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大豆是我国重要的粮油兼用作物。大幅度提高大豆单产和产能,是弥补我国大豆需求缺口、增强自给能力、保障国家粮食安全的主要措施。而花荚脱落率过高是影响大豆产量和产能降低的主要因素之一。因此,研究大豆花荚脱落的机理,找到解决方法,对提高大豆单产和产能具有十分重要的意义。针对大豆生产中花荚脱落率高的问题,本文对比研究了两类调节剂对大豆花荚脱落的调控效应及机理,旨在为建立大豆化控栽培工程和高产高效栽培提供新思路。本文选用促进型的2-N、N-二乙氨基乙基己酸酯(Diethyl aminoethyl hexanoate,DTA-6)和延缓型的烯效唑(Uniconazole,S3307)为供试调节剂,以亚有限大豆品种绥农28、垦丰16和合丰50为供试品种。2012年大田小区试验主要进行了调节剂浓度筛选,于R1(始花)期叶喷DTA-6(浓度15 mg·L-1,30 mg·L-1,60mg·L-1,120 mg·L-1),S3307(浓度25 mg·L-1,50 mg·L-1,75 mg·L-1,100 mg·L-1),以喷施清水(CK)为对照。通过统计花荚脱落情况和产量确定两类调节剂最适宜喷施浓度。2013年依据2012年筛选的结果,R1期调节剂DTA-6应用剂量为60 mg·L-1,S3307应用剂量为50 mg·L-1,以清水为对照,进一步从大豆花荚脱落率、同化物代谢、内源激素、花荚脱落关键酶活性和离层脱落纤维素酶基因表达方面进行了多方位研究。本研究从形态—生理—分子水平系统揭示调节剂减少大豆花荚脱落的机理,突破了以往研究中只局限于花荚脱落的某一方面的单一研究,与以往同类研究相比,本研究更为深入和系统。研究得出以下结论:1.DTA-6和S3307调控了花荚脱落、大豆产量及构成因素。(1)DTA-6和S3307能够显著调控大豆花荚脱落;DTA-6 60 mg·L-1降低花荚脱落率7.16%-9.52%,实现增产9.70%-17.41%;S3307 50 mg·L-1降低花荚脱落率-6.71-9.74%,增产7.26%-14.68%。(2)DTA-6和S3307均增加了3个大豆品种的单株荚数,提高了大豆植株的座荚数,其中S3307处理作用效果较CK提高17.81%。整体上S3307降低了荚粒数,较CK降低1.58%;DTA-6在垦丰16品种较CK增加荚粒数1.68%。百粒重相对稳定,处理和CK差异不显著。(3)2012年产量整体上DTA-6>S3307>CK,2013年产量S3307>DTA-6>CK,差异显著。最终表现为DTA-6和S3307能够调控花荚脱落,显著增加产量(平均增产12.34%)。2.DTA-6和S3307总体上降低了存留荚丙二醛(Methane Dicarboxylic Aldehyde,MDA)含量,提高了超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性,在绥农28和垦丰16鼓粒中早期,合丰50鼓粒后期阶段性降低了脱落纤维素酶(Abscission cellulose,AC)和多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,PG)活性,S3307效果优于DTA-6。随着荚发育的推进,各个处理脱落荚中MDA、SOD、POD、可溶性糖、可溶性蛋白质含量(或活性)显著高于存留荚,AC、PG活性显著低于存留荚。DTA-6和S3307存留和脱落荚相关指标存在差异,表现为脱落荚比存留荚质膜过氧化作用增强,保护酶系统的平衡被破坏,可溶性物质增加,脱落酶活性降低。3.减少花荚脱落的DTA-6和S3307处理与花荚脱落多的对照生理差异:(1)DTA-6和S3307处理增加了大豆叶片、荚皮和籽粒赤霉素(Gibberellin,GA3)含量,降低了叶片、荚皮和籽粒脱落酸(Abscisic acid,ABA)含量,提高了叶片、荚皮和籽粒中GA/ABA比值。(2)DTA-6降低脱落纤维素酶基因表达量(GmAC)最多的是绥农28(51.00%),S3307降低GmAC最多的是垦丰16(47.34%),DTA-6和S3307均表现出抑制GmAC的作用。(3)DTA-6和S3307提高了荚皮保护酶作用效果;总体上降低了荚皮MDA含量,提高了SOD和POD活性,其中S3307效果优于DTA-6。(4)DTA-6和S3307降低了喷药后7d叶片转化酶活性;降低了喷药后21d花蕾、幼荚的转化酶活性,提高了喷药后42d荚皮中转化酶活性。DTA-6在喷药后35d降低了籽粒转化酶活性,S3307降低了喷药后42d籽粒转化酶活性。DTA-6和S3307能够改善花荚的转化酶含量,适应不同时期的花荚生育进程,二者在时期和数值上都存在差异。(5)DTA-6和S3307在3个品种上对叶片、花蕾、幼荚、荚皮和籽粒器官蔗糖、可溶性糖、淀粉含量的调控,在喷药后7d,籽粒形成初期和后期表现出显著的作用效果。S3307增加叶片同化物的合成能力,效果优于DTA-6,DTA-6在喷药后49-56d显著增加淀粉含量,效果优于S3307,二者均促进了籽粒中同化物的积累,有利于改善源库关系。