CN107371530B - 一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，包括以下步骤：将玉米/大豆以1:1行比间作，待大豆成熟后，采收大豆种子；选取自然风干后选取大小均一，颗粒饱满，无病虫害的大豆种子，备用；将处理后的大豆种子种植于土壤中培养，发芽期间，定时定量喷洒适量自来水，种子经12～48h萌发。本发明间作大豆种子萌发期间的抗高温、抗盐胁迫、抗干旱胁迫以及抗ABA胁迫能力更强。间作大豆种子萌发过程中，负责脱落酸信号转导的两个关键基因GmABI4和GmABI5的转录水平较净作低，表明间作大豆种子萌发过程中，其ABA信号被削弱，使其在非生物胁迫条件下具有更强的萌发能力。

Description

一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法

技术领域

本发明属于大豆培育领域，具体地说，涉及一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法。

背景技术

近年来，随着全球气候变化，土壤退化以及灌溉措施管理不当，导致非生物胁迫(高温、干旱以及盐碱等)日趋严重，限制了作物生长发育，最终导致产量下降。大豆不仅是重要的粮食作物以及油料作物，也是重要的工业原料，在生产生活中扮演着重要角色。非生物胁迫能显著降低大豆种子萌发率，抑制幼苗生长，导致大豆严重减产。因此，增强大豆抗逆性对于增加大豆产量，提升品质具有重要意义。

在玉米/大豆间套作模式下，由于高位作物玉米的遮荫作用，导致大豆分枝减少，株高增加，干物质积累较少，易倒伏，产量降低。在玉米/大豆间套作栽培模式研究中，带型配置、作物密度、作物产量、经济效益以及作物对于光照、水分、养分等资源的利用等方面已有大量、深入的研究。种子萌发作为植物生长发育过程中的关键阶段之一，对于幼苗形态建成以及植株后期的生长具有重要影响；同时，它又是一个复杂的生理过程，受到一系列激素信号和环境因素的调控。在农业生产上，整齐、及时的出苗对作物高产稳产至关重要，尤其是在逆境胁迫条件下。近年来，虽然玉米/大豆间套作栽培模式推广面积不断增加，但是对于玉米/大豆间套作条件下收获的大豆种子在随后萌发期间的抗逆性研究依然比较薄弱。

玉米/大豆间作导致大豆的生长环境发生变化，从而导致大豆减产，其中光照的变化是最主要的因素。与净作大豆相比，间作大豆种子发育期间受到荫蔽胁迫，即光强减弱、光质改变(红光与远红光比值下降)。目前关于荫蔽的研究多集中在其对植物形态、生理的影响，而在种子发育过程中受到荫蔽胁迫对随后种子萌发期间的抗逆性具有怎样的影响，还值得进一步研究。本研究以玉米/大豆间作栽培模式下收获的大豆种子为实验材料，研究间作大豆种子萌发期间抗逆性(高温、盐胁迫、渗透胁迫以及ABA胁迫)，并进一步探讨造成间作大豆种子萌发期间抗逆性差异的原因，以期为玉米/大豆间作生产优良大豆种子提供理论借鉴。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的种植方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的种植方法，包括以下步骤：

