全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 28(3)：382— 385 2008年 5月
大豆突变新品系部分品质性状的分析
孟 滕 3，孟凡文2，张 达3，郝再彬3，4 ，李子院4
(1．黑龙江农业职业技术学院 ，黑龙江 佳木斯 154007；2．山东枣庄市山亭区北庄镇上十河小学 ，山东 枣庄 277218；
3．东北农业大学 生命科学学院 ，哈尔滨 150030；4．桂林工学院 材料与化学系 ，广西 桂林 541004)
摘 要：为丰富大豆种质资源，改良大豆品质 ，对现有的大豆品种进行改 良，以获得新 的大豆品系。大豆品种
高蛋白东农 42和高脂肪东农 163经 NaNs诱变处理后，分别在其 M6代品系中取 32份和 54份材料进行实
验，对它们的农艺性状(株高、百粒重等)和部分品质(脂肪、水溶蛋白和碱溶蛋白)进行 了分析 。结果表明：(1)
所有品系的品质性状的变异系数差别较大，说明在后代中进行品质性状筛选是有效的；(2)突变品系内脂肪含
量与水溶性蛋白含量呈显著负相关。
关键词：大豆 ；突变品系 ；品质性状
中图分类号：Q949．9 文献标识码 ：A 文章编号；1000—3142(2008)03—0382—04
Anal ‘ “ me q uality characteristi,ysis ot SO cs
in soybean mutants
MENG Teng1，u，MENG Fan-W en2，ZHANG Da3，HAO Zai-Bin3，4 ，LI Zi_Yuan4
(1．Heilongjiang Agricultural College of Vocational Technology，Jiamusi 154007，China；2．Shandong Shangshihe Primary Schoo1．
Beizhuang county，Zaozhuang 277218，China；3．Co llege of Life Sciences，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，
China；4．Department of Material and Chemical Engineering，Guilin University of Technology，Guilin 541004．China)
Abstract：In order to gain the new soybean variety strains，it is necessary to improve the existent soybean resource to
increase the soybean variety and improve the soybean qualities．After the soybean variety DongNong 42 which has
more protein than others and the DongNong 163 which have more fat than others were treated with NaNs，32 mu—
tants from DongNong 42 in its M6 generation and 54 from DongNong 163 were selected，and their agronomic charac—
teristics(high，hundred grains，etc．)and their qualities(fat，water-soluble protein and alkali dissolved protein)were an—
alyzed．The result indicates that：(1)the coefficients of variation of al strains’quality character are different，SO it is
effective to select qualitative character from the deseendants；(2)the content of fat and content of water-soluble protein
