新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (2): 353-360.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.02.011
• 作物遗传育种·分子遗传学·耕作栽培·种质资源 • 上一篇 下一篇
李俊茹(), 秦宁, 李文龙, 杜汇(), 李喜焕, 张彩英
收稿日期:
2021-06-09
出版日期:
2022-02-20
发布日期:
2022-03-22
通信作者:
杜汇
作者简介:
李俊茹(1994-),女,河北张家口人,硕士研究生,研究方向为大豆遗传育种与分子生物学,(E-mail) 1451339484@qq.com
基金资助:
LI Junru(), QIN Ning, LI Wenlong, DU Hui(), LI Xihuan, ZHANG Caiying
Received:
2021-06-09
Online:
2022-02-20
Published:
2022-03-22
Correspondence author:
DU Hui
Supported by:
摘要:
【目的】 研究大豆低聚糖及其组分含量遗传变异及其相关关系,遴选低聚糖及其组分含量特异种质,为大豆低聚糖含量遗传改良奠定物质基础。【方法】 采用高效液相色谱方法,鉴定336份大豆资源低聚糖及其组分含量,分析其遗传变异及相关性,并筛选高、低含量特异种质。【结果】 供试大豆资源蔗糖、棉籽糖、水苏糖、低聚糖含量平均为4.01%、1.16%、2.60%及7.77%,3种组分中以蔗糖含量最高,变异系数为15.21%、25.51%、19.16%与9.04%,以棉籽糖变异系数最大;低聚糖与蔗糖、棉籽糖、水苏糖间存在极显著正相关,蔗糖与棉籽糖间存在极显著正相关,而水苏糖与蔗糖、棉籽糖间存在极显著负相关;基于供试品种低聚糖及其组分含量,将其分为3类,并筛选出各组分高、低含量特异种质各5份,其中包括高含量种质呼交282、青杂豆、合丰44等,低含量种质宾县黑豆、哈12-4547、绥无腥豆3号等。【结论】 优化了大豆低聚糖及其组分含量检测方法,分离高效稳定;供试群体材料低聚糖及其组分含量存在丰富遗传变异,具有较大选择潜力。
中图分类号:
李俊茹, 秦宁, 李文龙, 杜汇, 李喜焕, 张彩英. 大豆籽粒低聚糖及其组分含量鉴定与特异种质筛选[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(2): 353-360.
LI Junru, QIN Ning, LI Wenlong, DU Hui, LI Xihuan, ZHANG Caiying. Identification of Seed Oligosaccharide and Its Components and Screening for Elite Germplasms in Soybean[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59(2): 353-360.
低聚糖 Oligosaccharide | 回归方程 Linear regression equation | 决定系数 Coefficient of determination |
---|---|---|
蔗糖 Sucrose | Y=88 909X+177.6 | 0.999 7 |
棉籽糖 Raffinose | Y=70 846X+6445.9 | 0.993 6 |
水苏糖 Stachyose | Y=84 945X-6 584.3 | 0.999 8 |
表1 低聚糖组分线性回归方程及其决定系数
Table 1 Linear regression equation and correlation coefficient of oligosaccharides
低聚糖 Oligosaccharide | 回归方程 Linear regression equation | 决定系数 Coefficient of determination |
---|---|---|
蔗糖 Sucrose | Y=88 909X+177.6 | 0.999 7 |
棉籽糖 Raffinose | Y=70 846X+6445.9 | 0.993 6 |
水苏糖 Stachyose | Y=84 945X-6 584.3 | 0.999 8 |
流动相配比 Ratio of mobile phase | 蔗糖Sucrose | 棉籽糖Raffinose | 水苏糖Stachyose | |||
---|---|---|---|---|---|---|