步骤1、将玉米/大豆以1:1行比间作，待大豆成熟后，采收大豆种子；

步骤2、大豆种子预处理：选取自然风干后选取大小均一，颗粒饱满，无病虫害的大豆种子，备用；

步骤3、将步骤2处理后的大豆种子种植于土壤中培养，发芽期间，定时定量喷洒适量自来水，种子经12～48h萌发。

进一步地，步骤1中将玉米/大豆以1:1行比间作，待大豆成熟后，采收大豆种子具体为：

步骤1.1、选择试验地土壤、气候和玉米和大豆品种；

步骤1.2、收获小麦后，用有壁犁翻转土壤，以翻埋小麦残茬、杂草，疏松土壤，再用旋耕机粉碎土壤，平整耕地，达到播种的要求；

步骤1.3、播种：人工点播，播种深度为5-10cm；玉米，大豆等行距种植，每穴播两粒种子，分别于玉米3叶期进行间苗、5叶期定苗，每穴留一株；

步骤1.4、施肥管理：施肥方式为开沟均匀撒施，对玉米和大豆分别施底肥；分别于玉米苗期、拔节期与大喇叭口期在玉米行追施苗肥、拔节肥与攻苞肥；

步骤1.5、待大豆成熟后，采收大豆种子。

进一步地，步骤1.1中气候情况如下：温带季风气候，年平均气温13.7℃，年平均降雨量625mm，年无霜期一般为210d。

进一步地，步骤1.1中的试验地土壤为黏质壤土，土壤密度为1.24gm^-3，其中速效N，P和K分别为101，34，187mg/kg^-1。

进一步地，步骤1.1中的供试玉米品种为浚单26；大豆品种为菏豆19。

进一步地，步骤1.3中玉米，大豆等行距种植具体为：一行玉米一行大豆，行间距为0.5m，玉米株距为0.14m，大豆株距为0.07m。

进一步地，步骤1.4中施肥管理具体为：玉米行底肥为尿素35-40kg·hm^-2、过磷酸钙550-650kg·hm^-2和氯化钾120-180kg·hm^-2；大豆行底肥配施尿素60-90kg·hm^-2、过磷酸钙550-650kg·hm^-2和氯化钾45-75kg·hm^-2。

进一步地，所述过磷酸钙中P₂O₅的含量为12％；氯化钾中的K₂O含量为60％；苗肥为60-90kg·hm^-2尿素；拔节肥为120-180kg·hm^-2尿素；攻苞肥为碳铵720-780kg·hm^-2。

进一步地，步骤3中培养温度为20-25℃。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

本发明间作大豆种子萌发期间的抗高温、抗盐胁迫、抗干旱胁迫以及抗ABA胁迫能力更强。间作大豆种子萌发过程中，负责脱落酸(ABA)信号转导的两个关键基因GmABI4和GmABI5的转录水平较净作低，表明间作大豆种子萌发过程中，其ABA信号被削弱，使其在非生物胁迫条件下具有更强的萌发能力。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明间作大豆种子萌发速率分析；其中，A：萌发速率；B：幼苗长度；C：幼苗鲜重；MC：净作；IC：间作；

图2是本发明间作大豆种子萌发期间抗高温能力分析；其中，A：萌发速率；B：幼苗长度；C：幼苗鲜重；MC：净作；IC：间作；

图3是本发明间作大豆种子萌发期间抗甘露醇、葡萄糖以及聚乙二醇胁迫能力分析，其中，A：萌发速率(甘露醇)；B：幼苗长度(甘露醇)；C：幼苗鲜重(甘露醇)；D：萌发速率(葡萄糖)；E：幼苗长度(葡萄糖)；F：幼苗鲜重(葡萄糖)；G：萌发速率(聚乙二醇)；H：幼苗长度(聚乙二醇)；I：幼苗鲜重(聚乙二醇)；MC：净作；IC：间作；

图4是间作大豆种子萌发期间抗Nacl和ABA胁迫能力分析，其中，A：萌发速率(NaCl)；B：幼苗长度(NaCl)；C：幼苗鲜重(NaCl)；D：萌发速率(脱落酸)；E：幼苗长度(脱落酸)；F：幼苗鲜重(脱落酸)；MC：净作；IC：间作；

图5是本发明净作和间作大豆种子吸胀过程中GmABI4和GmABI5表达量，其中，A：GmABI4；B：GmABI5；MC：净作；IC：间作。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明公开了一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，包括以下步骤：

步骤1、将玉米/大豆以1:1行比(即一行大豆，一行玉米)间作，间距为0.5m，待大豆成熟后，采收大豆种子：

步骤1.1、选择试验地土壤、气候和玉米和大豆品种：气候属温带季风气候，年平均气温13.7℃，年平均降雨量625mm，年无霜期一般为210d。试验地土壤为黏质壤土，土壤密度为1.24gm^-3，其中速效N，P和K分别为101，34，187mg/kg^-1。供试玉米品种为浚单26(株型为半紧凑型，夏播全生育期98d左右)；大豆品种为菏豆19(株型收敛，有限结荚习性，生育期105d)。