are remarkably negative correlation among variation strains．
Key words：soybean(Glycine max)；mutant strains；qualitative characters
大豆是人类蛋白质和食用油脂的重要来源，具
极高营养价值和广泛工业用途。大豆含蛋白质
40 9，6左右，其中含有人类所不能合成的 8种必需氨
基酸，素有 完 美蛋 白的美 称 ；大豆 内脂 肪 含 量在
20 左右，富含不饱和脂肪酸(魏勤芳等，2005)，所
以说大豆是营养价值很高的作物。20世纪 50年代
初 ，我国还是世界上出 口大豆最多的国家 ，总产量居
世界首位，但现已位居第四位，且是最大的进口国。
这主要是由于我国大豆的产量低，品质方面如蛋白
质含量和脂肪含量都不及美国等国家。大豆内部品
质中的蛋白质、脂肪、异黄酮等关系到大豆的营养价
值和特殊用途(周新安等，2001)。随着中国大豆优
势产业区划 的逐步形成与完善 以及大豆加工业专用
化和综合化利用的需要，优异品种及特殊种质资源
的选育和推广已变得越来越重要。所以创造具特殊
作用种质资源和选育优质的大豆是一项紧迫的任
收稿日期：2006—12—05 修回日期 ：2007-06—18
基金项 目：国家“863”项 目(2006AA100104)[Supported by National“863”Program(2006AA100104)]
作者简介：孟滕(1974一)，男，山东枣庄人，硕士研究生 ，主要研究方向为植物次生物质代谢 。
。通讯作者，教授，博士生导师，研究方向为生物化学(Author for correspondence，E-mail：Haozaibin610@126．com)
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3期 孟滕等：大豆突变新品系部分品质性状的分析 383
务，也具有重要的现实意义(焦碧婵等，2005)。
大豆诱发突变的研究始于 1957年。化学诱变剂
处理，大豆籽粒对蛋白质、脂肪含量、大豆油脂酸组成
等性状有改变作用，可拓宽大豆品质(王培英，1994)。
本实验将诱变后得到的新品系作为实验材料 ，来 自大
豆品种东农 163经化学诱变后得到 HS系列；来自东
农 42经化学诱 变后得到 HK系列 (郝再彬 等，
2004a)。对百粒重、株高等农艺性状和脂肪、水溶蛋
白、碱溶蛋白含量等进行了调查和分析，旨在从中选
育出与原品种差异极显著的品系，丰富大豆资源，改
良大豆品质，拓宽大豆品种数量，为推动黑龙江大豆
产业发展及结构调整提供科学依据。
1 材料与方法
1．1实验材料
54个 HS系列 (由东农 163诱变得 到的品系)
和 32个 HK系列(由东农 42诱 变得到的品系)。对
照品种为东农 42和东农 163。仪器：索氏提取器
(上海益恒实验仪器有限公司)，旋转蒸发器(上海申
生科技有限公司)，机械粉碎机(天津市泰斯特仪器
有限公司)，千分之一电子天平(梅特勒一托利多仪
器有限公司)，紫外可见分光光度计(上海瑞利分析
仪器有限公司)，烘箱(上海益恒实验仪器有限公
司)，离心机(上海棱光技术有限公司)，微量移液器。
试剂 ：石油醚(沸程 60～90℃)，考马斯亮蓝 G-250，
80 的磷酸 ，95 的乙醇。
1．2实验方法
1．2．1农艺性状数据获取 植株完全成熟后随机抽
样，测量株高、每株荚数和粒数，把各品系的一百粒
种子风干后称量，获得百粒重。
1．2．2大豆粗脂肪测定 选取定量洁净干燥大豆，破碎
100目过筛，包装称量，用索氏提取器提取粗脂肪，脱脂
6 h，脱脂粉取出于 105℃烘箱烘干 ，称量，测定粗脂肪
含量。计算公式：粗脂肪含量( )=(提取前样包重量
一 提取后样包重量)／(提取前样包重量一纸包重量)。
1．2．3大豆蛋白质测定 (1)标准水溶大豆蛋白制备：
称取一定量脱脂豆粉于 50 n1L离心管 中，加二次蒸馏
水溶解(豆粉 ：水=1：10)。在 4℃时，离心(4 000 r／
mJn)10 m_in，取上清，将所得上清液在 4℃时再离心
(10 000 r／re_in)10 m_in，取上清液，加入无水乙醇(先将
无水乙醇一20℃冰冻 3～5 min)，使乙醇终浓度为60 ，
离心(10 000 r／re_in)10 min，弃上清，再加入 60 的乙
