人工春化對(duì)不同基因型蠶豆生長(zhǎng)表型及發(fā)育形態(tài)的影響

1、    人工春化對(duì)不同基因型蠶豆生長(zhǎng)表型及發(fā)育形態(tài)的影響    邵奇+袁星星+于龍龍+崔瑾+陳新+吳春芳摘要：為了解不同蠶豆品種對(duì)人工春化響應(yīng)的差異性，篩選適合江蘇地區(qū)栽培的且適于進(jìn)行人工春化的蠶豆品種，對(duì)來(lái)自全國(guó)各地的50份蠶豆資源進(jìn)行篩選，人工春化處理后觀察并記錄其生長(zhǎng)表型及生育形態(tài)。結(jié)果顯示：春播蠶豆主要來(lái)源于北方，春化敏感程度低；冬性蠶豆主要來(lái)源于南方，春化敏感度高，適合江蘇地區(qū)；移栽初期，春化處理的植株在生長(zhǎng)高度、有效分枝數(shù)上不如非春化植株，生長(zhǎng)后期逐漸持平；春化植株的開花時(shí)間比非春化的提前1060 d。根據(jù)提前開花時(shí)長(zhǎng)初步篩選出云南尕巴山尕大

2、豆、啟東大青菜豆、鹽城綠皮蠶豆等適合江蘇地區(qū)的春化品種。關(guān)鍵詞：蠶豆；人工春化；表型；生育形態(tài)；基因型： s643.602 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： a：1002-1302（2016）09-0218-04蠶豆（vicia faba l.）為一年生草本植物，英文名broadbean、fababean，蠶豆在植物分類學(xué)上屬豆科（leguminosae）蝶形花亞科（papilionoideae）野豌豆族（vicieae）野豌豆屬（巢菜屬vicia l.）1。蠶豆一般分冬性、春性和中間型品種，多數(shù)冬性蠶豆需要經(jīng)歷冬天的低溫過(guò)程才能正常開花結(jié)莢，這個(gè)低溫的過(guò)程就是自然春化，冬性蠶豆一般生育期較長(zhǎng)，提早上市具有重要的

3、意義2。冬性蠶豆占全國(guó)種植面積的大部分，主要分布在云南、四川和長(zhǎng)江流域一帶。通過(guò)人工手段的春化可以使蠶豆的生長(zhǎng)生育形態(tài)有明顯變化，大棚模擬蠶豆生長(zhǎng)的環(huán)境可以使其開花結(jié)莢提早，產(chǎn)量也大幅增加3。如陳華等以大朋一寸為材料研究了春化時(shí)間對(duì)蠶豆生理指標(biāo)的影響4，卞曉春等研究了不同春化處理對(duì)通鮮二號(hào)的影響5。這些研究豐富了蠶豆春化的技術(shù)手段，為我們篩選高產(chǎn)早上市的蠶豆品種提供了選擇方向。通過(guò)人工手段誘導(dǎo)蠶豆春化技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了個(gè)別蠶豆品種在江蘇地區(qū)提早上市，在生產(chǎn)上大范圍推廣應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益顯著6。由于對(duì)于春播資源和秋播資源的劃分并不是很明顯，蠶豆品種間對(duì)春化響應(yīng)的差異也鮮有研究，春化處理對(duì)蠶豆生長(zhǎng)表型及

4、發(fā)育形態(tài)的影響并不清楚。本試驗(yàn)從江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所豆類研究室保存的種質(zhì)資源中選取50個(gè)來(lái)自不同區(qū)域的蠶豆資源為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行人工春化處理，觀察不同品種間春化及非春化處理，植株在生長(zhǎng)表型及生育期出現(xiàn)的變化，篩選適合江蘇地區(qū)人工春化種植的蠶豆品種，以揭示不同地區(qū)蠶豆品種間對(duì)春化響應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系，為后期蠶豆種質(zhì)資源鑒定、遺傳多樣性等研究奠定基礎(chǔ)。1 材料與方法1.1 試驗(yàn)材料從蠶豆資源中非完全隨機(jī)挑選50個(gè)蠶豆品種，來(lái)自主要的蠶豆種植區(qū)（包括四川、云南、江蘇、甘肅、貴州、安徽等地），覆蓋春播及冬播品種。材料均由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所豆類研究室提供。1.2 試驗(yàn)方法試驗(yàn)于2015年38月