保留时间 Retention time | 理论塔板数 Theoretical plate | 保留时间 Retention time | 理论塔板数 Theoretical plate | 保留时间 Retention time | 理论塔板数 Theoretical plate | |
65∶35 | 5.583 | 5 342.550 | 7.035 | 5 975.969 | 9.085 | 6 199.417 |
70∶30 | 6.143 | 6 434.377 | 8.170 | 7 861.163 | 11.271 | 8 115.926 |
75∶25 | 8.725 | 6 758.959 | 14.315 | 8 833.943 | 24.685 | 9 113.752 |
表2 流动相比例
Table 2 Results of different ratio of mobile phase’s experiment
流动相配比 Ratio of mobile phase | 蔗糖Sucrose | 棉籽糖Raffinose | 水苏糖Stachyose | |||
---|---|---|---|---|---|---|
保留时间 Retention time | 理论塔板数 Theoretical plate | 保留时间 Retention time | 理论塔板数 Theoretical plate | 保留时间 Retention time | 理论塔板数 Theoretical plate | |
65∶35 | 5.583 | 5 342.550 | 7.035 | 5 975.969 | 9.085 | 6 199.417 |
70∶30 | 6.143 | 6 434.377 | 8.170 | 7 861.163 | 11.271 | 8 115.926 |
75∶25 | 8.725 | 6 758.959 | 14.315 | 8 833.943 | 24.685 | 9 113.752 |
编号 Number | 蔗糖 Sucrose(%) | 棉籽糖 Raffinose(%) | 水苏糖 Stachyose(%) |
---|---|---|---|
1 | 5.25 | 0.45 | 3.13 |
2 | 5.26 | 0.46 | 3.17 |
3 | 5.28 | 0.46 | 3.11 |
4 | 5.30 | 0.47 | 3.11 |
5 | 5.31 | 0.46 | 3.07 |
6 | 5.24 | 0.46 | 3.13 |
均值 | 5.27 | 0.46 | 3.12 |
标准差 | 0.03 | 0.01 | 0.03 |
相对标准偏差 | 0.53 | 1.72 | 1.04 |
表3 大豆低聚糖组分含量测定方法的技术重复精密度
Table 3 The precision analysis of soybean oligosaccharides methods on technical duplication
编号 Number | 蔗糖 Sucrose(%) | 棉籽糖 Raffinose(%) | 水苏糖 Stachyose(%) |
---|---|---|---|
1 | 5.25 | 0.45 | 3.13 |
2 | 5.26 | 0.46 | 3.17 |
3 | 5.28 | 0.46 | 3.11 |
4 | 5.30 | 0.47 | 3.11 |
5 | 5.31 | 0.46 | 3.07 |
6 | 5.24 | 0.46 | 3.13 |
均值 | 5.27 | 0.46 | 3.12 |
标准差 | 0.03 | 0.01 | 0.03 |
相对标准偏差 | 0.53 | 1.72 | 1.04 |
编号 Number | 蔗糖 Sucrose(%) | 棉籽糖 Raffinose(%) | 水苏糖 Stachyose(%) |
---|---|---|---|
1 | 5.17 | 0.45 | 3.15 |
2 | 5.22 | 0.45 | 3.21 |
3 | 5.10 | 0.44 | 3.14 |
4 | 5.18 | 0.45 | 3.21 |
5 | 5.18 | 0.45 | 3.20 |
6 | 5.16 | 0.44 | 3.19 |
均值 | 5.17 | 0.45 | 3.18 |
标准差 | 0.04 | 0.01 | 0.03 |
相对标准偏差 | 0.76 | 1.24 | 0.98 |
表4 大豆低聚糖组分含量测定方法的生物学重复精密度