醇溶解 ，在 4℃下离心(10 000 r／min)1～2 min，重复
该操作一次，弃上清，得白色沉淀。在白色沉淀中加
少量的二次蒸馏水，溶解后，过滤，tb,C,转移到干净的
烧杯中，低温冷冻干燥，所得白色结晶，即为标准水溶
性大豆蛋白。凯氏定氮测定含量 98．2％。(2)标准碱
溶大豆蛋白制备：方法和过程类似于水溶大豆蛋白制
备，只是把蒸馏水换成 0．5％ NaOH即可。(3)标准
蛋白曲线制备：根据郝再彬等(2004b)的方法进行。
(4)水溶、碱溶蛋白含量检测：称取 100 nag待测材料
的脱脂豆粉 ，放人 1．5 mL的离心管中，分别用 1 mL
二蒸水或0．5％ NaOH溶解，在 4℃时离心(4 000 r／
min)10 min，取上清液，稀释定容到20 mL后，取该液
体 1 mL，再加入 5 mL考马斯亮蓝试剂进行比色测
定。利用所做标准曲线计算蛋白含量。3次重复。
(5)诱变品系的选育：东农 42和东农 163的两大诱变
品系从 M3代后，性状都没有发生分离现象，这说明
遗传上已达到稳定，能进行选育。(6)数据分析处理：
对所得到的数据进行 CORREEL分析和 T检验。
2 结果与分析
2．1东农 163突变品系性状分析
2．1．1农 艺性状 百粒重最大值 28．10，最小值
22．98，对照 26，变异极值 5．12，变异系数 0．04；单
株粒数最大值 276，最小粒数 59．67，对照 129，变异
极值达 216．33，变异系数大；最高株高达 105．80，矮
杆株高仅为 67．70，对照为 88．2，变异系数 0．10，变
异程度较高；单株荚数最多 102，最少 50．0，对照
59．33，变异系数较大为 0．18。在 四个农艺性状中，
单株粒数、株高和单株荚数等性状变异系数较大，说
明大豆的这些农艺性状易发生变化(表 1)。
2．1．2脂肪 本组共有 19份材料 的脂 肪含量高于
对照组东农 163(2O．97 )。变异幅度为 15．7 ～
17．3 ，其中 HS385的脂肪含量最高，为 24．59 ，
HS321的脂肪含量最低 为 17．67 (表 1)。
2．1．3水溶蛋白 水溶蛋白标准曲线的回归方程：Y
一 0．0056X+0．0183(R2=0．9959)。X：蛋白质浓度，Y：
595nm吸光度。测得东农 163突变品系的水溶性蛋白
含量在 27．0 ～36．2 间，对照品种 32．2 ，变异幅度
12．5 ～16．2 ，2O份材料水溶蛋白含量高于对照，占
总品系数量的 37．0 ，HS820的含量最高，34份材料
的含量低于对照 ，HS140的含量最低(表 1)。
2．1．4碱溶蛋白 碱溶蛋白标准曲线的回归方程：Y
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一 0．0043X+0．0485(R2—0．9960)。X：蛋白质浓度 ，
Y：595 nro_吸光度。测得东农 163突变品系碱溶蛋白
的含量在 31．7 ～40．0 之间，对照品种碱溶蛋白含
量为36．5 ，变异幅度 9．5 9／6～13．0 ，34份材料的
含量高于对照，占总品系数量的 63 ，HS321的含量
最高 ，20份材料的含量低于对照，HS383的含量最低
(表 1)。从农艺 性状和 内部品质 的变异 系数看，多
数性状的变异系数差别较大，说明本品系各性状间
稳定性不一致，其中百粒重性状变化程度最小，最稳
定，而单 株粒数是变异最大的性状。
表 1 来 自东农 163、42突变品系的性状分析
Table 1 Characteristic analysis of DongNong 1 63，42 mutant strains
性状
Characte ristic
东农 163 DongNong 163 东农 42 DongNong 42
平均值 Mean变异极值 VE 标准偏差 SD变异系数 VC平均值 Mean变异极值 VE 标准偏差 SD变异系数 VC
百粒重 WG(g)
单株粒数(个)NG
株高 Height(cm)
单株荚数(个)NPT
脂肪 Fat( )
水溶蛋白WSP( )
碱溶蛋白 ADP( )
25．36 5．12 0．89 0．04 25．22 8．38 1．6O
233．01 216．33 37．09 0．3O 125．82 152．00 32．93
85．44 38．10 8．43 0．10 92．04 70．6O 19．57
