绿豆文献综述

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1、绿豆品种M2代诱变效应研究摘要：现代绿豆芽产业的健康持续发展需要优质专用的芽用绿豆品种、规模化的优质芽 用绿豆原料基地建设与生产为重要支撑。诱变育种是利用理化因素诱发变异，再通过选择育 成新品种的方法，辐射育种不仅可以有效地改良品种中的个别性状，而且可以创造一些新资 源。辐照诱变已经成为绿豆遗传改良的有效途径之一。同时，诱变育种具有缩短育种年限, 提高突变频率和创造新的基因型等特点，有助于加快芽用绿豆作物品种的选育。本研究以以 前期筛选的不同粒重和外观特性的6个芽用绿豆品种材料为基础，研究不同绿豆品种M2代 的诱变效应，以期为芽用绿豆品种寻找优良变异品种。1、研究意义绿豆是一种高蛋白、低脂肪、

2、中淀粉的医食同源豆类作物，是人们理想的营养保健食品。 绿豆含有丰富的蛋白质、B族维生素、各种矿物质及人体必需的各种氨基酸，并具有清热去 暑、消炎解毒、保肝明目、降低血压、防止动脉粥样硬化等功效。食用芽菜是近年来的新时尚，芽菜中以绿豆芽最为便宜，而且营养丰富，绿豆芽也是自然食用主义都所推崇的食品之一。绿豆在发芽过程中，维生素C会增加很多， 而且部分蛋白质也会分解为各种人所需的氨基酸，可达到绿豆原含量的七倍，所以绿 豆芽的营养价值比绿豆更大。近年来，随着产业结构调整、人们膳食观念的改变和对保健 意识的增强，对绿豆的需求量逐年增加，农民种植绿豆的积极性也越来越大。但是，由于开 花结荚的时间较长，成熟

3、期不一致，并且大多集中在干旱半干旱的地区，所以产量较低。因 此，培育抗旱的绿豆新品种，实现绿豆的高产、优质、高效的重要性愈来愈突出。绿豆是闭 花授粉作物，人工杂交成功率很低，一般采用天然突变从地方品种中筛选。现代绿豆芽产业的健康持续发展需要优质专用的芽用绿豆品种、规模化的优质芽 用绿豆原料基地建设与生产为重要支撑。芽菜用绿豆类作物品种选育已成为制约我国现 代绿豆产业发展的重要因素之一，诱变育种具有缩短育种年限，提高突变频率和创造新的基 因型等特点，有助于加快芽用绿豆类作物品种的选育。2、研究现状2.1国外世界上绿豆生产大国主要在亚洲。其中，中国、缅甸、印度、巴基斯坦、越南产量最 大，从品质上看

4、中国的绿豆优于这些国家，但在价格上这些国家却更具有竞争优势。日本不 产绿豆，但年消费量约5万吨以上，主要用于豆芽和淀粉生产，基本靠从中国、越南、缅甸.泰 国、澳大利亚进口，从中国进口数量约占其进口总量的80%以上。韩国从中国年进口绿豆约 7000多吨,主要消费用途与日本基本相同受消费习惯的影响，红小豆的消费主要集中在日本、 韩国和东南亚地区。中国年出口总量67万吨，出口额为3-4千万美元。日本红小豆年需求 量约10万吨，日本本国产量7万吨左右，年进口量一般在3万吨左右。日本除从中国进口近3 万吨外，还从美国、加拿大种植返销国内约3000多吨。韩国本国产量约1. 5万吨，年进口 量2万吨左右。2

5、. 2国内中国绿豆芽产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中 于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在 削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏 小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。目前关于不同绿豆品种对不同辐照剂量的辐照敏 感性的综合性研究较少，而运用诱变育种方法选育芽用绿豆品种也需要前期品种间辐射敏感 性的研究。3、不同植物辐射敏感性研究不同植物的辐射敏感性存在着明显的差异。Kernike（1904, 1905）发现，不论是用X射 线还是用Y射线辐照，十字花科植物较耐辐射，禾本科植物

6、次之，豆科植物对辐射较为敏感。 张瑞勋等用0-1500Gy 60Co y辐照，根据发芽率确定辐照敏感性依次为水稻 绿豆棉 花 糯玉米、甜玉米 大麦 油菜，与之结果一致。Al-Aubeai等（1981）通过对两个野 生和两载培种的菜豆的辐射敏感性的研究，不仅观察到不同种间的差异，而且还发现野生种 较栽培种耐辐射。植物辐射敏感性差异不仅表现在不同植物种间，即使遗传上相近的同一个 种内的不同品种之间也存在着差异。Smith（1942）肯定了三个一粒小麦品种辐射敏感性的不同。之后，品种辐射敏感性的 研究在许多植物中均有报道。Conger （1976）采用y射线和中子辐照，对玉米自交系及其杂 种的辐射敏