5、在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所豆類研究室實(shí)驗(yàn)室和六合實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行。1.2.1 種子觀察分類 從種質(zhì)資源庫(kù)中根據(jù)來(lái)源隨機(jī)選擇品種，共將50個(gè)品種（表1）的蠶豆根據(jù)籽粒大小大致分為大、中、小3個(gè)種類，分別記錄50個(gè)蠶豆品種的百粒質(zhì)量和顏色，為后續(xù)試驗(yàn)作對(duì)比。1.2.2 人工春化處理 選取大小一致、粒型飽滿的種子浸種、催芽后轉(zhuǎn)入春化處理。處理選用光照培養(yǎng)箱，溫度調(diào)節(jié)至10 ，光照度為0。每天定時(shí)觀察，保持種皮濕潤(rùn)，及時(shí)清洗種皮表面酸性有機(jī)質(zhì)，防止種粒腐敗，在12 d時(shí)結(jié)束春化處理。將春化處理過(guò)的豆芽轉(zhuǎn)入常溫環(huán)境脫春化，煉苗12 d后播種至大田，常規(guī)田間管理。1.2.3 植株開花形態(tài)初步觀察 篩選50個(gè)

6、不同區(qū)域的蠶豆品種，分為春化和非春化2個(gè)對(duì)照組，設(shè)置5個(gè)重復(fù)。定植后待蠶豆出芽后統(tǒng)計(jì)出芽率及生長(zhǎng)勢(shì)。出芽勢(shì)按出芽高度及生長(zhǎng)密度分為強(qiáng)中弱3個(gè)梯度，出芽率按出芽數(shù)量大致分為5個(gè)梯度。待2個(gè)月左右大部分植株開花后，觀察并統(tǒng)計(jì)不同品種植株開花的情況，記錄種間早晚差異。1.2.4 生長(zhǎng)發(fā)育形態(tài)的記錄統(tǒng)計(jì) 從50個(gè)品種中選擇長(zhǎng)勢(shì)良好、開花期差異明顯的30個(gè)品種，春化處理后種植于溫室，設(shè)置3個(gè)重復(fù)組。從出芽開始，每10 d測(cè)量1次所有植株的株高、側(cè)枝數(shù)、分枝數(shù)，直至植株長(zhǎng)勢(shì)停止。記錄所有植株的現(xiàn)蕾期、花苞期、開花期及結(jié)莢期。獲得莢粒的種子做好記錄。2 結(jié)果與分析2.1 50個(gè)蠶豆品種初篩從表1可以看出，有

7、部分沒(méi)有出芽及開花的植株，如成都小粒蠶豆和蘇蠶0339春化與非春化處理都出芽卻沒(méi)有開花，因此除去這些未能正常生長(zhǎng)的品種。在50個(gè)品種的蠶豆生長(zhǎng)過(guò)程中，春化和非春化的處理蠶豆的開花及出芽情況出現(xiàn)了明顯差異，部分非春化植株生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)明顯，但是花期較春化植株晚，如甘肅臨蠶5號(hào)、甘肅臨蠶6號(hào)、甘肅臨蠶9號(hào)雖然都來(lái)自甘肅，初步觀察顯示春化植株開花和花謝的時(shí)間都早于非春化植株，春化處理的出芽勢(shì)都弱于非春化植株。同時(shí)也存在春化處理生長(zhǎng)勢(shì)及開花都優(yōu)于非春化的品種（如四川綿陽(yáng)蠶豆和啟東大青菜豆），春化植株出芽勢(shì)強(qiáng)，開花提早明顯，品種籽粒大，適宜江蘇市場(chǎng)需求。在表1中，也出現(xiàn)地域間差異或者春播和秋播蠶豆對(duì)春化的敏感