Table 4 The precision analysis of soybean oligosaccharides methods on biological duplication
编号 Number | 蔗糖 Sucrose(%) | 棉籽糖 Raffinose(%) | 水苏糖 Stachyose(%) |
---|---|---|---|
1 | 5.17 | 0.45 | 3.15 |
2 | 5.22 | 0.45 | 3.21 |
3 | 5.10 | 0.44 | 3.14 |
4 | 5.18 | 0.45 | 3.21 |
5 | 5.18 | 0.45 | 3.20 |
6 | 5.16 | 0.44 | 3.19 |
均值 | 5.17 | 0.45 | 3.18 |
标准差 | 0.04 | 0.01 | 0.03 |
相对标准偏差 | 0.76 | 1.24 | 0.98 |
性状 Trait | 均值 Mean(%) | 变异范围 Range(%) | 标准差 SD(%) | 变异系数 CV(%) |
---|---|---|---|---|
蔗糖 Sucrose | 4.01 | 2.13~6.26 | 0.61 | 15.21 |
棉籽糖 Raffinose | 1.16 | 0.30~2.00 | 0.29 | 25.51 |
水苏糖 Stachyose | 2.60 | 0.95~3.87 | 0.50 | 19.16 |
低聚糖 Oligosaccharide | 7.77 | 5.63~11.13 | 0.70 | 9.04 |
表5 供试大豆品种资源籽粒低聚糖及组分含量遗传变异
Table 5 The genetic variation of oligosaccharide and its component contents in soybean varieties
性状 Trait | 均值 Mean(%) | 变异范围 Range(%) | 标准差 SD(%) | 变异系数 CV(%) |
---|---|---|---|---|
蔗糖 Sucrose | 4.01 | 2.13~6.26 | 0.61 | 15.21 |
棉籽糖 Raffinose | 1.16 | 0.30~2.00 | 0.29 | 25.51 |
水苏糖 Stachyose | 2.60 | 0.95~3.87 | 0.50 | 19.16 |
低聚糖 Oligosaccharide | 7.77 | 5.63~11.13 | 0.70 | 9.04 |
蔗糖 Sucrose | 棉籽糖 Raffinose | 水苏糖 Stachyose | 低聚糖 Oligosaccharide | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
组限 Group limits (%) | 次数 Number (个) | 频率 Percent (%) | 组限 Group limits (%) | 次数 Number (个) | 频率 Percent (%) | 组限 Group limits (%) | 次数 Number (个) | 频率 Percent (%) | 组限 Group limits (%) | 次数 Number (个) | 频率 Percent (%) |
1.99~2.27 | 1 | 0.30 | 0.24~0.36 | 1 | 0.30 | 0.85~1.04 | 1 | 0.30 | 5.45~5.82 | 2 | 0.60 |
2.27~2.54 | 1 | 0.30 | 0.36~0.47 | 1 | 0.30 | 1.04~1.24 | 2 | 0.60 | 5.82~6.18 | 2 | 0.60 |
2.54~2.82 | 2 | 0.60 | 0.47~0.58 | 4 | 1.19 | 1.24~1.43 | 3 | 0.89 | 6.18~6.55 | 10 | 2.98 |
2.82~3.09 | 16 | 4.76 | 0.58~0.70 | 6 | 1.79 | 1.43~1.63 | 2 | 0.60 | 6.55~6.91 | 13 | 3.87 |
3.09~3.37 | 26 | 7.74 | 0.70~0.81 | 28 | 8.33 | 1.63~1.82 | 10 | 2.98 | 6.91~7.28 | 46 | 13.69 |
3.37~3.64 | 44 | 13.10 | 0.81~0.92 | 38 | 11.31 | 1.82~2.02 | 20 | 5.95 | 7.28~7.65 | 68 | 20.24 |
