矮秆大豆突变体内源赤霉素调控及根系形态特征的研究

矮秆大豆突变体在理论上是研究植物遗传育种、生理生化、形态、基因定位和基因功能调控的理想材料，在生产上可以通过矮秆密植提高单产。目前有关矮秆大豆突变体的研究少见报道。2000年，我们成功地培育出了矮秆大豆突变体，并且于2007年获得了我国品种专利授权。研究表明：①播种8周后突变体的株高逐渐矮化，到收获时由原品种的120cm降低到60cm，为此在相同面积上可以提高3倍栽培密度，同时抗倒伏，遗传稳定；②内源赤霉素GA3代谢异常。1993年本项目申请人曾经培育出无侧根水稻突变体，并对根系进行了研究，积累了一定经验。为此，本项目组将对矮秆大豆突变体的内源赤霉素的合成及运输、根系形态、体内类黄酮和过氧化物、激素之间的协调作用等进行研究，以期阐明该材料生长发育的变异规律，探索赤霉素调控矮秆形成的机理；最终为大豆抗倒伏生产提供理论依据。同时该项目的研究对大豆种植业和植物激素的研究发展具有重要意义。

大豆（Glycine max L）是世界上生产量最大、贸易最多、利用最广的油料作物，也是最有经济价值的作物。大豆在我国四大作物（玉米、水稻、小麦、大豆）中单产最低，其原因之一是高秆高产植株易倒伏，而克服倒伏的一般方法就是培育矮秆或半矮秆大豆品种，加之相配套的是结合窄行密植高产栽培技术，达到提高产量的目的。矮秆新种质资源的获得，不但取得了直接的经济效益，同时也为形态学、植物生理生化代谢、分子生物学等方向的研究发展提供了良好的遗传材料。可见研究作物的矮秆或矮化具有十分重要的意义。大豆与玉米、小麦、水稻相比，有关矮秆大豆的报道比较少；同时有关矮秆大豆突变体和赤霉素之间关系的报道就更少。为了更好地对矮秆大豆进行系列性研究，2000年我们首先成功地培育出了矮秆大豆突变体，并且获得了新品种授权。2010年得到了国家基金委的支持，我们通过3年的研究，揭示了外源赤霉素对矮秆大豆突变体的发芽、幼苗生长、植株生长等方面的影响；內源激素赤霉素、异黄酮、蛋白、油脂、葡萄糖、果糖、蔗糖等含量上的突变；同时建立了两种检测赤霉素的新方法。结论：突变体株高比原品种低的原因与糖含量、赤霉素含量、异黄酮含量、油脂含量等降低有关；与抗氧化物质增加有关；与30KDa附近蛋白丢失有关。