步骤1.2、收获小麦后，用有壁犁翻转土壤，以翻埋小麦残茬、杂草，疏松土壤。再用旋耕机粉碎土壤，平整耕地，达到播种的要求。

步骤1.3、人工点播，播种深度为5-10cm。玉米，大豆等行距种植，即一行玉米一行大豆，行间距为0.5m。玉米株距为0.14m，大豆株距为0.07m，每穴播两粒种子，分别于玉米3叶期进行间苗、5叶期定苗，每穴留一株。施肥方式为开沟均匀撒施，玉米行底肥为尿素35-40kg·hm^-2、过磷酸钙550-650kg·hm^-2(12％P₂O₅)和氯化钾120-180kg·hm^-2(60％K₂O)；大豆行底肥配施尿素60-90kg·hm^-2、过磷酸钙550-650kg·hm^-2和氯化钾45-75kg·hm^-2。分别于玉米苗期、拔节期与大喇叭口期在玉米行追施苗肥(尿素60-90kg·hm^-2)、拔节肥(尿素120-180kg·hm^-2)与攻苞肥(碳铵720-780kg·hm^-2)，待大豆成熟后，采收大豆种子。

步骤2、大豆种子预处理：选取自然风干后选取大小均一，颗粒饱满，无病虫害的大豆种子，备用；

步骤3、将步骤2处理后的大豆种子种植于土壤中，培养温度为20-25℃，发芽期间，定时定量喷洒适量自来水，种子经12～48h萌发。

实施例1

一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，包括以下步骤：

步骤1、步骤1、将玉米/大豆以1:1行比(即一行大豆，一行玉米)间作，待大豆成熟后，采收大豆种子：

步骤1.1、选择试验地土壤、气候和玉米和大豆品种：气候属温带季风气候，年平均气温13.7℃，年平均降雨量625mm，年无霜期一般为210d。试验地土壤为黏质壤土，土壤密度为1.24gm^-3，其中速效N，P和K分别为101，34，187mg/kg^-1。供试玉米品种为浚单26(株型为半紧凑型，夏播全生育期98d左右)；大豆品种为菏豆19(株型收敛，有限结荚习性，生育期105d)。

步骤1.2、收获小麦后，用有壁犁翻转土壤，以翻埋小麦残茬、杂草，疏松土壤。再用旋耕机粉碎土壤，平整耕地，达到播种的要求。

步骤1.3、人工点播，播种深度为8cm。玉米，大豆等行距种植，即一行玉米一行大豆，行间距为0.5m；玉米株距为0.14m，大豆株距为0.07m，每穴播两粒种子，分别于玉米3叶期进行间苗、5叶期定苗，每穴留一株。施肥方式为开沟均匀撒施，玉米行底肥为尿素37.5kg·hm^-2、过磷酸钙600kg·hm^-2(12％P₂O₅)和氯化钾150kg·hm^-2(60％K₂O)；大豆行底肥配施尿素75kg·hm^-2、过磷酸钙600kg·hm^-2和氯化钾60kg·hm^-2。分别于玉米苗期、拔节期与大喇叭口期在玉米行追施苗肥(尿素75kg·hm^-2)、拔节肥(尿素150kg·hm^-2)与攻苞肥(碳铵750kg·hm^-2)，待大豆成熟后，采收大豆种子。

步骤2、大豆种子预处理：选取自然风干后选取大小均一，颗粒饱满，无病虫害的大豆种子，备用；

步骤3、将步骤2处理后的大豆种子种植于土壤中，培养温度为22℃，发芽期间，定时定量喷洒适量自来水，种子经30h萌发。

实施例2

一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，包括以下步骤：

步骤1、步骤1、将玉米/大豆以1:1行比(即一行大豆，一行玉米)间作，待大豆成熟后，采收大豆种子：

步骤1.1、选择试验地土壤、气候和玉米和大豆品种：气候属温带季风气候，年平均气温13.7℃，年平均降雨量625mm，年无霜期一般为210d。试验地土壤为黏质壤土，土壤密度为1.24gm^-3，其中速效N，P和K分别为101，34，187mg/kg^-1。供试玉米品种为浚单26(株型为半紧凑型，夏播全生育期98d左右)；大豆品种为菏豆19(株型收敛，有限结荚习性，生育期105d)。