7、感性研究表明，自交系间辐射敏感性差异可达2倍，杂种特别是双交种比较耐辐 射，这与其杂种优势有关。Ukai等（1985）根据畸变细胞率和幼苗高度损伤程度将供试的 27个大豆品种的辐射敏感性分为敏感型和迟钝型两类。Soriano（1971 ）和Inoue （1980） 用苗高半致矮剂量HD50分别把水稻和大麦的品种辐射敏感性分为敏感型、中间型和迟钝型 三类。冯志杰等应用F uzzy聚类分析方法，把苗高损伤，存活率和籽粒产量等多种辐射敏感性 生物学指标综合在一起，将大麦、小麦品种辐射敏感性可分为极敏感型、敏感型、中间型、 迟钝型和极迟钝型五类。同时还在小麦上发现，辐射突变品种较耐辐射，地方品种次之，

8、杂 交重组品种对辐射较为敏感。王彩莲等用137Cs-y射线照射，将47个不同类型栽培大麦的辐 射敏感性根据幼苗生长抑制、细胞核大小、过氧化物同工酶活性、染色体畸变细胞率及核 DNA含量等多项指标同样分为该五类。康玉凡等用60Co-y射线照射，将25个苜蓿品种的辐 射敏感性根据M1代生活力、形态性状、育性、细胞学损伤及生理生化代谢特性等多项指标 也分为极敏感型、敏感型、中间型、迟钝型和极迟钝型五类。4、芽用豆类辐射诱变效应研究4.1农艺性状的诱变效应芽用豆类作物农艺性状的诱变效应主要表现在株高、茎粗、荚长、荚宽、单株荚数、 单株粒数、百粒重、单株产量等性状上。高产是作物育种的重要目标之一，而这些

9、农艺性状 是影响作物产量的因素。诱变对芽用豆类作物农艺性状的改变可以影响到作物的产量。虽然 不同的芽用豆类作物受同一种诱变剂处理或同种芽用豆类作物受不同的诱变剂处理，得到的 农艺性状上的诱变效应可能不同，但大体趋势是一样的，即在一定诱变范围内，随着诱变程 度的增加，农艺性状呈递增或递减趋势，且变异系数逐渐增大。在育种实践过程中，我们要 考虑到某种作物的突变率和存活率来选择合适的诱变剂剂量和处理时间。4.2作物生长发育的诱变效应作物发芽率、成苗率的诱变效应种子发芽率是种子质量的关键性指标，与种子田间成苗率关系密切。诱变会使作物的 遗传物质发生这样或那样的变化，致使种子不能正常发芽或发芽后不能生长

10、发育成正常的植 株。诱变后代的发芽率和出苗率比未处理植株的发芽率和出苗率会有不同程度的降低，其降 低程度因诱变剂类型、剂量和处理时间的不同而有所不同。一般情况下，物理诱变比化学诱 变影响程度要小些。但有的研究表明，诱变后代的发芽率和出苗率未收变化或影响不大15这说明诱变剂对 作物诱变部位的损伤程度较轻。为此，在选择诱变剂种类时，既要考虑到突变率，也要考虑 选择对作物损伤程度较轻的诱变剂。作物育性的诱变效应诱变导致植物不育的类型有很多，如全不育类型、半不育类型、育性嵌合体类型等，往 往在一定的组织中表现出来。其中，产生的突变体雄性不育系可以配制杂交种，降低制杂交 种子的生产成本，扩大杂种优势的利

11、用范围。芽用豆类作物生育期的诱变效应豆类作物生育期通常为数量性状，有多基因控制。生育期突变是较易获得的最重要的突 变类型，而且突变频率也较高。在诱变后代中，虽然可以找到一些早熟突变株，但对绝大多 数后代有延迟生育期的作用，且随着诱变剂浓度的增加而延长，变异度也逐渐增大 4.3生理生化特性的诱变效应作物体内叶绿素含量及光合作用的诱变效应豆类作物叶片中叶绿素的含量与光合作用密切相关，是反映叶片生理状态的重要指标。 诱变会使豆类作物叶片中叶绿素含量产生显著影响。诱变后代中往往出现很多黄化、叶绿素 缺失、白化、紫铜色、红棕色、淡绿色、杂色、蜡色等突变株。作物体内同工酶及酶活性的诱变效应同功酶是植物遗传

