野生大豆对大豆胞囊线虫抗性评价
作者： 李佳鑫 史凤玉
摘要 为调查不同野生大豆品种与大豆胞囊线虫之间的拮抗关系，以野生大豆为材料，进行线虫病土栽培，调查野生大豆植株的叶片数、株高、根瘤数、叶色、叶形、荚果数、地上鲜重、地下鲜重、胞囊数，计算大豆植株的雌虫指数，根据雌虫指数分级标准标出抗性等级。对野生大豆的9个生物学性状进行了相关性分析与聚类分析，结果表明，供试野生大豆材料中，抗病材料有19份。聚类分析将36种野生大豆材料分为4个类群，其中第Ⅰ类群是较为优异的抗病种质资源。该研究为栽培大豆抗大豆胞囊线虫的育种提供理论依据和支持。
关键词 野生大豆；大豆胞囊线虫；相关性分析；聚类分析
中图分类号 S476 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2025）03-0137-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.03.028
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Evaluation of Resistance of Wild Soybean to Soybean Cyst Nematode
LI Jia xin， SHI Feng yu
（Faculty of Agronomy and Biotechnology， Hebei Normal University of Science and Technology， Changli， Hebei 066600）
Abstract To investigate the antagonistic relationship between different wild soybean varieties and soybean cyst nematodes， this experiment used wild soybean as the material to carry out nematode disease soil cultivation， and investigated the number of leaves， plant height， root nodules， leaf color， leaf shape， number of pods， fresh weight above ground， fresh weight below ground and number of cysts in wild soybean plants， calculated the female insect index of soybean plants， and marked the resistance grade according to the female index grading standard. Correlation analysis and cluster analysis were carried out on nine biological traits of wild soybeans， and the results showed that 19 disease resistant materials were tested in wild soybean materials. Cluster analysis divided 36 wild soybean materials into 4 groups， among which group I was the most excellent disease resistant germplasm resource. The conclusions of this study will provide theoretical basis and support for the breeding of cultivated soybeans against soybean cyst nematodes.
Key words Wild soybean;Soybean cyst nematode;Correlation analysis;Cluster analysis
作者简介 李佳鑫（1999—），女，河北邯郸人，硕士研究生，研究方向：植物病害生物防治。
*通信作者，副教授，从事植物病害生物防治研究。
收稿日期 2024-03-25
野生大豆（Glycine soja Sieb.et Zucc）属豆科大豆属soja亚属，广泛分布于中国、朝鲜、俄罗斯、日本等东亚地区，在我国除新疆、青海、海南其他省份均可见其踪迹［1-4］。野生大豆遗传多样性丰富，一些优点如抗逆性，可以通过种间杂交进行遗传［5］。我国是大豆的起源国，有着丰富的野生大豆资源，这些资源对于大豆育种具有重要意义［6-8］。
