全 文 ：文章编号 :100028551 (2000) 0120021203
人工诱变改良大豆品质的研究
王培英　许德春　郭玉虹　孟丽芬　赵晓南
(黑龙江省农业科学院大豆研究所　黑龙江　哈尔滨　150086)
摘要 :为了创造大豆新种质 ,近几年采用γ射线、热中子等核辐射 ,以及甲烷磺酸乙酯
( EMS) 、叠氮化钠 (NaN3)等化学诱变剂处理 ,经过多年的研究 ,选育出黑农 41 大豆
的蛋白质含量为 45123 %、脂肪含量为 1818 % ;选育出 9023527 突变系为早熟、高蛋
白 (47153 %) 、高抗大豆病毒病及大豆灰斑病 ;同时筛选出一批高蛋白 (49 %～50 %) 、
高亚油酸 (60 %以上) 、低亚麻酸的优良突变系 ,为大豆基因库增添了新的优质资源 ,
确定了有效的诱变技术。
关键词 :人工诱变 　大豆品质
收稿日期 :1998210220
作者简介 :王培英(1940 —) ,女 ,山东烟台市人 ,黑龙江省农科院原子能所研究员。主要从事诱变育种技术及其应用研究。
禾本科作物诱发突变研究始于本世纪 20 年代后期 ,大豆方面的研究于 1957 年才开始 ,美
国、日本、德国、前苏联等国先后开展了物理和化学诱变研究。试验表明 ,热中子和 X 射线不
仅引起产量因子的遗传性变异 ,还可引起籽粒蛋白质和脂肪含量的突变。我国于 1958 年开始
大豆诱变研究 ,先后培育出黑农 4、黑农 16、辽豆 3 号、铁丰 18、黑农 37、黑农 26、黑农 38 等 25
个品种。进入 70 年代中期 ,人们对大豆要求的不再仅仅是产量 ,而是逐渐转向蛋白质、脂肪及
其组分上。Hamond 和 Fehr 研究指出 ,X射线与化学诱变剂对降低亚麻酸含量有较好的效果。
Wilcox 采用 EMS 处理获得了亚麻酸含量 314 %的突变体。
为了创造崭新的大豆种质 ,近几年我们采用γ射线 (急、慢照射) 、热中子、快中子等物理因
子以及甲烷磺酸乙酯 ( EMS) 、叠氮化钠 (NaN3) 等化学诱变剂处理 ,研究了不同诱变因素对大
豆籽粒蛋白质、脂肪含量、大豆油脂酸组成等性状的作用 ,探索改良大豆品质的可行途径。
1 　诱发大豆高蛋白含量变异的研究
国内外学者认为大豆蛋白质含量是典型数量性状 , F2 代变异幅度受亲限制 ,杂交后代的
蛋白质含量主要受高亲影响。理化因素可引起蛋白质含量的突变 ,而且可能不会造成脂肪含
量的大幅度下降。
111 　化学诱变剂引起蛋白质含量突变
EMS(012 % ,014 % ,p H = 7) ,NaN3 (01001 ,01003 ,01005mol/ L ,p H = 3)浸种处理稳定系种
子后 ,M2 、M3 代株系蛋白质含量的平均值、标准差、变异范围等均有提高 ,遗传力也较高。因
此 ,从 M2 代开始选择可收到良好效果。9223725 及23738 早熟突变系 (生育日数 105d 左右) ,
12　核 农 学 报　2000 ,14 (1) :21～23Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
蛋白质含量 3 年平均 45138 %和 45124 % ,较未处理对照 (44146 %)提高 0192 %和 0178 %。该
项研究确定 ,对蛋白质诱变效果较好的浓度是 EMS 014 % ,NaN3 01003 和 01005mol/ L [1 ] 。
112 　慢照射的诱变效果
60Coγ射线急、慢照射对大豆籽粒蛋白质含量表现了明显的诱变作用。尤其应提及的是
50 Gy (010146 Gy/ min)慢照射后 ,PI4231948A 大豆幼苗植株 (V E～V1 期) ,在 M1 、M2 代出现急
照射休眠种子从未出现的形态变异。M5 代入选了较原材料提早 5d 左右的 16 个单株 ,平均蛋
白质含量 47124 ±1124 % ,略高于未处理对照 (46127 ±1115 %) ,但变化范围在 45141 %～
50102 % ,大于对照 (46127 %～48138 %) [2 ] 。M8 代又出现熟期较原材料提高 2 周左右的突变
体 962191 ,其籽粒增大 ,百粒重 1916g ,未处理对照 1310g ,蛋白质含量 49181 % ,这是我省保存
资源中所没有的。
113 　突变系间有性杂交后代出现高蛋白质含量变异
7328955 是60Coγ射线 100 Gy 照射品种丰山 1 号风干种子后选育的耐轻盐碱丰产突变系 ,
蛋白质含量为 41171 %。8129825 是 5 ×1011热中子/ cm2 照射 ( Horosoy 63 ×群选 1 号) F1 风干
种子筛选出的双高突变系 ,蛋白质含量为 43154 %。从 (8129825 ×7328955) 有性杂交 F6 代入
选 862622 ,862623 系 ,蛋白质含量分别为 44189 %和 45123 % ,较双亲提高 1167 %～3199 %。
其中 862623 (已命名为黑农 41) 在哈尔滨生育期达 115d 左右 ,根系发达 ,耐轻盐碱和水涝灾
害 ,在黑龙江春播和宁夏、辽宁麦后夏播产量达 2250～3150kg/ hm2 。
为证实这一现象 ,又配制 (哈 7825775 ×8129825) 杂交组合 , F2 代群体蛋白质含量为
46180 % ,较双亲提高 3126 %和 1156 % , F3 代有 13 个个体蛋白质含量较双亲提高 0101 %～
1157 %。这种突变系间杂交后代出现的高蛋白质含量个体 ,为选育高蛋白大豆品种提供了机
会[1 ] 。
114 　有性杂交与人工诱变结合创造新的高蛋白基因组合
