中文摘要：

不同年代大豆品种根系活力发生了哪些变化？根系活力的变化与植株光合能力和产量有何关系？大豆高光合能力和高产育种难以取得突破性进展是不是来自于根系的限制作用？为回答这些问题，用吉林省1923-2010年间育成的22个大豆品种在盆栽和田间条件下种植。测定植株的光合能力，然后在子叶节剪断收集根系伤流液，测定根系伤流液重量，伤流液中可溶性糖、钾离子以及细胞激动素和脱落酸的含量。同时，测定植株的生物量和产量，研究不同年代大豆品种根系活力的变化及其与植株光合能力、生物量和产量的变化及其协同演化关系，了解大豆品种遗传改良过程中植株光合能力和产量差异的生理机制。对根系活力与植株光合能力、生物量和产量进行相关分析，确定与植株光合能力、生物量和产量有密切关系的关键性根系活力指标，为高光合能力和高产大豆品种材料的筛选、评价和利用提供理论依据，并用于高光合能力和高产大豆育种目标的设计和高产栽培技术的构建。

结论摘要：

关于大豆品种遗传改良过程中农艺性状和叶片生理变化的研究已有许多报道，但关于根系生理功能变化的研究尚未见报道，根系活力与地上生物量及光合作用的关系目前仍不清楚。本项目以吉林省1923年—2010年育成的主推大豆品种为试验材料，在盆栽和田间条件下种植，测定植株的光合能力，然后在子叶节剪断收集根系伤流液，测定根系伤流液重量，伤流液中可溶性糖、钙离子、钾离子以及细胞激动素和脱落酸的含量。系统研究了吉林省不同年代育成的大豆品种根系伤流液和根系活力变化规律；干物质的积累与根系活力、根系伤流液重量关系；根系伤流液含氮化合物的变化及其与叶片光合的关系；根系伤流液中K、Ca含量的变化及其与叶片光合的关系；根系伤流液中激素含量变化及其与叶片光合的关系；并分析了光合特性与产量的关系，根系伤流量和根系活力与地上生物量的关系。结果发现在大豆品种遗传改良过程中根系活力与植株器官生物量是协同演化的，遗传改良促使大豆植株器官生物量增加的同时，其根系活力也增强，根系伤流液重量也有所增加；不同年代育成的大豆品种根系伤流量在R4期年增长率最大，R4期伤流液重量与育成年代呈显著正相关。在R4期，根系活力和根系伤流液重量和功能叶片的净光合速率关系最为显著，根系活力的下降先于光合作用的下降，说明大豆植株后期的早衰现象是由于根系的衰老导致的，可把R4期的根系活力作为高产育种的指标之一。大豆品种的遗传改良提高了根系伤流液中含氮化合物的水平，R2期氮代谢最为旺盛，是大豆需氮的关键时期，大豆植株的根与叶之间存在明显的互作，R2期伤流液中的总氮含量可以作为评价植株光合能力的间接指标。大豆品种的遗传改良明显提高了根系伤流液中钙离子、钾离子和细胞分裂素含量；明显降低了根系伤流液中脱落酸含量。说明，大豆的遗传改良改变了植株根系的生理性状，促进矿质元素的钙、钾的吸收和细胞分裂素的合成，使其在生育前期就能迅速达到较高含量，并在生殖生长关键期（R4期-R6期）保持含量稳定，提高了向地上部植株的转运能力，有助于大豆生长发育和籽粒形成，延缓了现代品种植株的衰老进程。为高光合能力和高产大豆品种材料的筛选、评价和利用提供理论依据。