12、基因表达形成的产物。同工酶的变化，如酶带和酶活性发生变化，在 一定程度上能较好地反映个体间的遗传差异，用其作为变异依据之一具有一定价值。433作物品质的诱变效应随着人们的生活方式逐渐由数量消费型向质量消费型转变,人们对作物品质的要求越来 越高。诱变对芽用豆类籽粒中蛋白质含量、脂肪含量、油脂酸组成等性状有改变作用，可拓 宽芽用豆类作物品质。作物抗性的诱变效应获得抗性较好的品种始终是作物育种的重要目标之一。抗性突变是诱发难度较大的突变 类型,突变频率亦低。但是还是能获得一些优良的抗性突变。4.4作物细胞及遗传物质的诱变效应作物在细胞水平上的诱变效应细胞是生命活动的基本单位。诱变往往通过促进或抑制豆

13、类作物的细胞分裂而产生异常 细胞，且异常频率随剂量的增大而提高，从而影响植物的生命活动。作物遗传物质的诱变效应各诱变剂对豆类作物遗传物质的诱变效应包括诱变对染色体和基因的影响。诱变会使染 色体发生变异，如产生染色体桥、断片或超倍体、亚倍体等，且染色体畸变率随着处理浓度的 增加而升高，而使基因功能发生改变，从而影响芽用豆类作物生理活动。5、绿豆辐射诱变抗旱机理研究不同时期抗旱性鉴定指标的敏感性不同，表明绿豆突变体不同时期抗旱机理的主要内容 存在差异。同一时期敏感性高的指标，说明这些指标对突变体该时期抗旱具有特殊重要的意 义，而敏感性低的指标则说明它们对突变体该时期抗旱都具有普遍的意义，这两个方面

14、构成 了该时期绿豆突变体抗旱机理的全部内容。Pro、SOD、POD、蒸腾速率这四个指标都属于抗旱高度敏感指标，对抗旱性都具有特殊 重要的意义；百粒重，单株荚数、单荚粒数、株产量是产量构成的重要因素，不同生育期它 们反映突变体抗旱性的敏感性不同。抗旱性强的突变体往往在干旱时这四个指标具有较小的 下降幅度；光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度也是影响抗旱性的重要指标。抗旱性强的突 变体往往具有较强的光合速率，较大的气孔导度和胞间CO2浓度；根、茎、叶的功能和活性 也是反应突变体抗旱的重要指标。抗旱突变体通过在干旱条件下维持根活力，提高其吸水效 率，通过增强茎的输导能力和叶片的吸收、运转、同化能力来增

15、强抗旱性，是突变体以御旱 方式抗旱的重要内容。根和叶的敏感性低，说明它们对所有突变体抗性都具有普遍意义，而 茎的敏感性高，说明它对提高某些突变体的抗旱性具有特殊重要的意义.总之，诱变绿豆突变体适应干旱的机理可以概括为：抗旱突变体通过增加体内的Pro、 SOD、和POD等保护性酶的含量，抵御干旱造成的细胞内破坏性物质的伤害，从而维持细胞 较高的活性：另外这些突变体还通过减少蒸腾，增加光合和胞内CO2的浓度等方式尽可能弥 补干旱造成的损害，这些都体现了绿豆突变体通过耐旱来抗旱的机理。6、灰色关联分析在绿豆辐照诱变效应中的应用在灰色关联分析中，因素的重要性以关联度表示，研究中关联度越大，则该因素越重

16、要， 即与绿豆的单株产量关系越密切。因此，我们认为在绿豆辐射诱变高产育种的实践中，应该 首先把单株荚数，单荚粒数，主茎节数，分枝数，株高作为选育的重点标识性状，应该注重 选择单株荚数和单荚粒数较多，主茎节数，株高和分枝适宜的性状类型，其次应加强荚长， 荚宽，生育期的选择，要避免片面追求百粒重大的做法。同时由于与产量相关的性状间在一 定程度上存在相关性，所以在绿豆辐照诱变高产育种中，应综合考虑各性状间的相互影响， 才能选育出综合性状表现良好的高产突变品系。灰色关联分析是对一个发展变化着的系统进行发展动态量化比较的一种分析方法。绿豆 某一性状对产量影响的主导地位不是一成不变的，不同地区，不同时期的

17、条件差异以及品种 间的差异都可能导致影响产量的主导因子的不同，可用灰色关联分析方法对不用的环境条件 和不同的育种方法所得到的稳定的后代做具体的分析，找出影响产量的关键因素，以便采取 正确的选择措施，提高育种后代的选择效率。该方法可应用在绿豆辐射诱变育种中，以便有 目的地对突变体进行筛选和选择，这样可以提高突变体的选择效率，尽早选育出符合育种目 标的优良品种。7、参考文献1 康玉凡，陶礼明,毛振宾，等工厂化豆芽成为现代加工食品新宠J.长江蔬菜， 2008,9b:73-76.2 彭琳，季良.氮离子束注入和钻60伽玛辐射对大豆生物学效应研究初报J.安徽农业科 学，2009,37 (14):6399-

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