(合丰 22 ×PI4071788A) F1 经 3 ×1011热中子/ cm2 辐照处理 ,M5 代入选 9023527 等 3 个
突变系 ,成熟日数为 110d 左右 ,较母本合丰 22 早熟 1 周 (父本在哈尔滨不能成熟) 。蛋白质含
量为 47102 %～47153 % ,同时高抗大豆病毒病和大豆灰斑病 ,在东北三省保存的 34 份蛋白质
含量 47 %以上的春大豆资源中 ,还没有这样集早熟、抗病、高蛋白为一体的材料 ,为大豆基因
库增添了新种质。
2 　改善大豆油脂肪酸组成的研究
大豆油中不饱和脂肪酸对人体具有重要营养价值。如亚油酸对合成磷脂及对防治心血管
疾病有重要作用。亚麻酸也有类似作用 ,但它易氧化 ,含量较高时 ,常因氧化而降低油的品味
和贮藏性能。
我省大豆油中油酸含量平均 2115 % ,亚油酸含量 53199 % ,亚麻酸含量 9194 %。营养学
家认为 ,食用油中亚麻酸以 5 %～6 %为宜。如果为防止氧化变质 ,亚麻酸含量 310 %较适宜。
据此 ,我省大豆油品质改良的主要目标是提高亚油酸含量 ,适当降低亚麻酸含量。低亚麻酸自
然资源不多 ,采用常规选育方法降低亚麻酸含量较困难。
几年来 ,我们采用 EMS 012 %溶液 (p H = 7)处理大豆稳定系L F903 和 (合丰 25 ×8023249)
F1 后 ,大豆油中五种主要脂肪酸含量均发生遗传改变 ,方差比未处理对照提高 112～613 倍 ,
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差异显著或极显著。正向超亲频率为 5133 %～18167 % ,负向超亲频率 0 %～10 %。
5 种脂肪酸中相关性比较密切的是油酸、亚油酸和亚麻酸。M3 代群体与对照群体相关性
与其他学者研究一致 ,油酸与亚油酸、亚麻酸呈极显著负相关 ,亚油酸与亚麻酸呈极显著正相
关。但在 M2 代 , (合丰 25 ×8023249) F1 处理群体 ,亚麻酸和油酸、亚油酸相关系数分别为
01223 和 012144 ;L F903 处理群体 ,亚麻酸与亚油酸的相关系数为 01196 ,均不显著。可见 ,
EMS处理的第 2 群体不仅脂肪酸含量发生变异 ,而且某些脂肪酸间的相关关系也发生改
变[3 ] 。
处理后代出现一些突变类型 ,包括亚油酸含量在 60120 %～60169 %、较对照提高 3134 %
～4107 %、亚麻酸含量降低 10 %左右的类型 ;还有亚麻酸含量降低、亚油酸和油酸增加的类
型。经几代筛选 ,现对亚麻酸含量 31219 %～51169 %、亚油酸 601692 %的突变系在进行抗病
性和产量性状鉴定。试验表明 ,012 %EMS 对诱发大豆脂肪酸有益变异是有效的。
人工诱变的方法是创造高蛋白、高亚油酸、低亚麻酸等优良突变的可行途径。筛选出的优
良品种及材料为豆制品加工提供了优质原料。
参考文献 :
[ 1 ] 　王培英 ,等. 大豆高蛋白含量变异拓宽研究 ,大豆科学 ,1994 ,13 (1) :5～9
[ 2 ] 　王培英 ,等.γ射线照射大豆苗期植株的效果. 核农学报 ,1995 ,9 (1) :25～29
[ 3 ] 　王培英 ,等. EMS 诱发大豆脂肪酸组成优良突变的研究 ,核农学报 ,1992 ,7 (2) :81～87
IND UCED MUTATION FOR SOYBEAN QUAL ITY
WAN G Pei2ying 　Xu De2chun 　GUO Yu2hong
MEN G Li2fen 　ZHAO Xiao2nan
( Heilongjiang Academy of A gricult ural Sciences , Helongjiang prov . Haerbin ,150086)
ABSTRACT: Gamma rays of acute and cronic radiation , thermal neutrons as well as ethyl
methane sulphonate( EMS) ,sodium azide( Na N3) of chemical mutagens were used to improve the
qual ity of soybean seed. Some mutants of better qual ity were selected.“Heinong No. 41”With
proten and oil content of 45123 %and 18180 %respectively was tolerant to akal i2sal ine and had
a higher yield potential ;9023527 with earl ier mature ( 110 days of growth period) and high pro2
tein content( 47153 %) had a resistance to soyean mosaic virus( SMV) and frogeye l ief spot of
soybean. The mutants with higher l inoleic acid content( more than 60 %) and lower l inolenic acid
content( less than 315 %) were developed.
Key words :Induced mutation , soybean quality
32Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
2000 ,14 (1) :21～23