摘要：以大豆質(zhì)核互作雄性不育系JLCMS9A及其同型保持系JLCMS9B為試驗(yàn)材料，測定花芽期、花蕾期、成花期中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)的活性以及丙二醛(MDA)、淀粉、可溶性蛋白、可溶性糖、游離脯氨酸的含量，分析3個時期生長素(IAA)、赤霉素(GA3)、異戊烯基腺嘌呤核苷(iPA)、脫落酸(ABA)的含量及變化。結(jié)果表明，在花芽期不育系中的SOD、CAT活性以及MDA、游離脯氨酸的含量均高于保持系，而在花蕾期和成花期相反，其值均低于保持系;不育系的POD活性在花芽期顯著低于保持系，在花蕾期和成花期相反，其值均高于保持系;不育系9A的淀粉、可溶性糖含量整體呈上升趨勢，在花蕾期和成花期均低于保持系9B。花器官整個發(fā)育過程中，不育系9A的IAA含量呈先升后降的變化趨勢，iPA含量為逐漸升高趨勢，不育系各激素含量均低于保持系。不育系的IAA/ABA、IAA/GA3、IAA/iPA、ABA/GA3的比值與保持系存在差異。由此推斷，花器官發(fā)育生理特性的異常與大豆質(zhì)核互作雄性不育有關(guān)，花蕾期可能是大豆質(zhì)核互作雄性不育系花器官生理生化指標(biāo)發(fā)生異常的關(guān)鍵時期。

　　關(guān)鍵詞：大豆;質(zhì)核互作雄性不育;花器官;生理生化特性;抗氧化酶活性;內(nèi)源激素含量

　　大豆原產(chǎn)于我國，迄今已有5 000多年的栽培史，因此我國有豐富的大豆資源。大豆作為主要糧食作物之一，是人類所需蛋白質(zhì)和食用植物油的主要來源。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各方面對大豆的需求也日益增加。但由于大豆的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益較低，導(dǎo)致其種植面積低于玉米、水稻、小麥等主要糧食作物，我國大豆總產(chǎn)量明顯供不應(yīng)求。因此培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)的大豆是我國大豆育種的首要目標(biāo)，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)最有效的措施就是利用雜種優(yōu)勢。大豆質(zhì)核互作雄性不育系的發(fā)現(xiàn)為大豆雜種優(yōu)勢的利用提供了基礎(chǔ)[1]。

　　近年來，對于棉花[2]、水稻[3]、油菜[4]、煙草[5]、白菜[6-8]、玉米[9]等生理生化特性的研究較多，而關(guān)于大豆不育系及其生理生化特性的研究卻鮮有報(bào)道。研究者們發(fā)現(xiàn)植物雄性不育與其器官的物質(zhì)代謝、能量代謝、內(nèi)源激素以及其抗氧化酶活性有關(guān)。雄性不育系體內(nèi)的物質(zhì)含量減少，代謝速度降低。研究指出抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)]具有清除植物代謝過程中產(chǎn)生的氧自由基的作用，可以保持質(zhì)膜的穩(wěn)定性[10]，從而維持植物體內(nèi)活性氧的平衡。內(nèi)源激素與植物的不育性有關(guān)，是調(diào)節(jié)其生長發(fā)育的重要因子[11-12]。

　　我國大豆雄性不育的主要類型有細(xì)胞核雄性不育[13-15]、質(zhì)核互作雄性不育[16-18]和光溫敏雄性不育3種[19-21]。本試驗(yàn)以大豆質(zhì)核互作雄性不育系及其同型保持系作為試驗(yàn)材料，通過測定花器官發(fā)育不同時期中的SOD、POD、CAT活性，丙二醛(MDA)、淀粉、可溶性蛋白、可溶性糖、游離脯氨酸的含量以及生長素(IAA)、赤霉素(GA3)、異戊烯基腺嘌呤核苷(iPA)、脫落酸(ABA)等內(nèi)源激素含量及其動態(tài)含量的變化，探究其與不育性的相關(guān)性，以期為選育大豆優(yōu)良不育系及不育機(jī)制研究提供理論依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗(yàn)材料

　　以吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所提供的大豆不育系JLCMS9A與同型保持系JLCMS9B為試驗(yàn)材料，下文分別用9A、9B表示。于2019年5月播種于內(nèi)蒙古民族大學(xué)北區(qū)試驗(yàn)地，試驗(yàn)設(shè)為3個小區(qū)，每個小區(qū)的面積為20 m2，采用等行距相間種植，株行距為15 cm×60 cm，每個小區(qū)種植6行。試驗(yàn)材料均在同一時期進(jìn)行播種，且在生長期間采用相同的管理措施進(jìn)行田間管理。

　　1.2 樣品采集

　　于盛花期開始取樣，對主莖第4節(jié)位以上的花芽、花蕾、成花分別進(jìn)行取樣，重復(fù)3次，將樣品放入液氮進(jìn)行速凍，然后放入-80 ℃冰箱保存。

　　1.3 測定項(xiàng)目與方法

　　可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定，可溶性糖及淀粉含量采用硫酸蒽酮比色法測定，游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定，CAT活性采用紫外吸收法測定，SOD活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法測定，POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測定，MDA含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法測定。

　　采用間接酶聯(lián)免疫(ELISA)法分別測定不育系及同型保持系花器官不同發(fā)育時期生長素(IAA)、赤霉素(GA3)、異戊烯基腺嘌呤核苷(iPA)和脫落酸(ABA)的含量，3次重復(fù)。

　　1.4 數(shù)據(jù)分析

　　利用軟件DPS 16.05對測定指標(biāo)數(shù)據(jù)間的差異顯著性進(jìn)行分析，使用Excel 2016進(jìn)行柱狀圖繪制。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 花器官發(fā)育不同時期抗氧化酶活性的變化

　　如圖1所示，在花器官發(fā)育過程中，不育系9A的SOD活性呈下降趨勢，且在成花期達(dá)到顯著性差異;保持系9B的SOD活性則是先升高后降低，且花蕾期達(dá)到最高值(254.58 U/g)，達(dá)到顯著性差異。在花蕾期、成花期，保持系9B的SOD活性分別是不育系9A的1.18、1.58倍，均達(dá)到顯著性差異。在成花期，不育系9A的SOD活性驟降，推測成花期可能是發(fā)生敗育的時期。