步骤1.2、收获小麦后，用有壁犁翻转土壤，以翻埋小麦残茬、杂草，疏松土壤。再用旋耕机粉碎土壤，平整耕地，达到播种的要求。

步骤1.3、人工点播，播种深度为5cm，玉米，大豆等行距种植，即一行玉米一行大豆，行间距为0.5m；玉米株距为0.14m，大豆株距为0.07m，每穴播两粒种子，分别于玉米3叶期进行间苗、5叶期定苗，每穴留一株。施肥方式为开沟均匀撒施，玉米行底肥为尿素40kg·hm^-2、过磷酸钙550kg·hm^-2(12％P₂O₅)和氯化钾180kg·hm^-2(60％K₂O)；大豆行底肥配施尿素60kg·hm^-2、过磷酸钙650kg·hm^-2和氯化钾45kg·hm^-2。分别于玉米苗期、拔节期与大喇叭口期在玉米行追施苗肥(尿素90kg·hm^-2)、拔节肥(尿素120kg·hm^-2)与攻苞肥(碳铵780kg·hm^-2)，待大豆成熟后，采收大豆种子。

步骤2、大豆种子预处理：选取自然风干后选取大小均一，颗粒饱满，无病虫害的大豆种子，备用；

步骤3、将步骤2处理后的大豆种子种植于土壤中，培养温度为20℃，发芽期间，定时定量喷洒适量自来水，种子经48h萌发。

实施例3

一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，包括以下步骤：

步骤1、步骤1、将玉米/大豆以1:1行比(即一行大豆，一行玉米)间作，间距为0.5m，待大豆成熟后，采收大豆种子：

步骤1.1、选择试验地土壤、气候和玉米和大豆品种：气候属温带季风气候，年平均气温13.7℃，年平均降雨量625mm，年无霜期一般为210d。试验地土壤为黏质壤土，土壤密度为1.24gm^-3，其中速效N，P和K分别为101，34，187mg/kg^-1。供试玉米品种为浚单26(株型为半紧凑型，夏播全生育期98d左右)；大豆品种为菏豆19(株型收敛，有限结荚习性，生育期105d)。

步骤1.2、收获小麦后，用有壁犁翻转土壤，以翻埋小麦残茬、杂草，疏松土壤。再用旋耕机粉碎土壤，平整耕地，达到播种的要求。

步骤1.3、人工点播，播种深度为5-10cm。玉米，大豆等行距种植，即一行玉米一行大豆，行间距为0.5m。玉米株距为0.14m，大豆株距为0.07m，每穴播两粒种子，分别于玉米3叶期进行间苗、5叶期定苗，每穴留一株。施肥方式为开沟均匀撒施，玉米行底肥为尿素35kg·hm^-2、过磷酸钙650kg·hm^-2(12％P₂O₅)和氯化钾120kg·hm^-2(60％K₂O)；大豆行底肥配施尿素90kg·hm^-2、过磷酸钙550kg·hm^-2和氯化钾75kg·hm^-2。分别于玉米苗期、拔节期与大喇叭口期在玉米行追施苗肥(尿素60kg·hm^-2)、拔节肥(尿素180kg·hm^-2)与攻苞肥(碳铵720kg·hm^-2)，待大豆成熟后，采收大豆种子。

步骤2、大豆种子预处理：选取自然风干后选取大小均一，颗粒饱满，无病虫害的大豆种子，备用；

步骤3、将步骤2处理后的大豆种子种植于土壤中，培养温度为25℃，发芽期间，定时定量喷洒适量自来水，种子经12h萌发。

下面结合具体的实验来说明本发明的技术效果：

1材料与方法

1.1田间试验地点与材料

田间试验在山东省菏泽市牡丹区(35°15′09″N，115°25′05″E)四川农业大学教学科研基地内进行。该区位于菏泽市中部偏西，地处鲁、苏、豫、皖四省交界处。属温带季风气候，年平均气温13.7℃，年平均降雨量625mm，年无霜期一般为210d。供试玉米品种为浚单26(株型为半紧凑型，夏播全生育期98d左右)；大豆品种为菏豆19(株型收敛，有限结荚习性，生育期105d)。

1.2田间试验设计

试验采用随机区组设计。玉米/大豆以1:1行比间作，间距为0.5m。每个试验小区行长为6m，面积为36m²，设置3次重复。间作玉米和大豆株距分别为0.14m和0.07m，净作大豆株距为0.07m。

