世界大豆生育阶段光温综合反应的地理分化和演化

[目的]大豆是短日喜温植物,对光温(日长、温度)条件敏感.大豆对光温反应的敏感性是大豆重要的驯化性状和适应性性状.在自然条件下,地理位置和/或播种季节是决定野生和栽培大豆分化的重要生态因素,这两个因素均是通过日长和温度等环境因素来调控大豆的生长发育.因而研究和比较野生和栽培大豆生长发育阶段光温综合反应特性的地理和季节分化,可以为大豆引种和适应性育种提供理论依据.[方法]选取1519份世界代表性野生和栽培大豆,在安徽当涂进行2年春播和夏播田间试验,使用播季间生育期差异作为品种光温综合反应敏感性(photo-thermal comprehensive response sensitivity,PTCRS)评价指标,研究各地理生态型大豆生长发育阶段的光温反应特性.[结果](1)大豆的光温反应特性存在于生长发育的全过程.(2)野生大豆由南向北迁移时,生育前期和全生育期PTCRS减小,生育后期PTCRS增大,光温反应类型由前敏后钝变为前钝后敏,全生育期光温反应敏感.(3)野生大豆驯化为栽培大豆后,生育前期和全生育期PTCRS分别减小20％和16％,生育后期PTCRS变化较小,主要光温反应类型由前敏后钝变为前钝后敏和前钝后钝.(4)夏秋大豆和春大豆的全生育期PTCRS均表现由南向北逐渐减小;生育前期和生育后期PTCRS的地理分化则存在差异,其中,由南向北迁移时,夏秋大豆生育前期PTCRS减小、生育后期PTCRS先增后减,春大豆生育前期PTCRS无明显变化、生育后期PTCRS减小.(5)以中国黄淮和南方作为栽培大豆的起源中心,向北传播至中国东北、俄罗斯远东和瑞典南部,生育前期、后期和全生育期PTCRS均大幅减小;向东传播至朝鲜半岛和日本岛以及向西传播至北美北部、北美南部和中南美,生育前期和全生育期PTCRS减小,生育后期PTCRS无明显变化;向南传播至东南亚、南亚和非洲,生育前期和全生育期PTCRS增大、生育后期PTCRS无明显变化.(6)同一生态区不同生态型间PTCRS比较,春大豆生育前期、后期和全生育期PTCRS均最小,野生大豆生育前期PTCRS强于夏秋大豆,生育后期则表现相反,全生育期与夏秋大豆无显著差异.不同地理-播季生态型间PTCRS比较,生育前期PTCRS:南方野生大豆最敏感,其次是长江中下游野生大豆和南方夏秋大豆,然后是黄淮野生大豆和长江中下游夏秋大豆,余下地理生态型间无显著差异,均表现较钝感;生育后期PTCRS:长江中下游夏秋大豆最敏感,其次是东北和黄淮野生大豆及南方和黄淮夏秋大豆,余下地理生态型间差异较小,光温反应均较钝感;全生育期PTCRS:南方和长江中下游的野生及夏秋大豆间无显著差异,均表现敏感,其次是黄淮野生大豆,然后是东北野生大豆和黄淮夏秋大豆,春大豆PTCRS最小,且随纬度升高而显著减小.[结论]由地理和播季决定的光温综合条件是影响大豆生长发育的关键因素,不同地理-播季生态类型的野生和栽培大豆生育阶段对光温综合反应存在差异.中国黄淮及南方的栽培大豆向世界不同纬度的地理区域传播时,生育阶段光温综合反应的变化不同.全生育期光温反应敏感是大豆的原始性状,长江中下游的夏秋大豆可能为最具这种野生原始性状的栽培类型.