不同年代大豆品种根系形态性状和生理功能的改良

高产大豆品种形成高额的籽粒产量，需要生产和积累较高的生物产量，高产品种也势必具备高吸收能力等根系形态和生理特性。本项研究采用祖先亲本相同（均来自Williams和Amsoy），中国辽宁省和美国俄亥俄州不同年代育成的大豆品种为试材，在不同施肥处理下，研究大豆根系形态和生理功能的遗传改良。比较研究不同年代育成品种根系生长发育的遗传改良差异，分析根系形态与品种抗倒性的关系。比较研究根系的生理性状，探讨品种根系生理功能的遗传改良差异，分析根系生理功能与品种养分吸收的关系。比较研究根系的根瘤固氮活性，探讨根瘤固氮活性的的遗传改良差异，分析根瘤固氮活性与品种养分吸收的关系。比较研究根系解剖学指标的的遗传改良差异，分析根系解剖学指标与品种根系物质转运的关系。研究结果将有助于揭示美国大豆品种抗倒伏和广适应性的机理，有助于大豆根系生理育种，为我国大豆高产、超高产品种的选育与栽培提供理论依据。

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大豆品种为试材。通过盆栽试验和大田试验，比较研究了中国辽宁省和美国俄亥俄州不同年代育成大豆品种植株冠层形态性状，干物质积累与分配，根系形态和活力，品种抗倒性，产量和品质，及其对磷酸二铵施用水平的响应，旨在明确大豆在产量提高的同时，品种植株形态，干物质积累和主要农艺性状的演变趋势，特别是根系的改良与产量及植株抗倒性之间的关系。结果如下：. 随着大豆品种产量的改良，俄亥俄品种和辽宁品种的根系总长度、根系总表面积、根体积、根毛数量、根干重、根冠比、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的增加幅度较大。相同年代的品种相比，俄亥俄品种的根系总长度、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。随着施肥水平的增加，俄亥俄当代品种和辽宁当代品种在中肥（150 mg•kg-1）和高肥（300 mg•kg-1）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（150 mg•kg-1）水平下表现最佳。在相同施肥水平下，当代品种的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、鼓粒末期的根系总长度、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的相关性最为密切。. 将苗期、开花期、鼓粒中期、鼓粒末期的株高、茎粗、植株重量平衡点、地上部干重、根干重、根冠比、根系总长度、根系总表面积、根体积、根直径分别与倒伏指数进行回归分析，表明倒伏指数与开花期、鼓粒中期的株高、植株重量平衡点、地上部干重显著正相关；与开花期的茎粗和根直径显著负相关；与鼓粒中期和鼓粒末期的根冠比、根系总长度、根系总表面积显著负相关；与鼓粒末期的根干重和根体积显著负相关。经过美国俄亥俄州和中国辽宁省大豆育种家的选育，与倒伏性相关的以上性状均得到了显著改良，但俄亥俄品种的改良程度大于辽宁品种。