全 文 ：文章编号 :100028551 (2004) 032204203
矮秆大豆突变体的获得
郝再彬　吴东岚
(东北农业大学生命科学学院 ,黑龙江 哈尔滨　150030)
摘　要 :用 NaN3 处理大豆种子 ,在 M1 植株群体中筛选出许多突变体 ,其中 1 株突变体为矮秆
HK808 ,株高为原品种东农 42 的 50 %。HK808 已经稳定遗传。该突变体的培育将为大豆基因
结构和功能调节以及“窄行矮杆密植”模式的研究奠定基础。
关键词 :大豆 ;矮秆突变体 ;农艺性状
OBTAINING OF SOYBEAN DWARF MUTANT
HAO Zai2bin 　WU Dong2lan
( Life Science College , Northeast Agriculture University , Harbin , Heilongjiang , 150030)
Abstract :Soybean seeds treated with NaN3 ,and mutants were screened from a population of the M1 plants. One of
the mutants , dwarf HK808 ,with height nearly 50 % of wild type Dongnong 42 expresses heredity stabile. The mutant
might be used as an important material for research on soybean gene structure , functional adjusting and“Solid2
Seeded2Dwarf”system.
Key words :soybean ( Glycine max L. ) ;dwarf mutant ; agronomic traits
收稿日期 :2003207219
作者简介 :郝再彬 (1958～) ,男 ,哈尔滨人 ,博士后 ,从事大豆突变体的研究。
90 年代我国大豆主产区黑龙江省引进了美国 R. L. Cooper 的大豆半矮秆密植栽培模式 ( Solid2
Seeded2Simedwarf System) ,既“SSS”系统 ,现在已经发展成为“窄行密植高产栽培技术”,推广面积已达 10
万 hm2 以上。该技术的关键一是 40～60cm 高的矮秆品种的应用 ;二是由常规的行距 70cm 改良为 15cm
的栽培方法[8 ] ,增加种植密度 ,提高产量 16 %～22 %[11 ] 。
近 10 年来 ,国内先后培育成功了水稻[9 ,10 ] 、谷子[1 ] 、大麦[13 ] 等矮化突变体 ,这些矮化突变体的获得
为分子生物学及其相关学科的发展提供了良好的遗传材料 ,在生长发育、基因功能和遗传育种以及生理
生化等方面的研究中起着越来越重要的作用。而有关大豆矮秆突变体的报道还未见。为此 ,我们用化
学诱变方法处理高蛋白“东农 42”品种[12 ] ,在其后代中发现了矮秆株系。经过 4 年的种植 ,矮秆性状已
经稳定遗传。本文对其诱变过程和农艺性状进行介绍。
1 　材料与方法
111 　材料
原大豆高蛋白品种“东农 42”和其 M4 突变体 HK808。
112 　诱变
2000 年春 ,用 20L NaN3 (10 - 3 mol·L - 1 , 25 ℃, 12h)处理原品种 5kg(约 2 万粒) ,播种于东北农业大学
大豆研究所的试验田 ,行距 70cm ,株距 5cm ,其他管理同一般试验田。4 月 25 日播种 ,10 月 5 日收获。
402　 核 农 学 报　2004 ,18 (3) :204～206Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
113 　矮秆突变体的筛选及其后代的观察
2000 年 7 月 ,在 M1 群体中发现许多变异株 ,其中有 1 株矮秆 ,经过单株选拔 ,连续 4 代 (2001 年春
播 ,同年海南省秋播和 2002 年春播)对其株高跟踪观察 ,最后培育出矮秆品系。2002 年 7 月对苗期和 10
月对收获期的部分农艺性状进行了调查。
2 　结果与分析
211 　突变体的获得
在 M1 群体中发现许多变异体 ,将它们命名为 HK系列 ,根据不同的变异特性进行编号 ,其中 1 株矮
秆为 HK808 ,经 4 代选育获得矮杆突变体。
212 　株高和形态性状
播种后 75d 的节间长和株高调查结果表明 :HK808 根茎叶的大小和节间长 (图 1) 比东农 42 细小短
缩 ,变化极明显 ,尤其是第 6 节间以上的长度和株高 ,有 5 %以上水平的显著差异 (表 1) ;而花、荚的大小
和整株的颜色无明显变化。收获期形态性状调查结果表明 :除分枝数以外的各项指标 ,HK808 为东农
42 的 45 %～71 % ,均为 1 %水平极显著差异 (表 2) 。