1.3净作、间作大豆种子萌发实验

取洁净9cm培养皿，放入两层定性滤纸，并加入12mL超纯水。待滤纸充分湿润后，分别放入大小均一，颗粒饱满，无明显病虫害的净作和间作大豆种子各20粒种子，每个处理4次重复，然后置于25±1℃培养箱中培养。分别统计12h，15h，18h，21h，24h，36h，48h后大豆种子的萌发速率并测定幼苗的长度及其鲜重。

1.4间作大豆种子萌发抗逆性实验

1.4.1高温处理：将收获的间作大豆种子放入有双层双圈中速定性滤纸的培养皿中，然后置于40±1℃培养箱中培养，定时定量喷洒适量自来水。分别统计12h，15h，18h，21h，24h，36h，42h，48h后的萌发数并计算萌发率；培养48小时后，取下胚轴和根，测量其总长及其干鲜重。

1.4.2甘露醇处理：将收获的间作大豆种子放入有双层双圈中速定性滤纸的培养皿中，然后置于25±1℃培养箱中培养，定时定量喷洒适量浓度为3％的Mannitol溶液。分别统计12h，15h，18h，21h，24h，36h，42h，48h，60h后的萌发数并计算萌发率；培养60小时后，取下胚轴和根，测量其总长及其干鲜重。

1.4.3葡萄糖处理：将收获的间作大豆种子放入有双层双圈中速定性滤纸的培养皿中，然后置于25±1℃培养箱中培养，定时定量喷洒适量浓度为3％的葡萄糖溶液。分别统计12h，15h，18h，21h，24h，36h，42h，48h后的萌发数并计算萌发率；培养48小时后，取下胚轴和根，测量其总长及其干鲜重。

1.4.4聚乙二醇处理：将收获的间作大豆种子放入有双层双圈中速定性滤纸的培养皿中，然后置于25±1℃培养箱中培养，定时定量喷洒适量浓度为10％的PEG溶液。分别统计12h，15h，18h，21h，24h，36h，42h，48h，60h，66h，72h后的萌发数并计算萌发率；培养72小时后，取下胚轴和根，测量其总长及其干鲜重。

1.4.5NaCl处理：将收获的间作大豆种子放入有双层双圈中速定性滤纸的培养皿中，然后置于25±1℃培养箱中培养，定时定量喷洒适量浓度为150mM的NaCl溶液。分别统计12h，15h，18h，21h，24h，36h，42h，48h，60h后的萌发数并计算萌发率；培养60小时后，取下胚轴和根，测量其总长及其干鲜重。

1.4.6脱落酸处理：将收获的间作大豆种子放入有双层双圈中速定性滤纸的培养皿中，然后置于25±1℃培养箱中培养，定时定量喷洒适量浓度为5μM的ABA溶液。分别统计12h，15h，18h，21h，24h，36h，42h，48h，60h后的萌发数并计算萌发率；培养60小时后，取下胚轴和根，测量其总长及其干鲜重。

1.5ABA信号转导途径关键基因表达量的检测

测定ABA信号转导途径关键基因表达量使用前人的方法^[24]。用热酚法提取RNA，然后使用Moloney murine leukemia virus反转录酶进行反转录(Promega Corporation)。荧光定量PCR使用SsoFast^TMEvaGreen Supermix(Bio-Rad)。以管家基因GmACTIN11为对照(表1)。

表1用于本研究的引物序列

1.6数据分析

实验数据采用Microsoft Excel 2007进行均值、标准误差计算、T检验及制图，幼苗的长度使用Image J软件测量。

2结果

2.1间作大豆种子萌发速率分析

种子萌发是衡量种子质量的一个重要方面，高质量的种子萌发率高，萌发速率快。结果显示，间作大豆种子萌发速率较净作大豆种子稍快，但二者差异不大(图1A)。进一步对其幼苗长度及鲜重测定表明，48h后间作大豆幼苗长度和鲜重都较净作大豆无明显差异(图1B和1C)。

2.2间作大豆种子萌发期间抗高温能力分析

温度作为重要的环境因子，对种子萌发具有重要的调控作用。结果表明，40℃高温抑制大豆种子萌发，但萌发12h内净作和间作种子萌发速率无差异。12h以后，间作大豆种子萌发速率较净作种子快。在36h时，间作与净作大豆种子萌发速率差异达到最大，间作高出净作23.33％(图2A)。48h后，间作大豆幼苗长度比净作大豆长，呈极显著差异(图2B)，鲜重也呈显著差异(2C)。