77．04 52．00 13．8O 0．18 75．91 87．OO 24．07
20．97 8．3O 2．10 0．06 17．98 0．O5 1．52
32．2O 6．90 1．62 0．O8 38．26 O．O6 1．67
36．50 9．2O 2．28 0．07 41．86 0．16 2．67
0．06
0．26
0．21
0．32
0．08
0．04
0．06
VE—Variation extremum；SD-Standard deviation；VC-Variation coefficient；WG-Weight／hundred grains；NG-No．of grains；NPT—No．of
pods／tree；WSP—Water-soluble protein；ADP—Alkali dissolved protein．The same below．
2．2东农 42突变品系性状分析
2．2．1农艺性状 百粒重平均数 25．22，对照 25．33，
变异系数 0．06，变异极值 8．38；单株粒数最大值
224．67，最小值 72．67，对照 155．33，变异极值达 152，
变异系数较大；株高平均值 92．04，对照 125．57，变异
极值达 70．6，变异系数为0．21，它也是一个易变化的
性状；单株荚数平均值 75．91，其中最大值 129，最小
值 42，对照 66．67，变异系数 0．32。通过几个农艺性
状的变异系数比较发现，单株荚数的变异范围最大，
将来形成新品系的可能性更大(表 1)。
2．2．2脂肪 本品系的脂肪含量明显低，平均 17．98 ，
范围 15．46 ～21．25 ，变异幅度 7．3 ～27．4 ，共
有 23份材料的脂肪含量高于东农 42(16．68 )，占总
品系 数 量 的 71．8 ，HK231的脂 肪 含 量 最 高 为
21．25 ；有 9份材料 的脂肪 酸含量低 于对 照，其 中
HK325的脂肪含量最低 ，为 15．46 (表 1)。
2．2．3水溶蛋白 水溶蛋白含量在 35．O9 ～41．76
之间，平均 38．26 ，变异幅度 3．9 ～12．67 ，27个
品系的水溶蛋白含量低于对照(40．08 )，仅有 5份
材料的水溶蛋白含量高于对照；HK376的含量最高
为 41．76 ，HK183的含量最低为 35．1 (表 1)。
2．2．4碱溶蛋 白 碱溶蛋 白的含量在 29．47 ～
45．39 之间 ，平均为 41．86 ，变异幅度为 1．6 ～
33．99 ，有 29份材 料 碱溶 蛋 白的含 量低 于对 照
(44．65 )，占总品系数量的 90．6 ，仅有 3份材料
的碱溶蛋白含量高于对照，其中 HK325的含量最
高(45．39 )，HK230的含量最低(29．47 )(表 1)。
从该品系各性状的变异系数来看，各种性状的
稳定性也不同，单株荚数变异系数达 0．32，而水溶
性蛋 白的系数只有 0．04。
2．3品系间各性状相关性分析
对各种性状进行相关分析，更能明确相关性状
间的本质，有利于了解各性状间复杂的遗传关系。
由东农 163诱变而来的品系，单株荚数和百粒重的
相关系数 、水溶性蛋 白和脂肪、碱溶性蛋白和脂肪、
碱溶性蛋 白和水溶性 蛋 白的相关系数都较大 ，通过
显著性检验最后得出：水溶性蛋白和脂肪存在极显
著的负相关性；脂肪含量与碱溶蛋白和水溶性蛋白
含量呈极显著负相关；水溶性蛋白和碱溶蛋白含量
呈极显著正相关；株高与碱溶性蛋白和水溶蛋白存
在显著正相关性(表 2)。
表 2 来 自东农 163突变品系各品质相关系数的
显著性检验 (to．05—2．004，to．01=2．669)
Table 2 TTEST of the qualitative characteristics
of DongNong 1 63 mutant strains
性状 单株粒 株高 单株荚数 脂肪 水溶蛋白 碱溶性
Characteristic数 NG Height NPT Fat WSP 蛋白ADP
百粒重 WG 0．011—0．932
单株粒数 NG ～ 一1．005
株高 Height ～ 一
单株荚数 NIT ～ 一
脂肪 Fat ～ 一
水溶蛋白wsP ～ 一
3．600 。 1．531 —0．702
- 0．534 -0．053 —0．936
0．563 -I．323 2．141。
