本研究以异黄酮含量不同的4个品种为试材,连续3年在5个地点种植,分析了种植年份、地点和基因型对大豆异黄酮含量的影响。用异黄酮含量不同的2个大豆品种进行了砂培试验,分析氮素和磷素对大豆异黄酮含量的影响及大豆叶片、籽粒中异黄酮含量的积累动态,同时分析了叶片中异黄酮含量变化的分子机制。在哈尔滨地区2007-2008年采用7个品种设置不同种植密度和施氮量试验,分析了农艺措施对大豆异黄酮含量的影响。研究结果如下:1不同基因型大豆籽粒异黄酮含量生态差异研究1.1生态条件对大豆籽粒大豆黄素含量的影响不同种植年份对大豆黄素含量有极显著的影响。2005-2007年不同种植地点对大豆黄素含量每年都有极显著的影响,对3年结果进行联合方差分析后发现,不同种植地点对大豆黄素含量有显著的影响,高纬度有利于大豆黄素生成。2005-2007年不同基因型在每年对大豆黄素含量都有极显著的影响。互作效应对大豆黄素含量有较大影响,通过对基因型与种植地点的互作效应分析发现,不同品种对种植地点有较强的选择性。影响大豆黄素含量的各因素效应大小顺序为:年份＞基因型×年份×地点＞地点＞年份×地点。1.2不同生态条件对大豆籽粒黄豆黄素含量的影响不同种植年份对黄豆黄素含量有显著影响。2005-2007年,每年的不同种植地点对黄豆黄素含量都有极显著的影响,高纬度也有利于黄豆黄素生成。试验中每年不同基因型对黄豆黄素含量都有极显著的影响。互作效应对黄豆黄素含量有较大影响,通过对基因型与种植地点的互作效应分析发现,不同品种对种植地点有较强的选择性。影响黄豆黄素含量的各项因素效应大小顺序为:基因型×年份×地点＞年份＞年份×地点＞基因型。1.3不同生态条件对大豆籽粒染料木素含量的影响不同种植年份对染料木素含量没有显著的影响。试验中每年不同种植地点对染料木素含量都有极显著的影响,高纬度有利于染料木素生成。每年不同基因型都对染料木素含量有极显著的影响,3年结果联合方差分析中,基因型对染料木素含量有显著影响。互作效应对黄豆黄素含量有较大影响,通过对基因型与种植地点的互作效应分析发现,不同品种对种植地点有较强的选择性。影响染料木素含量的各项因素效应大小顺序为:年份×地点＞地点＞年份＞基因型×年份×地点＞基因型。1.4不同生态条件对大豆籽粒大豆异黄酮总含量的影响不同种植年份对大豆异黄酮总含量有极显著的影响。每年不同种植地点对大豆异黄酮总含量都有极显著的影响,对3年结果进行联合方差分析后发现,种植地点对大豆异黄酮总含量有显著影响,高纬度有利于大豆异黄酮生成。不同基因型对大豆异黄酮总含量有极显著影响。互作效应对大豆异黄酮总含量有较大影响,通过对基因型与种植地点的互作效应分析发现,不同品种对种植地点有较强的选择性。影响大豆异黄酮总含量的各项因素效应大小顺序为:年份＞地点＞年份×地点＞基因型×年份×地点＞基因型。2.栽培措施对大豆籽粒异黄酮含量的影响2.1盆栽条件下氮素和磷素对大豆籽粒异黄酮总含量的影响低氮素处理条件下,大豆籽粒异黄酮总含量显著高于中氮、高氮和空白处理条件下的异黄酮总含量。不同磷素处理条件大豆籽粒异黄酮总含量的变化规律存在品种间差异。低磷处理对东农51和垦鉴27的大豆籽粒异黄酮总含量均有提高的效果。在高磷处理条件下,垦鉴27大豆籽粒异黄酮总含量与中磷处理无显著差异,且其平均值还较中磷处理低;东农51在高磷处理下异黄酮总含量显著高于中磷与空白处理。不同年份大豆籽粒异黄酮总含量对肥料处理的反应不同。低氮处理具有促进提高大豆籽异黄酮总含量的作用。但是,不同年份低氮处理较其他处理增加幅度不同。年际间大豆籽粒异黄酮总含量对磷素反应不同,2007年低磷、中磷和高磷处理条件下大豆籽粒异黄酮总含量间无显著差异,三者均显著高于空白对照。2008年低磷处理异黄酮总含量显著高于中磷、高磷和空白对照,而中磷、高磷和空白对照的异黄酮总含量间无显著差异。2.2大田条件下栽培措施对异黄酮含量的影响2007年和2008年单年方差分析中种植密度、施氮量、基因型和它们互作对大豆籽粒中大豆黄素含量均有极显著的影响。两年的联合方差分析中,种植密度、基因型及各项互作项对大豆籽粒中大豆黄素含量均有极显著的影响。通过本试验认为,选用大豆品种黑农37,种植密度22万株/hm~2,纯氮施用量30 kg/hm~2均可提高大豆黄素含量。由于较强的互作效应的存在,以大豆黄素含量为目标性状进行大豆栽培生产时,应针对不同品种提出其特定的配套栽培措施。2007年和2008年单年方差分析中种植密度、施氮量、基因型及它们互作项对大豆籽粒中黄豆黄素含量均有极显著的影响。两年的联合方差分析中,种植密度、基因型及各项互作项对大豆籽粒中黄豆黄素含量均有极显著的影响。通过本试验认为,选用大豆品种黑农48,种植密度27万株/hm~2,纯氮施用量30 kg/hm~2均可提高黄豆黄素含量。由于互作效应的存在,以黄豆黄素含量为目标性状进行大豆栽培生产时,应针对不同品种提出其特定的配套栽培措施。2007年和2008年单年方差分析中栽培密度、施氮量、基因型及它们互作项对大豆籽粒中染料木素含量均有极显著的影响。两年的联合方差分析中,种植密度、施氮量、基因型及各项互作项对大豆籽粒中染料木素含量均有极显著的影响。选用品种东农51,22万株/hm~2种植密度,30kg/hm~2施氮量均有提高染料木素含量的效果。由于互作效应的存在,染料木素含量为目标性状进行大豆栽培生产时,应针对不同品种提出其特定的配套栽培措施。种植密度、施氮量、基因型及各项互作项对大豆籽粒中异黄酮总含量均有极显著的影响。22万株/hm~2种植密度,30kg/hm~2施氮水平,选用东农51与黑农37均有提高异黄酮总含量的效果。由于互作效应的存在,在以大豆异黄酮总含量为目标性状进行大豆栽培生产时,应针对不同品种提出其特定的配套栽培措施。3.大豆异黄酮积累动态规律及其分子机制分析3.1大豆发育过程中叶片异黄酮积累动态分析在均衡营养液处理条件下,两品种在浇营养液后较浇营养液前均有一个明显的异黄酮总含量及3种组份含量的降低,并且幅度很大。而在空白对照中,在浇营养液前后异黄酮总含量及3种组份含量没有明显的增减变化。异黄酮总含量及3种组份含量均在R1前后出现一个明显的波峰。说明进入花期前后,大豆叶片中异黄酮总含量出现一个积累高峰。3.2苯丙氨酸解氨基因相对表达量与大豆叶片中异黄酮总含量及3种苷元组份含量间有协同增减趋势。3.3发育中的大豆籽粒异黄酮总含量及3种苷元组份含量与籽粒发育日数呈极显著正相关。