大豆胞囊线虫病（soybean cyst nematode，SCN）是大豆生产上的重要病害［9］。大豆胞囊线虫属线虫纲垫刃目异皮科胞囊线虫属。由于其分布广、寄主多、传播途径丰富，极难防治。在大豆的主要生产国，SCN均有发生［10］，此病和缺肥、干旱造成的植株地上症状相似，在干旱、盐碱地、土壤透气良好的环境发病严重，在高温干旱条件下，线虫的繁殖量会急剧增加，进一步加剧病害的扩散与危害［11-12］。
生产上防治线虫较多的方法是农业防治、化学防治和生物防治［13］，但最为有效的方法还是种植抗病品种。目前，PI88788和Peking是2种被广泛用于大豆育种的抗源材料［14-15］，然而，随着这些抗源材料的长期使用，一些大豆抗病品种已经出现了对线虫免疫的情况［16-17］。研究显示，部分来源于PI88788的国外抗大豆胞囊线虫品种已对土壤中多数线虫种群失去抗性［18］。因此需要进一步寻找新的抗性来源来拓宽育种品种范围，分析大豆胞囊线虫与野生大豆品种之间的关系，深入研究野生大豆的可利用价值［19］，对于指导栽培大豆抗大豆胞囊线虫的育种实践具有重要意义。
笔者以36种野生大豆为材料，用线虫病土进行栽培，调查野生大豆植株的生物学性状，并对调查数据进行相关分析，为进一步对野生大豆种质资源的开发利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
野生大豆采自冀东沿海地区。
感病品种Lee由河北科技师范学院野生大豆遗传资源课题组提供。
病土来源于黑龙江头林镇大豆胞囊线虫病田，胞囊量为50个/100 g土。
1.2 试验方法
1.2.1 病土制备。
将带有大豆胞囊线虫的病土与健康土壤按1∶2的比例混合均匀，平均分装到育苗钵内。
1.2.2 试验设计。
试验材料为36种野生大豆和感病品种Lee，每个材料选取成熟饱满且大小一致的种子 3粒，预先将种脐背面的种皮用小刀割破以使种子更好的萌发。将种子种植到育苗钵中，育苗钵按完全随机区组设计摆放于温室大棚培养，试验材料种植及生长40 d后调查生物学性状指标和根上SCN雌虫数。
1.3 调查项目与方法
1.3.1 生物学指标调查。
对试验材料进行生物学指标调查，对叶数、株高、叶色、叶形、有无荚果等进行观察与记录，然后挖苗，去除根部土壤，调查根上根瘤及胞囊数，进行观察与记录，最后调查地上、地下鲜重并进行记录。
1.3.2 大豆胞囊线虫抗性鉴定。
以Lee为感病对照计算雌虫指数［20］，雌虫指数计算公式：
雌虫指数=野生大豆单株平均胞囊数Lee单株平均胞囊数×100%（1）
雌虫指数（FI）分级标准：抗病（R）为0～9%；中抗（MR）为10%～30%；中感（MS）为31%～60%；感病（S）为>60%。
1.4 数据分析
试验数据用WPS Office和DPS进行整理和分析。
53卷3期 李佳鑫等 野生大豆对大豆胞囊线虫抗性评价
2 结果与分析
2.1 野生大豆对SCN抗性鉴定
对野生大豆材料的生物学性状进行统计与分析，并对其进行SCN抗性鉴定，结果见表1。由表1可知，野生大豆材料的FI（雌虫指数）为0～66.7%，对SCN 的抗性表现差异明显。以感病品种Lee为对照，得出抗病（R）品种有19份，FI为0～8.3%，占供试材料的52.8%；中抗（MR）品种有8份，FI为10.8%～25.0%，占供试材料22.2%；中感（MS）品种有7份，FI为33.3%～52.5%，占供试材料的19.4%；感病（S）品种有2份，FI均为66.7%，占供试材料的5.6%。
2.2 野生大豆生物学性状变异系数分析
由表2可知，不同野生大豆材料在生物学性状上存在较大差异，变异系数为27.00%～117.26%，表现出不同程度多样性，其中胞囊数的变异系数最大，达117.26%，表明这些材料在抵抗大豆胞囊线虫感染上有明显的差异，在抗SCN的育种上选择潜力较大。试验材料在荚果数、胞囊数上的变异系数超过50%，而叶片数、株高、地上鲜重、地下鲜重均低于50%，表明供试野生大豆材料在这些性状上的表现相对整齐一致。原因可能是供试材料均为冀东地区野生大豆，类型相对不够丰富，未表现出较大差异。
2.3 相关性分析
由表3可知，株高与根瘤数、荚果数的相关系数分别为0.38、0.38，地上鲜重与株高、根瘤数、荚果数、地下鲜重相关系数分别为0.71、0.48、0.50、0.51，均达极显著正相关。胞囊数与叶片数、株高、根瘤数、叶色、叶形、荚果数、地上鲜重、地下鲜重的相关系数分别为-0.06、-0.02、-0.07、0.03、0.09、0.14、-0.03、-0.03，与其他生物学性状相比，胞囊数与荚果数的相关系数最大，两者相关性较高。
2.4 聚类分析
用DPS软件，利用多元分析中的系统聚类，聚类距离采用欧氏距离，用离差平方和法进行聚类分析［21］。聚类分析所用原始数据见表4，聚类分析结果见图1。在82.8欧氏距离下，可以将36个野生大豆材料分为4个类群。各类群的性状特征见表4。第Ⅰ类群有10个材料，占供试材料的27.8%。第Ⅱ类群有14个材料，占供试材料的38.9%。第Ⅲ类群有8个材料，占供试材料的22.2%。第Ⅳ类群有4个材料，占供试材料比重11.1%。第Ⅰ、Ⅱ类群几乎包含所有的抗病品种，第Ⅰ类群的胞囊数平均值最小，变异系数较高，荚果数的变异系数相对较高，综合而言，第Ⅰ类群的野生大豆材料在育种上有较大的选择潜力。