— — 0．333 —0．509
一 一 一 1O．417一
由东农 42诱变而来的品系间的相关系数差别
也较大，通过显著性检验证明：脂肪含量和水溶蛋白
含量呈极显著负相关；单株粒数和株高呈显著正相
6 6 。 8 。 - 蛆 驺
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3期 孟滕等：大豆突变新品系部分品质性状的分析 385
关；水溶蛋白与碱溶蛋白呈极显著负相关；单株荚数
和百粒重存在显著负相关性；株高与碱溶性蛋白呈
极显著的正相关 (表 3)。
表 3 来 自东农 42突变品系品质性状间的
显著性检验 (to．05—2．004，to．01—2．669)
Table 3 TTEST of the qualitative characteristics
of DongNong 42 mutant strains
性状 单株粒 株高 单株荚数 脂肪 水溶蛋白 碱溶性
Characteristic数 NG Height NPT Fat WSP 蛋白 ADP
百粒重 WG 0．310 l_657 —3．122— 0．571 -1．024
单株粒数 NG 一 2．295 0．188 l_367 —0．716
株高 Height 一 一 一1_643 0．152 -0．751
单株荚数NPT 一 一 一 一l_979 1．043
脂肪 Fat 一 一 一 一 一5．575”
水溶蛋白WSP 一 一 一 一 一
3 结论和讨论
(1)品系间各种性状有差异，从变异系数大的性
状中进行筛选是有效的。根据国内外公认含量的优
质标准和育种攻关的品质 目标要求：脂肪分为高(含
量 2O 以上)、中(含量 18 ～2O )、低 (含 量 18
以下)三个级别(万超文等，1998)。由东农 163突变
得到的品系大多数脂肪含量都较高，其中38份材料
为高脂肪品系，占总品系数量的 70．3 9／5，13份材料
为中脂肪 品系，还有 3份材 料的脂 肪含量小 于
18 。就蛋白含量而言，水溶性蛋白和碱溶性蛋白
变化就不一致，大部分突变材料的两种蛋白含量均
高于对照，这说明对高脂肪品种东农 163进行诱变，
蛋白含量变化的潜力更大，但是否能选育出高蛋白
的品系还有待于进一步的研究。
从东农 163的诱变品系中可以选育出高水溶蛋
白和高碱溶蛋白新品系 4个，高水溶蛋白和高脂肪
12个，高碱溶蛋白和高脂肪 2个，高水溶蛋白高碱
溶蛋白和高脂肪 2个。
由高蛋白品种东农 42诱变得到品系的分析结
果可看出，本品系中大部分材料的脂肪含量低于
2O ，为中级和低级，仅有两份材料的脂肪含量高于
2O (占 6．2 )；17份材料为中脂肪含量品系(占
53．1 )，13份材料为低脂肪含量品系(占 40．6 )。
脂肪变化有类似于东农 163的现象。即提高脂肪含
量变化的可能性更大，变异范围更广，但要想得到高
于东农 163脂肪含量的品系有一定的难度。
从东农 42的诱变品系中，可以选育出不少的品
质优良的新品系：高水溶蛋白和高碱溶蛋白3个，高
水溶蛋白和高脂肪 5个，高碱溶蛋白和高脂肪 3个，
高水溶蛋白高碱溶蛋白和高脂肪 3个。
在东农 163经诱变处理得到的品系中，大多数
材料在蛋 白质含量和近半数材料在脂肪含量上都较
原品种有显著的提高，因此在品质性状上有较大的
提高；而东农 42经诱变后仅有少数材料在脂肪含量
和蛋白含量上有所提高，这说明东农 163是一个更
好的诱变育种材料。若从这些突变品系中选取特异
类型，在农业生产上具有重要的推广价值。
(2)脂肪和蛋白质等品质成负相关；多数农艺性
状间缺少显著相关性。品系脂肪含量与碱溶性蛋白
含量存在极显著负相关关系，所有品系的脂肪含量
与水溶蛋白含量也呈极显著负相关，这与杨庆凯
(1995)的研究结果相 同。蛋白质和脂肪在大豆种子
内的合成几乎同时进行，均需要糖酵解过程的中间
产物和释放的能量作为合成的碳源和能源。对有限
的碳源和能源的争夺是蛋白质和脂肪在合成过程中
形成负相关的物质基础。因此要选育蛋白质和脂肪
含量双高或多高品种的大豆品种非常困难。
本文只对两大品系的部分品质性状进行了分析
和研究，还不够全面、深入，要想完全得到有关突变
品系的品质分析，还有大量的工作要继续进行。
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