东北是我国大豆主产区,低温是降低大豆产量的主要因子。大豆整个生育期的各个阶段都易出现冷害,从而降低产量和品质,尤其萌发初期对低温敏感。在早春下播种时,由于低温常容易引起出苗时间延长造成畸形苗,或者种子霉烂变质而丧失发芽能力,造成大豆减产,为此加强大豆出苗耐低温性的相关研究对大豆生产具有积极的意义。本研究对470份国内外大豆资源进行室内分级筛选、室内验证和室外鉴定,选择部分有代表性资源进行SDS-PAGE分析蛋白亚基的变化趋势,并利用2-D技术寻找耐低温相关蛋白。实验结果如下:
1.结合前人研究和470份国内外大豆资源实验鉴定数据,建立了一套可行的室内筛选分级标准。标准为:在4℃下处理17天,相对发芽率≥80%为耐低温型,相对发芽率在50%79.9%之间为中间型,相对发芽率<50%为敏感型。470份资源中,耐低温型资源共有89份,占参试资源的18.9%,中间型资源有187份,占参试资源的39.8%,敏感型资源共有194份,占参试资源的41.3%。
从筛选的结果中不同类型资源各取30份,进一步进行室内验证。结果表明耐低温型30份中有27份仍属于耐低温型,符合率达90%,而敏感型有19份仍属于敏感型,符合率为63.3%,只有中间型有22份仍属于中间型,符合率为73.3%。
根据验证结果,各取耐低温型10份,敏感型5份和中间型5份进行室外鉴定。室外鉴定中,敏感型出苗指数（EI）、出苗势（EP）,最终出苗率（FEP）、出苗始期（IED）随播期推后,变化较大,而耐低温型变化较小,说明低温对耐低温型资源出苗影响不大,对敏感型资源影响大。对大豆各资源间与播期间各项出苗指标进行F测验,不同耐低温类型大豆出苗指数EI、出苗势EP、最终出苗率FEP和出苗始期IED的播期间和资源间均达差异极显著水平,说明不同类型资源的特异性,且这些指标受播期影响很大。进行多重比较后,耐低温类型各指标显著高于敏感型,这与芽期的萌发指数及萌发率显著性基本一致,证明了结果的可靠性。
2.根据室内筛选及室外鉴定结果选取3份耐低温型资源,3份敏感型资源。分别进行不同天数低温处理,取样后进行SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。随着低温处理天数的延长,耐低温资源与敏感资源7S含量均呈降低趋势,在低温处理的各个时期耐低温类型资源7S含量都比敏感型高,且耐低温资源与敏感资源相比,相对降低得较快,两种类型资源11S百分含量均呈上升的趋势,二者的11S/7S值也均随低温处理天数的延长而增加,大体上耐低温资源比敏感型的11S/7S值大,且增加得快。经低温处理后耐低温资源可以增加11S/7S的比值,11S球蛋白的营养价值高于7S球蛋白,营养价值以及一些蛋白的功能特性也增加。
3.对耐低温资源绥农14的子叶和真叶进行低温处理,利用2-D技术寻找耐低温相关蛋白。在绥农14子叶处理实验中,处理与对照表达量相差3.5倍以上的蛋白质点共获得29个,其中4℃处理上调表达有13点个,下调表达蛋白质点16个。在绥农14真叶处理实验中,处理与对照结果表达量相差3.5倍以上的蛋白质点共有20个,其中4℃处理上调表达有7点个,下调表达蛋白质点13个。选取部分表达量差异显著的蛋白点进行MALDI-TOF-MS质谱分析,鉴定出了与能量相关蛋白glyceraldehyde-3-phosphatedehy dehydrogenase,与信号转导相关的蛋白Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase,与抗性相关蛋白disease resistance protein RPP1-WsC等,这些蛋白都与耐低温性相关。