2.3间作大豆种子萌发期间抗甘露醇、葡萄糖以及聚乙二醇胁迫能力分析

用3％甘露醇处理大豆种子，结果表明，在前12h内，净作大豆种子完全未萌发，间作大豆萌发率为2.5％。之后两者萌发速率加快，以24h-36h萌发速率最快。整个萌发过程，间作大豆种子萌发速率更快，在24h时，两者差异最大，间作高出净作19.2％(图3A)。60h后，间作大豆幼苗长度比净作大豆长，差异极显著(图3B)，鲜重较净作大豆重，且差异极显著(图3C)。

在3％的葡萄糖溶液存在的情况下，大豆种子的萌发速率减慢。萌发期间，间作大豆萌发速率显著高于净作，其中以24h差距最大，高出19.58％(图3D)。48h后，间作大豆幼苗长度较净作大豆更长，差异极显著(图3E)，鲜重较净作大豆更重，差异显著(图3F)。

10％PEG处理大豆种子后，萌发明显受到抑制。24h时，净作大豆萌发率仅3.75％，而间作大豆种子的萌发率达到10％。整个萌发过程中，间作大豆萌发速率较净作大豆萌发速率快，其中以42h两者差异最大，间作大豆萌发率70％，净作大豆萌发率为45％。72h后，间作大豆萌发率较净作高6.5％(图3G)，且间作大豆幼苗长度更长、鲜重更重，差异显著(图3H和3I)。

2.4间作大豆种子萌发期间抗NaCl和脱落酸胁迫能力分析

高浓度的盐会对种子或者植物幼苗造成渗透胁迫以及离子毒害，进而抑制植物种子萌发或植株生长。研究结果表明，间作大豆种子萌发期间抗盐能力较强。在吸胀24h时，净作大豆种子几乎没萌发，间作大豆种子萌发率约为10％。24h后大豆种子进入快速萌发阶段，同时间作和净作大豆萌发速率的差异逐渐显现。间作种子萌发速率较净作快，36h差异最大，达到35％。60h后，间作大豆萌发率高于净作(图4A)。间作大豆幼苗长度较净作长，幼苗鲜重较净作重，且都差异显著(图4B和4C)。

在种子萌发过程中，ABA抑制种子萌发。本研究结果表明，5μM ABA溶液可抑制净作和间作大豆种子萌发，其中以净作大豆更为明显。萌发18h后，净作大豆种子仍未萌发，而间作大豆种子已萌发15％。净作和间作大豆种子萌发较为集中，24-36h内约有60％的大豆种子萌发。萌发24h时，间作大豆种子萌发率较净作高出21％(图4D)。60h后，间作大豆幼苗的比净作大豆更长，差异极显著(图4E)，鲜重较净作大豆更重，差异显著(图4F)。

2.5间作大豆种子萌发过程中脱落酸信号转导相关基因表达量分析

ABA在调节种子萌发和植物抗逆性扮演着重要角色。对间作大豆种子吸涨过程中ABA信号通路中的正调控因子GmABI4和GmABI5的转录水平进行测定。研究结果显示，在种子吸涨过程中，间作大豆种子中GmABI4和GmABI5的转录水平都明显低于净作大豆种子，其中吸涨3-6h时，差异最明显(图5A和5B)。

3讨论

种子是植物生长发育的重要阶段，种子质量的好坏直接影响种子的萌发以及出苗的整齐度，进而影响作物产量。玉米/大豆间作种植系统中，由于高位作物玉米的遮挡作用，导致间作大豆种子的发育是在荫蔽环境下完成的。已有研究表明，风铃草亲本生长期间光环境的改变会影响其子代种子的萌发率，即弱光下收获的风铃草种子的萌发率更高。种子萌发是衡量植物抗逆能力的一个重要方面。当种子在萌发的时候遇到极端温度、高盐、渗透胁迫、干旱等方面的胁迫时，抗逆性较强的种子内部会发生相应的生理生化反应，抵御外部逆境因子对种子的伤害，表现出较强的萌发能力。本发明表明，受到非生物胁迫时，间作大豆种子萌发速率较快，抗逆性较强。