3.64~3.92 | 65 | 19.35 | 0.92~1.03 | 43 | 12.80 | 2.02~2.22 | 35 | 10.42 | 7.65~8.01 | 79 | 23.51 |
3.92~4.20 | 63 | 18.75 | 1.03~1.15 | 50 | 14.88 | 2.22~2.41 | 45 | 13.39 | 8.01~8.38 | 68 | 20.24 |
4.20~4.47 | 46 | 13.69 | 1.15~1.26 | 50 | 14.88 | 2.41~2.61 | 44 | 13.10 | 8.38~8.75 | 29 | 8.63 |
4.47~4.75 | 32 | 9.52 | 1.26~1.37 | 40 | 11.90 | 2.61~2.80 | 55 | 16.37 | 8.75~9.11 | 9 | 2.68 |
4.75~5.02 | 23 | 6.85 | 1.37~1.49 | 32 | 9.52 | 2.80~3.00 | 49 | 14.58 | 9.11~9.48 | 2 | 0.60 |
5.02~5.30 | 7 | 2.08 | 1.49~1.60 | 16 | 4.76 | 3.00~3.19 | 31 | 9.23 | 9.48~9.85 | 2 | 0.60 |
5.30~5.57 | 5 | 1.49 | 1.60~1.71 | 15 | 4.46 | 3.19~3.39 | 19 | 5.65 | 9.85~10.21 | 3 | 0.89 |
5.57~5.85 | 3 | 0.89 | 1.71~1.83 | 6 | 1.79 | 3.39~3.58 | 13 | 3.87 | 10.21~10.58 | 1 | 0.30 |
5.85~6.13 | 1 | 0.30 | 1.83~1.94 | 3 | 0.89 | 3.58~3.78 | 6 | 1.79 | 10.58~10.94 | 1 | 0.30 |
6.13~6.40 | 1 | 0.30 | 1.94~2.05 | 3 | 0.89 | 3.78~3.97 | 1 | 0.30 | 10.94~11.31 | 1 | 0.30 |
表6 供试大豆品种资源籽粒低聚糖及组分含量分布
Table 6 The distribution of oligosaccharide and its component contents in soybean varieties
蔗糖 Sucrose | 棉籽糖 Raffinose | 水苏糖 Stachyose | 低聚糖 Oligosaccharide | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
组限 Group limits (%) | 次数 Number (个) | 频率 Percent (%) | 组限 Group limits (%) | 次数 Number (个) | 频率 Percent (%) | 组限 Group limits (%) | 次数 Number (个) | 频率 Percent (%) | 组限 Group limits (%) | 次数 Number (个) | 频率 Percent (%) |
1.99~2.27 | 1 | 0.30 | 0.24~0.36 | 1 | 0.30 | 0.85~1.04 | 1 | 0.30 | 5.45~5.82 | 2 | 0.60 |
2.27~2.54 | 1 | 0.30 | 0.36~0.47 | 1 | 0.30 | 1.04~1.24 | 2 | 0.60 | 5.82~6.18 | 2 | 0.60 |
2.54~2.82 | 2 | 0.60 | 0.47~0.58 | 4 | 1.19 | 1.24~1.43 | 3 | 0.89 | 6.18~6.55 | 10 | 2.98 |
2.82~3.09 | 16 | 4.76 | 0.58~0.70 | 6 | 1.79 | 1.43~1.63 | 2 | 0.60 | 6.55~6.91 | 13 | 3.87 |
3.09~3.37 | 26 | 7.74 | 0.70~0.81 | 28 | 8.33 | 1.63~1.82 | 10 | 2.98 | 6.91~7.28 | 46 | 13.69 |
3.37~3.64 | 44 | 13.10 | 0.81~0.92 | 38 | 11.31 | 1.82~2.02 | 20 | 5.95 | 7.28~7.65 | 68 | 20.24 |
3.64~3.92 | 65 | 19.35 | 0.92~1.03 | 43 | 12.80 | 2.02~2.22 | 35 | 10.42 | 7.65~8.01 | 79 | 23.51 |
