本研究利用百粒重不同且品质各异的三个亚有限型大豆品种作为研究材料,即大粒普通品种海339(H339)、中粒高蛋白品种黑农35(HN35)和小粒高脂肪品种垦农18(KN18),在3个种植密度下,于2007-2008年在中国科学院海伦农业生态实验站开展研究,重点探讨大豆子粒生长、子叶细胞数目、细胞生长速率、细胞体积和重量与内源激素(ABA、IAA、ZR和GA3)的关系,以及外源激素对大豆单粒重的影响,并研究了同化产物、籽粒脂肪酸和蛋白质的积累动态。籽粒灌浆过程中,大粒品种具有较高的籽粒干物质积累速率。籽粒灌浆速率与子叶细胞数目显著相关。大粒品种含有较多的子叶细胞数目,籽粒内子叶细胞体积大和单个细胞重量较高;而中小粒品种子叶细胞数目较少,籽粒内子叶细胞体积和重量较低。大粒品种大豆拥有较高的粒荚比。高的粒荚比表明大粒品种粒荚之间物质运输通畅,运转效率高,对籽粒灌浆和提高经济系数非常有利。大豆籽粒内ABA浓度变化和籽粒生长速率显著相关。大粒品种的ABA浓度始终高于其它两个大豆品种,尤其是在灌浆期后半段更为明显。籽粒内ABA浓度与籽粒生长速率呈显著正相关(P<0.05),黑农35相关性最高(r=0.92**),而海339和垦农18大豆的相关系数分别为0.85**和0.83**。在大粒品种中,GA3浓度与籽粒生长速率呈现显著正相关(r=0.87**);对于中粒品种(黑农35)来说,GA3浓度与籽粒生长速率呈弱正相关(r=0.63*),IAA浓度变化与籽粒灌浆速率相关性较低。在大豆籽粒灌浆进程中,海339和垦农18大豆籽粒内ZR浓度呈单峰型变化,高峰值出现在开花后40天,而黑农35大豆籽粒内ZR浓度保持相对平稳。籽粒内ZR浓度的变化与大豆籽粒品质有关。结荚初期进行光照的处理,使得不同粒重大豆籽粒产量均得到不同程度的提高,产量的增加是主要归因于百粒重的增加,对大粒品种而言,增加光照引起单粒重上升主要是增加了其子叶细胞的体积和重量,而对中小粒大豆而言,增加光照主要使其增加了子叶的细胞数目。籽粒发育过程中潜在库对光有效性的调节是通过子叶细胞数目和子粒生长速率来调控的。对大粒品种来说,在高密度情况下百粒重达到最大。各品种的单粒重的空间分布呈现“┃”的近似直线型分布,不同种植密度对大豆的单粒重影响较弱,但不同品种对种植密度的响应存在差异。小粒品种的单粒重对密度的反应具有很强的稳定性,而大粒品种的稳定性最弱。大粒品种籽粒中亚油酸、亚麻酸和硬脂酸含量最高,中粒品种中次之,小粒品种中的含量最低;小粒品种籽粒中棕榈酸和油酸含量最高,而中粒品种中次之,而大粒品种中的含量最低。大粒品种籽粒中的亚油酸含量随籽粒灌浆升高,亚麻酸含量在籽粒灌浆后期显著上升。不同大豆品种蛋白质相对含量明显不同。在开花后30天时,大粒品种蛋白质相对含量高,小粒品种脂肪含量最高,小粒品种大豆在籽粒灌浆过程中还有最高的可溶性糖相对含量,这与小粒品种大豆籽粒内物质转化速率较慢有关。而大粒品种中籽粒内物质转化速率较快,可溶性糖在籽粒中积累呈现较低的相对含量。虽然小粒品种的可溶性糖的相对含量要高于大粒品种,然而,在籽粒灌浆过程中,大粒品种可溶性糖的绝对含量高于小粒品种。上述研究结果为发掘激素信号、光合产物合成积累及其子叶细胞特性与粒重形成的关系,提供了科学依据,同时亦为高产大豆育种和种质资源的评价奠定关键生理基础。有关激素与大豆籽粒品质的关系需要进一步研究。