8、性出現(xiàn)較大差異的情況，例如四川、云南、江蘇等地的蠶豆出芽情況普遍好于甘肅、青海等地。開花時(shí)間因品種差異各有不同，但為后續(xù)品種篩選和形態(tài)觀察提供了參考。從表1中對(duì)植株的統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)，在植株的地理差異中，開花的早晚存在聯(lián)系。其中，春化植株響應(yīng)明顯的品種主要來(lái)源是江蘇、云南、四川等地，而春化響應(yīng)不明顯的品種主要來(lái)自甘肅、青海等偏低溫寒冷的區(qū)域。不同來(lái)源的品種對(duì)溫度的敏感性有所不同，越往溫?zé)釒^(qū)域的蠶豆品種對(duì)溫度的感受越敏感，表明四季分明的地區(qū)中，蠶豆春化的效果要更好。其中，春化響應(yīng)效果好的品種占比并不是很高，春化植株長(zhǎng)勢(shì)及開花情況優(yōu)于非春化的品種占20%，春化響應(yīng)不明顯的占54%，剩余的26%春

9、化植株弱于非春化植株，從中進(jìn)一步篩選30個(gè)品種植株進(jìn)行后續(xù)的溫室栽培。選出的30個(gè)品種（甘肅臨蠶6號(hào)、貴州黃皮蠶豆、國(guó)家豆試04-3、昆明大蠶豆、蘭州小青皮、南通大青皮、南通黃皮蠶豆、啟東2號(hào)、啟東大青菜豆、青海12號(hào)、青海3號(hào)蠶豆、青海6號(hào)、青海9320-15、四川綿陽(yáng)蠶豆、四川資sc038、四川資sc045、四川資sc053、四川資sc084、通鮮2號(hào)、通鮮6號(hào)、皖渦陽(yáng)大青皮、皖渦陽(yáng)小青皮、皖五河大青豆、鹽城綠皮蠶豆、云南9745-1、云南大理蠶豆、云南尕巴山尕大豆、云南牙塘尕大豆、重慶h0003819、重慶h0003833），覆蓋多數(shù)地域，如甘肅省、云南省、江蘇省、貴州省、四川省、安徽省

10、。其中有春化植株生長(zhǎng)勢(shì)好及開花時(shí)間久的品種，如啟東大青菜豆和四川綿陽(yáng)蠶豆；有春化植株只提早開花，生長(zhǎng)勢(shì)并不明顯的品種，如四川資sc038；有生長(zhǎng)勢(shì)及開花時(shí)間都不如非春化的植株，如甘肅臨蠶6號(hào)。 2.2 30個(gè)品種蠶豆溫室發(fā)育形態(tài)記錄從上述大田栽培的品種中選取30個(gè)差異明顯的品種，其中多數(shù)選用春化植株生長(zhǎng)勢(shì)及開花都比非春化植株明顯提前的品種。從30個(gè)品種的蠶豆植株移栽定植10 d開始，統(tǒng)計(jì)植株自然生長(zhǎng)情況下的株高、側(cè)枝數(shù)及分枝數(shù)，比較春化與非春化植株的現(xiàn)蕾期、花苞期、開花期及結(jié)莢期。在連續(xù)記錄了約3個(gè)月的植株生長(zhǎng)情況后，選取8個(gè)有地域代表性的品種（啟東大青菜豆、蘭州小青皮、四川資sc038、通鮮

11、6號(hào)、重慶h0003833、青海6號(hào)、皖渦陽(yáng)大青皮和云南9745）統(tǒng)計(jì)了它們?cè)耘鄷r(shí)間的株高和有效分枝。如表2所示，初始春化植株的株高在定植后初期并不具備優(yōu)勢(shì)，春化植株的分枝數(shù)量也較少，也有少數(shù)的春化植株有后來(lái)居上的趨勢(shì)，但是多數(shù)品種中非春化植株在略低于春化植株的趨勢(shì)下保持一個(gè)平行生長(zhǎng)的狀況。植株在生長(zhǎng)2個(gè)月時(shí)平均高度穩(wěn)定在3540 cm 之間，其中分株數(shù)、側(cè)枝數(shù)等指標(biāo)相差無(wú)幾。表3是部分品種春化和非春化植株之間從現(xiàn)蕾、花苞、盛花及結(jié)莢的時(shí)間統(tǒng)計(jì)。在30個(gè)品種的開花情況統(tǒng)計(jì)中，超過(guò)80%的品種非春化要比春化植株晚開花30 d以上，有少數(shù)品種在生理旺盛期出現(xiàn)了只見開花未見結(jié)莢的現(xiàn)象，可以認(rèn)為不具備