图 1 　东农 42 和 HK808 的形态比较
Fig. 1 　Comparison of plant morphotype between
Dongnong 42 and HK808
表 1 　东农 42 和 HK808 的株高比较
Table 1 　Comparison of plant height between
Dongnong 42 and HK808
项目
item
东农 42
Dongnong 42
HK808
株数　No. of plant 20 20
第 n 节间长
nst internode length (cm)
n = 2 510 ±119 319 ±119 (79) ns
n = 3 313 ±112 318 ±116 (114) ns
n = 4 315 ±017 317 ±115 (106) ns
n = 5 414 ±116 313 ±110 (74) 3
n = 6 418 ±018 216 ±111 (54) 3 3
n = 7 418 ±110 215 ±111 (52) 3 3
n = 8 413 ±110 213 ±018 (53) 3 3
n = 9 313 ±116 211 ±017 (64) 3 3
株高 plant height (cm) 4311 ±215 3312 ±211 (77) 3 3
　注 :表中所列结果为平均值 ±标准差 ; ns、3 和 33 :分别表示
HK808 和东农 42 差异不显著及在 5 %和 1 %水平差异显著。
　Note :Data in the table are the mean ±stand and deviation ;ns , 3 and 33
mean no significance , significant difference at 5 % and 1 % level ,
respectively.
3 　讨论
我们曾经用点突变化学诱变剂 NaN3 处理单子叶水稻 ,M1 植株群体无明显变化 ,从 M2 种子中培育
出了 RM109 和 MT10 侧根突变体[2～7 ] ;本实验用相同的方法处理双子叶大豆 ,在 M1 植株群体中就得到
了许多突变体 ,说明 NaN3 化学诱变剂对水稻和大豆都有诱变效果 ,且大豆的性状变异比水稻早。
HK808 自交系在黑龙江省不同地区和海南省的连续 4 代栽培 ,矮秆突变性状没有恢复 ,表明环境条
件不改变矮秆性状 ,该性状已经稳定遗传。HK808 的株高为原品种的 1Π2 ,同时表现为叶片小、叶柄短等
农艺性状 ,因此观察推测 HK808 上游基因发生了点突变 ,导致数多性状同时变异。植物的矮秆有两种
类型 :一是纵向细胞数量相同 ,而每个细胞的长度缩短 ;二是细胞长度相同 ,而纵向细胞数量减少。
HK808 属于哪种类型有待组织切片证明。利用 SDS - PAGE 电泳和凝胶扫描技术对 HK808 胚轴的蛋白
质分析表明 :谱带有缺失 (待发表) 。
502　3 期 矮秆大豆突变体的获得
表 2 　东农 42 和 HK808 的农艺性状平均数
Table 2 　Means of agronomic traits of Dongnong 42 and HK808
项目
item
东农 42
Dongnong 42
HK808
株数 No. of plant 45 19
主茎节数 No. of main stem 2113 ±116 1511 ±213 (71) 3 3
分枝数 No1 of branches 214 ±116 119 ±111 (79) ns
单株荚数 pods No. per plant 4619 ±2011 3413 ±1619 (62) 3 3
单株粒数 seeds No. per plant 10416 ±4619 5616 ±1519 (46) 3 3
株高 plant height (cm) 11717 ±815 5712 ±417 (49) 3 3
茎粗 stem diameter (cm) 110 ±011 016 ±011 (60) 3 3
单株粒重 seed weight per plant (g) 2512 ±815 1118 ±513 (45) 3 3
　　注 :同表 1. 　Note :The same as Table 1.
　　“SSS”模式使大豆增产 20 %左右[8 ] ,其核心技术是矮秆品种的应用[11 ] , HK808 的高度完全符合
“SSS”模式的品种要求。因此 ,HK808 培育成功将对高蛋白的高产大豆生产起到推动作用。
该大豆矮秆突变体培育成功填补了大豆育种上的空白 ,对该突变体的研究将加速大豆矮秆基因定
位 ,促进它在“SSS”生产上的应用。
致谢 :HK808 培育成功是在博士后合作导师 杨庆凯 、硕士导师 王守德 和博士导师一井真比古 3 位教授的关怀和支持下完成的 ,特
此致谢。
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