3.92~4.20 | 63 | 18.75 | 1.03~1.15 | 50 | 14.88 | 2.22~2.41 | 45 | 13.39 | 8.01~8.38 | 68 | 20.24 |
4.20~4.47 | 46 | 13.69 | 1.15~1.26 | 50 | 14.88 | 2.41~2.61 | 44 | 13.10 | 8.38~8.75 | 29 | 8.63 |
4.47~4.75 | 32 | 9.52 | 1.26~1.37 | 40 | 11.90 | 2.61~2.80 | 55 | 16.37 | 8.75~9.11 | 9 | 2.68 |
4.75~5.02 | 23 | 6.85 | 1.37~1.49 | 32 | 9.52 | 2.80~3.00 | 49 | 14.58 | 9.11~9.48 | 2 | 0.60 |
5.02~5.30 | 7 | 2.08 | 1.49~1.60 | 16 | 4.76 | 3.00~3.19 | 31 | 9.23 | 9.48~9.85 | 2 | 0.60 |
5.30~5.57 | 5 | 1.49 | 1.60~1.71 | 15 | 4.46 | 3.19~3.39 | 19 | 5.65 | 9.85~10.21 | 3 | 0.89 |
5.57~5.85 | 3 | 0.89 | 1.71~1.83 | 6 | 1.79 | 3.39~3.58 | 13 | 3.87 | 10.21~10.58 | 1 | 0.30 |
5.85~6.13 | 1 | 0.30 | 1.83~1.94 | 3 | 0.89 | 3.58~3.78 | 6 | 1.79 | 10.58~10.94 | 1 | 0.30 |
6.13~6.40 | 1 | 0.30 | 1.94~2.05 | 3 | 0.89 | 3.78~3.97 | 1 | 0.30 | 10.94~11.31 | 1 | 0.30 |
性状 Trait | 蔗糖 Sucrose | 棉籽糖 Raffinose | 水苏糖 Stachyose |
---|---|---|---|
棉籽糖 Raffinose | 0.351** | ||
水苏糖 Stachyose | -0.415** | -0.298** | |
低聚糖 Oligosaccharide | 0.721** | 0.513** | 0.224** |
表7 供试大豆品种资源籽粒低聚糖及组分含量相关性
Table 7 The correlation analysis of oligosaccharide and its component contents in soybean
性状 Trait | 蔗糖 Sucrose | 棉籽糖 Raffinose | 水苏糖 Stachyose |
---|---|---|---|
棉籽糖 Raffinose | 0.351** | ||
水苏糖 Stachyose | -0.415** | -0.298** | |
低聚糖 Oligosaccharide | 0.721** | 0.513** | 0.224** |
类别 Type | 品种 Representative variety | 品种个数 Number | 低聚糖含量均值 Mean of Oligosaccharide(%) |
---|---|---|---|
Ⅰ | 吉林3号、大粒黄、青杂豆、黑河9号、呼交282 | 9 | 10.08 |
合丰29、黑河1号、宝丰8号、疆丰23-3412、 | |||
Ⅱ | 六十天还家、海伦嘟噜豆、小白豆、桦南小金豆、宝青绿大豆、 | 323 | 7.72 |
茶秣食豆、黑鉴1、合丰26、绥农6、褐脐、蓑衣领、涝洲白脐大豆 | |||
蛟河紫花1、蓝脐、舒兰满仓金、伊通满仓金、大红脐黑豆、黑大豆、 | |||
绿瓤黑豆、方正秣食豆、小金黄1、金元1、哈1、小白脐、珲春豆、 | |||
吉育47、东农4号、丰收1号、黑河3号、黑河51、黑河54、牡丰1号、 | |||
元宝金、荆山扑、毛豆、羊角蜜、采种圃、双城4、压破车、白毛霜等 | |||
Ⅲ | 黑秣食豆、黑秣豆、吉育105、哈12-4547 | 4 | 6.54 |
表8 供试大豆品种资源籽粒低聚糖及组分含量聚类
Table 8 The cluster analysis of oligosaccharide and its component contents in soybean
类别 Type | 品种 Representative variety | 品种个数 Number | 低聚糖含量均值 Mean of Oligosaccharide(%) |