12、結(jié)莢的能力。表3選取的6個(gè)品種來(lái)自不同地區(qū)，可見非春化植株同樣具有開花的能力且植株開花能力都較好，春化和非春化植株在1個(gè)平行的生長(zhǎng)趨勢(shì)中，春化植株開花遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于非春化植株。以表3中6個(gè)品種為例，在江蘇、四川、重慶等地，春化品種在定植1個(gè)月左右就有花蕾出現(xiàn)，60 d 左右就有豆莢，生育期提早優(yōu)勢(shì)明顯。初步篩選出如云南尕巴山尕大豆、鹽城綠皮蠶豆、啟東大青菜豆、昆明大蠶豆、通鮮6號(hào)等籽粒大、開花結(jié)莢早、適合在江蘇地區(qū)種植的品種。圖1所示，春化處理后蠶豆開花集中在定植后3045 d之間。通常江蘇地區(qū)蠶豆于10月中下旬播種，來(lái)年5月份收獲，需要經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月的自然春化階段，人工春化處理后可以大大縮短蠶豆開

13、花結(jié)莢時(shí)間，通過(guò)大棚溫室種植，可以打破季節(jié)的壁壘，蠶豆作為一個(gè)重要的小春作物，可以將冬季閑置土地充分利用，因此蠶豆的生產(chǎn)可將用地與養(yǎng)地結(jié)合，維護(hù)農(nóng)田生態(tài)平衡，又節(jié)省了冬季作物（如小麥等）的土地7，同時(shí)鮮食蠶豆提早上市，經(jīng)濟(jì)效益顯著提升8。3 結(jié)論蠶豆品種的來(lái)源區(qū)域?qū)Υ夯捻憫?yīng)程度有較為明顯的差異性。相同條件下，經(jīng)過(guò)春化處理的蠶豆品種在植株的高度上比非春化植株低，植株的繁茂程度也低于非春化植株，但生長(zhǎng)后期這種差異性會(huì)減小。同時(shí)，春化處理可大大縮短蠶豆開花結(jié)莢的時(shí)間，開花提早1060 d不等。春化處理的植株在現(xiàn)蕾、現(xiàn)苞、開花、結(jié)莢這些生育期的間隔較短，除開花到結(jié)莢需要1020 d，其余只要23 d

14、，而非春化的植株普遍需要510 d才能完成1個(gè)生育期。由品種的地區(qū)差異可以看出，江蘇、云南、重慶、四川等偏南地區(qū)的品種開花較早，對(duì)春化響應(yīng)明顯，有篩選出適合江蘇地區(qū)的高產(chǎn)早上市的潛力品種，如云南尕巴山尕大豆、啟東大青菜豆、鹽城綠皮蠶豆等。在對(duì)作物春性和冬性差異的研究中發(fā)現(xiàn)，冬性作物抗寒能力強(qiáng)，受低溫影響小，往往需要更低的溫度和更長(zhǎng)的時(shí)間才能度過(guò)春化9-10，結(jié)合本試驗(yàn)，之后冬性蠶豆春化處理時(shí)可以考慮溫度適當(dāng)更低，時(shí)間更長(zhǎng)，以達(dá)到更好的春化效果。參考文獻(xiàn)：1葉 茵. 中國(guó)蠶豆學(xué)m. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.2徐兵劃，祁 婷，曹玉杰，等. 蠶豆人工春化誘導(dǎo)技術(shù)研究j. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，54（19）：4673-4675.3王旭強(qiáng)，趙 君，陳江輝，等. 鮮食蠶豆人工春化處理大棚促早栽培技術(shù)j. 長(zhǎng)江蔬菜，2015（19）：32-33.4陳 華，鄭晨華，李愛萍，等. 春化時(shí)間對(duì)蠶豆幼苗若干生理生化指標(biāo)的影響j. 福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，27（8）：869-873.5卞曉春，林晶晶，吳春芳. 不同春化處理對(duì)蠶豆表型的影響j. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（14）：63-64.6馬 波. 春化蠶豆設(shè)施栽培效益高j. 農(nóng)家致富，2016（5）：6-7.7湯東生，秀洪學(xué)，董玉梅