温室研究证实了耐洪水的大豆品种

研究人员在水培系统中使用二氧化碳来快速准确地确定大豆品种在缺氧环境中的表现

2022年3月23日——如果你看过当地杂货店的食品标签，你可能会看到大豆被列为一种配料。尽管大豆在我们的食物中广泛存在，但这并不会让种植者更容易生产大豆。大豆种植者面临的一个挑战是洪水。

洪水是全球农作物损失的主要原因。随着天气模式的改变，专家预计洪水等严重天气事件会更频繁地发生。幸运的是，种植者并不是唯一面临这一挑战的人。最近发表在《作物科学》(CropScience)杂志上的一项研究发现了一些答案，这可能对易受洪水侵袭的土地上的大豆种植者有所帮助。

德里克·哈里森和阿肯色大学的一个团队参与了这个项目。他们在温室中进行了研究，此前的研究在育种研究中被证明是可靠的。该团队正在测试温室水培系统中筛选种质的可靠性和一致性。最终目标是确定不同品种的大豆对洪水的反应。

温室研究可以控制比现场研究更多的变量，而现场研究受到可变条件的影响。在田间不可控的条件下，如真菌或昆虫，会在大豆中产生类似于洪水胁迫的症状。这可能使田间试验的结果不如温室研究的可靠。温室研究可以全年进行，最快可在5周内得出结果，而在中南部地区，大田系统的大豆洪水筛选通常需要90天的周期。

考虑到这些好处，这项研究的研究团队设计了几个实验。所有的实验都依赖于水培系统，并且是独立的，提供了更多的控制。最初看起来像是一堆管子、氧气罐和盆栽植物，由团队组织和维护。

“在洪水条件下，植物缺氧，”哈里森说。“我们的系统在控制条件下将二氧化碳泵入水中。二氧化碳可以取代溶液中的氧气，否则植物可以吸收这些氧气。环境空气被注入到溶液中作为对照组。”

该团队测试了四种场景。第一个试验是用无土培养基从种子中提取大豆。第二次测试评估了该系统对已知对洪水敏感的各种大豆的可靠性。第三个试验比较了多个大豆品种的抗洪性。最后，第四次试验比较了温室试验和田间试验。

“温室水培系统作为一种基于抗洪性的大豆选择方法显示出了可靠性、效率和前景，”哈里森说。“与类似的田间试验相比，温室水培系统的效果优于田间试验。这种新方法可以在可控的设置下更好地查看结果。”这将有助于在更快、更可靠的环境中找到耐洪水的品种。

重要的是，这项研究证实了之前的研究，即确定了6种耐淹条件的大豆品种。研究还证实，其中四种在低氧环境中表现不佳。这可以帮助生活在洪水易发地区的大豆农民选择耐洪水品种。

虽然结果有待进一步验证，但本研究为提高大豆耐涝性提供了重要资源。在水培法下筛选抗洪性可以控制其他非生物和生物胁迫，这种方法全年有效，而且速度快，周期为五周。

下一步计划是使用这种水培温室系统测试美国农业部收集的更多品种的大豆植物材料。

《作物科学》是美国作物科学学会出版的刊物。本研究得到了阿肯色州大豆促进委员会、中南部大豆委员会和联合大豆委员会的资助。

《作物科学》是美国作物科学学会的旗舰期刊。它是在作物育种和遗传、作物生理学和作物生产领域的顶级国际期刊。该杂志是描述植物种质资源收集和利用的文章的重要渠道。

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