---|---|---|---|
Ⅰ | 吉林3号、大粒黄、青杂豆、黑河9号、呼交282 | 9 | 10.08 |
合丰29、黑河1号、宝丰8号、疆丰23-3412、 | |||
Ⅱ | 六十天还家、海伦嘟噜豆、小白豆、桦南小金豆、宝青绿大豆、 | 323 | 7.72 |
茶秣食豆、黑鉴1、合丰26、绥农6、褐脐、蓑衣领、涝洲白脐大豆 | |||
蛟河紫花1、蓝脐、舒兰满仓金、伊通满仓金、大红脐黑豆、黑大豆、 | |||
绿瓤黑豆、方正秣食豆、小金黄1、金元1、哈1、小白脐、珲春豆、 | |||
吉育47、东农4号、丰收1号、黑河3号、黑河51、黑河54、牡丰1号、 | |||
元宝金、荆山扑、毛豆、羊角蜜、采种圃、双城4、压破车、白毛霜等 | |||
Ⅲ | 黑秣食豆、黑秣豆、吉育105、哈12-4547 | 4 | 6.54 |
类型 Type | 低聚糖 Oligosaccharide(%) | 蔗糖 Sucrose(%) | 棉籽糖 Raffinose(%) | 水苏糖 Stachyose(%) |
---|---|---|---|---|
高含量 | 合丰29(10.01) | 吉林3号(5.59) | 黑河21(1.86) | 辽08012(3.64) |
High content | 疆丰23-3412(10.21) | 呼交282(5.69) | 呼交282(1.92) | 合丰38(3.69) |
青杂豆(10.28) | 宝丰8号(5.81) | 疆丰23-3412(1.95) | 黑秣食豆(3.70) | |
大粒黄(10.64) | 大粒黄(5.89) | 毛豆(1.98) | 黑秣豆(3.77) | |
呼交282(11.13) | 青杂豆(6.26) | 合丰44(2.00) | 哈14-2146(3.87) | |
低含量 | 宾县黑豆(5.63) | 哈12-4547(2.13) | 黑秣食豆(0.30) | 绥无腥豆3号(0.95) |
Low content | 哈12-4547(5.79) | 吉育105(2.43) | 吉育105(0.45) | 合农69(1.08) |
绥农1号(6.12) | 黑秣豆(2.62) | 吉育86(0.51) | 黑河27(1.26) | |
东农绿芽豆1号(6.14) | 东农绿芽豆1号(2.64) | 青秣食豆(0.56) | 丰收10号(1.32) | |
绥农20(6.29) | 金山茶秣食豆(2.85) | 龙泉大豆(0.56) | 宾县黑豆(1.34) |
表9 遴选出的大豆籽粒低聚糖及组分含量特异种质
Table 9 The selected soybean germplasms of oligosaccharide and its component contents
类型 Type | 低聚糖 Oligosaccharide(%) | 蔗糖 Sucrose(%) | 棉籽糖 Raffinose(%) | 水苏糖 Stachyose(%) |
---|---|---|---|---|
高含量 | 合丰29(10.01) | 吉林3号(5.59) | 黑河21(1.86) | 辽08012(3.64) |
High content | 疆丰23-3412(10.21) | 呼交282(5.69) | 呼交282(1.92) | 合丰38(3.69) |
青杂豆(10.28) | 宝丰8号(5.81) | 疆丰23-3412(1.95) | 黑秣食豆(3.70) | |
大粒黄(10.64) | 大粒黄(5.89) | 毛豆(1.98) | 黑秣豆(3.77) | |
呼交282(11.13) | 青杂豆(6.26) | 合丰44(2.00) | 哈14-2146(3.87) | |
低含量 | 宾县黑豆(5.63) | 哈12-4547(2.13) | 黑秣食豆(0.30) | 绥无腥豆3号(0.95) |
Low content | 哈12-4547(5.79) | 吉育105(2.43) | 吉育105(0.45) | 合农69(1.08) |
绥农1号(6.12) | 黑秣豆(2.62) | 吉育86(0.51) | 黑河27(1.26) | |
东农绿芽豆1号(6.14) | 东农绿芽豆1号(2.64) | 青秣食豆(0.56) | 丰收10号(1.32) | |
绥农20(6.29) | 金山茶秣食豆(2.85) | 龙泉大豆(0.56) | 宾县黑豆(1.34) |
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