状随产量改良的演变趋势。【方法】以祖先亲本相同（均来自Williams和Amsoy），分别在中国辽宁省和美国俄亥俄州（相同纬度）育种程序下育成的代表性品种为试材，于2012和2013年盆栽条件下，采用随机区组试验设计，在大豆幼苗期（V2）将磷酸二铵水溶后均匀施入盆中，施肥量设3个水平，分别为0、150 mg·kg-1干土、300 mg·kg-1干土。在大豆苗期（V4）、开花期（R2）、鼓粒中期（R6）和鼓粒末期（R7）取样，于植株子叶节处剪断，套上内置脱脂棉的离心管，利用吸液差重法测定根系伤流量；用Epson Expression 10000XL仪扫描洗净的根系，使用WinRhizo2012软件分析扫描图像，测定根系总长度、根系总表面积和根毛数量；采用氯化三苯基四氮唑法（TTC法）测定根系活力；将扫描完毕的根系在105℃下杀青30 min，80℃下烘干至恒重，测定根系干重；在成熟期测定单株籽粒产量。【结果】随着大豆品种产量的遗传改良，俄亥俄品种和辽宁品种的根系总长度、根系总表面积、根毛数量、根干重、根系伤流量和根系活力的改良趋势一致，均随产量的改良呈递增趋势，特别是在鼓粒中期和鼓粒末期，根系形态和活力等指标随育成年代增加而增幅较大。相同年代品种相比，俄亥俄品种根系总长度、根系总表面积、根毛数量、根系伤流量和根系活力的改良程度大于辽宁品种。随着施肥水平增加，俄亥俄当代品种和辽宁当代品种在中肥（150 mg·kg-1干土）和高肥（300 mg·kg-1干土）水平下根系性状值均表现较高，而俄亥俄中期品种和辽宁中期品种在中肥水平下表现最佳。在相同施肥水平下，当代品种根系形态和活力等指标大于共同亲本和中期品种。相关和通径分析表明，苗期、开花期、鼓粒中期、鼓粒末期根系总长度、根系总表面积、根毛数量、根干重、根系伤流量、根系活力均与单株籽粒产量呈极显著正相关，其中根系活力与单株籽粒产量相关性最为密切。【结论】在大豆品种产量改良过程中，俄亥俄品种和辽宁品种根系形态和活力等指标的改良趋势相同，其根系总长度、根系总表面积、根毛数量、根系伤流量和根系活力均随产量改良呈递增趋势，但俄亥俄品种的改良程度大于辽宁品种。俄亥俄品种和辽宁品种根系的耐肥性均得到增强，两地区当代品种的根系性状值在中肥和高肥条件下均表现较高，而中期品种在中肥水平下表现最好。