华南地区11个春播大豆品种耐镉性的差异

赵云云，钟彩霞，方小龙，黄益安，马启彬，年 海，杨存义

（华南农业大学农学院／国家大豆改良中心广东分中心，广东广州 510642）

大豆是人类和饲养动物植物性蛋白和食用油的主要来源，在人类日常消费中占有重要地位.近年来，我国受镉（Cd）污染的土壤面积和程度不断增加［1］，而大豆是对Cd较敏感的作物之一.因此选育耐Cd、低积累的大豆新品种是大豆生产可持续的途径之一［2］.不同大豆基因型对Cd耐性存在显著性差异，并且这是由基因控制的遗传性状［3］.黄运湘等［4］对湖南和江西的10个地方品种进行了苗期Cd耐性的比较.赵云云等［5］对11个华南地区主栽夏大豆品种的抗性进行了评价.本文进一步对华南地区主栽的11个春大豆品种进行Cd耐性的评价.通过对生产上主栽品种的Cd耐性进行评价，筛选出Cd耐性的品种，既可推荐给农民满足生产的需求，也可为育种家提供进一步改良的亲本材料.

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料选自华南地区目前生产上主栽品种，其中包括华南农业大学（国家大豆改良中心广东分中心）选育的华春1号、华春2号、华春3号、华春5号、华春6号，福建省农业科学院作物研究所选育的福豆234，广西农业科学院经济作物研究所选育的桂早1号，广西农业科学院玉米研究所选育的桂春8号，江西省农业科学院旱作物研究所作所选育的赣豆5号，福建省泉州市农业科学研究所选育的泉豆7号，广东当地农家品种本地2号.

供试土壤采自华南农业大学跃进北教学实验基地.土壤基本性质用常规分析法测定，其土壤肥力性状：pH 6.18，有机质 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，土壤总Cd为0.012 mg·kg-1.

1.2 试验方法

土壤自然风干后、捶碎、过筛.分为对照土壤（CK）和Cd污染土壤2个处理，对照土壤中不添加Cd，Cd污染土壤中添加 CdCl2·5／2H2O（分析纯，相对分子质量为228.35）10.0 mg·kg-1拌匀后，静置1周，装盆，每盆装风干土7.0 kg.选取籽粒饱满的大豆种子直接播于土壤中，每盆播种9粒，苗出齐后保留生长一致的3株.每处理重复3次，随机区组排列.在大豆生长期间每天以500～700 mL自来水浇灌至成熟.

所有品种均在R8期分别收获植株根、茎叶（落叶拣入）和籽粒，在样品清水漂洗后烘箱中烘干至恒质量后称根、茎叶和籽粒干质量.采用Cd胁迫下测定的各项生物量指标与对照的相对值（耐性因子）对供试大豆品种的耐Cd性进行评价.

1.3 数据处理

所有数据采用SPSS 18.0统计软件进行Duncan's多重检验、相关性分析及聚类分析.

2 结果与分析

与对照相比，在Cd处理条件下11个春大豆的茎叶干质量、根干质量和籽粒产量均受到不同程度的影响，品种间存在显著性差异（表1）.以茎叶干质量的相对值比较，华春3号、华春5号、泉豆7号和福豆234均低于0.70，而华春1号、华春6号、桂早1号、赣豆5号和桂春8号均达到0.80以上，其中赣豆5号达到0.95；以根干质量的相对值比较，华春2号、本地2号、泉豆7号和福豆234均低于0.50，而华春3号、赣豆5号和桂春8号达到0.80以上，其他品种则在0.60～0.80之间.因此春大豆不同品种间的营养生长对镉胁迫的响应存在显著性差异.以籽粒产量的相对值比较，华春2号、本地2号、桂早1号和福豆234分别为0.32、0.41、0.50和0.50，华春3号、华春5号、赣豆5号和泉豆7号分别达到0.65、0.74、0.66和0.60，而华春1号和桂春8号最高，分别为0.86和0.91，这表明不同品种间对Cd胁迫的响应存在显著性差异.

表1 Cd对大豆根系、茎叶生物量和籽粒产量的影响1）Tab.1 The effect of Cd stress the rootmass，shootmass and yield in 11 soybean varieties

茎叶干质量、根干质量和籽粒产量是反映大豆生长状态的主要指标，其相对值（即耐性因子）可作为筛选大豆Cd耐性的指标.以茎叶干质量、根干质量和籽粒产量的相对值进行聚类，可将11个大豆品种分成4类（图1），第Ⅰ类属于Cd耐性品种，包括华春1号和桂春8号，其根、茎叶和籽粒的干质量相对值均较高；第Ⅱ和第Ⅲ类材料属于中间类型，其中第Ⅱ包括华春6号、桂早1号和赣豆5号，第Ⅲ类包括华春3号和华春5号；第Ⅳ类属于Cd敏感品种，包括华春2号、本地2号、泉豆7号和福豆234，在Cd处理条件下，其根、茎叶和籽粒干质量显著降低.

图1 基于根系生物量、茎叶生物量和籽粒产量相对值的大豆品种聚类分析图Fig.1 Dendrogram of soybean varieties based on the relative values of rootmass，shootmass and seed yield

3 结论

在评价大豆Cd耐性时常以相对生物量和相对产量为抗性指数综合评价［6］.本研究发现在高Cd质量分数下植物生物量和籽粒产量均有明显下降；以茎叶干质量、根干质量和籽粒产量的相对值进行聚类，桂春8号、华春1号是Cd耐性品种，赣豆5号、华春5号、华春3号、华春6号和桂早1号是中等Cd耐性品种，而泉豆7号、福豆234、华春2号和本地2号是Cd敏感品种.

［1］曾希柏，徐建明，黄巧云，等.中国农田重金属问题的若干思考［J］.土壤学报，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］黄运湘，廖柏寒，王志坤，等.不同大豆品种镉毒害效应及耐镉差异性［J］.湖南农业大学学报：自然科学版，2008，34（5）：519-524.

［5］赵云云，钟彩霞，方小龙，等.华南地区夏播大豆品种镉抗性及籽粒镉积累的差异［J］.大豆科学，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.

【责任编辑 周志红】