ABA促进种子休眠，抑制种子萌发。在模式植物拟南芥中，过表达ABA合成基因，会使ABA含量增加，进而抑制种子萌发；与此相反，ABA合成基因的突变体的种子的休眠程度降低，萌发速率较野生型快。ABA信号转导也能影响种子萌发。ABI4和ABI5是两个ABA信号通路的关键的调控因子。研究表明，拟南芥abi4突变体种子休眠程度降低，萌发速率加快，ABI5基因在负调控种子萌发方面也扮演着重要的角色。此外，ABI4还参与植物对糖信号、盐胁迫以及干旱胁迫的响应，即abi4突变体对糖、盐以及干旱不敏感。本发明结果表明，间作大豆种子萌发期间对ABA敏感程度较净作大豆低(图4D)；间作大豆种子吸胀过程中其GmABI4和GmABI5的表达量都显著低于净作(图5A和5B)，即间作大豆种子萌发过程中ABA信号较净作大豆弱。因此，间作大豆种子萌发期间遭遇非生物胁迫时，能表现出较强的萌发能力。

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

序列表

<110> 四川农业大学

<120> 一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法

<130> 2017

<160> 6

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 1

atcttgactg agcgtggtta ttcc 24

<210> 2

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 2

gctggtcctg gctgtctcc 19

<210> 3

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 3

gaatcaacag caacagcaac a 21

<210> 4

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 4

accgaagaag catccatagc 20

<210> 5

<211> 18

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 5

cgagttccag cacagtct 18

<210> 6

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 6

tgttctcttc agcgttcca 19

Claims (5)

1.一种用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将玉米/大豆以1:1行比间作，待大豆成熟后，采收大豆种子；

步骤2、大豆种子预处理：自然风干后，选取大小均一，颗粒饱满，无病虫害的大豆种子，备用；

步骤3、将步骤2处理后的大豆种子种植于土壤中培养，发芽期间，定时定量喷洒适量自来水，种子经12～48h萌发；

步骤1中将玉米/大豆以1:1行比间作，待大豆成熟后，采收大豆种子具体为：

步骤1.1、选择试验地土壤、气候和玉米和大豆品种；

步骤1.2、收获小麦后，用有壁犁翻转土壤，以翻埋小麦残茬、杂草，疏松土壤，再用旋耕机粉碎土壤，平整耕地，达到播种的要求；

步骤1.3、播种：人工点播，播种深度为5-10cm；玉米，大豆等行距种植，每穴播两粒种子，分别于玉米3叶期进行间苗、5叶期定苗，每穴留一株；

步骤1.4、施肥管理：施肥方式为开沟均匀撒施，对玉米和大豆分别施底肥；分别于玉米苗期、拔节期与大喇叭口期在玉米行追施苗肥、拔节肥与攻苞肥；

步骤1.5、待大豆成熟后，采收大豆种子；

步骤1.1中的试验地土壤为黏质壤土，土壤密度为1.24g·m^-3，其中速效N，P和K分别为101，34，187mg/kg；

步骤1.3中玉米，大豆等行距种植具体为：一行玉米一行大豆，行间距为0.5m，玉米株距为0.14m，大豆株距为0.07m；

步骤1.4中施肥管理具体为：玉米行底肥为尿素35-40kg·hm^-2、过磷酸钙550-650kg·hm^-2和氯化钾120-180kg·hm^-2；大豆行底肥配施尿素60-90kg·hm^-2、过磷酸钙550-650kg·hm^-2和氯化钾45-75kg·hm^-2。

2.根据权利要求1所述的用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，其特征在于，步骤1.1中气候情况如下：温带季风气候，年平均气温13.7℃，年平均降雨量625mm，年无霜期一般为210d。

3.根据权利要求1所述的用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，其特征在于，步骤1.1中的供试玉米品种为浚单26；大豆品种为菏豆19。

4.根据权利要求1所述的用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，其特征在于，所述过磷酸钙中P₂O₅的含量为12％；氯化钾中的K₂O含量为60％；苗肥为60-90kg·hm^-2尿素；拔节肥为120-180kg·hm^-2尿素；攻苞肥为碳铵720-780kg·hm^-2。

5.根据权利要求1所述的用于提高大豆种子在萌发期间的抗逆能力的方法，其特征在于，步骤3中培养温度为20-25℃。

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