近十年新疆北疆主栽棉花種子低溫萌發(fā)能力差異評價

徐建偉，張 晨，曾曉燕,3，張小均,3，李志博,3，魏亦農(nóng),3

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832003；2.石河子大學(xué)教務(wù)處，新疆石河子 832003；3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實驗室，新疆石河子 832003)

近十年新疆北疆主栽棉花種子低溫萌發(fā)能力差異評價

徐建偉1,2，張 晨1，曾曉燕1,3，張小均1,3，李志博1,3，魏亦農(nóng)1,3

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832003；2.石河子大學(xué)教務(wù)處，新疆石河子 832003；3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實驗室，新疆石河子 832003)

目的研究低溫對棉花種子萌發(fā)特性的影響，篩選耐冷種質(zhì)資源，探討模糊隸屬函數(shù)法在棉花種子低溫耐冷性鑒定的應(yīng)用。方法以近10年新疆北疆主栽的棉花品種(系)為試材，測試種子發(fā)芽指標(biāo)對不同溫度的響應(yīng)變化，基于發(fā)芽指標(biāo)和相對發(fā)芽指標(biāo)(耐冷系數(shù))的模糊隸屬函數(shù)值法，對試材的低溫萌發(fā)能力差異進(jìn)行評價。結(jié)果隨著脅迫增強(qiáng)，棉花種子的萌發(fā)能力受到顯著抑制，種子平均發(fā)芽速度隨溫度上升呈下降趨勢，而其它發(fā)芽指標(biāo)均隨溫度上升呈顯著增高。棉花種子的耐冷萌發(fā)力均與其萌發(fā)指標(biāo)顯著正相關(guān)。同一低溫下兩種隸屬函數(shù)法對種子低溫萌發(fā)能力的鑒定結(jié)果高度一致，但不同低溫下參試棉花種子的萌發(fā)力有所差異。15℃種子萌發(fā)強(qiáng)的為中棉所36號和新陸早46號，20℃為新陸早25號、新陸早42號、新陸早36號、新陸中26號、中棉所36號、新陸早41號和新陸早35號。低溫下，除了平均發(fā)芽速度，其它棉花種子的發(fā)芽指標(biāo)間及其與種子萌發(fā)力兩兩極顯著相關(guān)。采用逐步回歸法建立了不同低溫下棉花種子萌發(fā)耐冷性的鑒定模型，其中15℃為Y=0.01+0.022*發(fā)芽指數(shù)，20℃為Y=-0.046+0.002*發(fā)芽率+0.005*種子萌發(fā)指數(shù)。結(jié)論萌芽期種子耐冷性強(qiáng)的材料為中棉所36號和新陸早46號。基于發(fā)芽指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù)法可以有效用于棉花種子萌芽的耐冷性鑒定評價。

棉花；種子萌發(fā)；低溫；耐冷性；模糊隸屬函數(shù)

0 引 言

【研究意義】低溫冷害是全球性自然災(zāi)害，是影響冷敏感作物生長發(fā)育、地域分布和產(chǎn)量、品質(zhì)的主要逆境因子[1-2]。棉花來源于熱帶、亞熱帶，屬于冷敏感性植物[3]，在不同生育時期經(jīng)常發(fā)生自然災(zāi)害，每一次低溫冷害都會造成不同程度的棉花減產(chǎn)及品質(zhì)降低[4]，因此，研究棉花耐冷生理[1,3，5]、分子機(jī)制[2，5，6]，鑒定耐寒棉花種質(zhì)資源[4,7-8]，對培育耐冷性棉花新品種，低溫棉花冷害具有實際意義。【前人研究進(jìn)展】研究表明，除了休眠期的干種子外，起源于熱帶、亞熱帶的冷敏感植物在生長發(fā)育中的任一階段都易受到低溫冷害[9]。棉花受到低溫冷害后，不但會造成棉花缺苗斷壟[10]，生育期縮短，產(chǎn)量構(gòu)成因子下降，籽棉產(chǎn)量降低[10-11]，還會導(dǎo)致原棉品質(zhì)變差[11]，同時會引起棉花體內(nèi)相關(guān)酶活性，光合性能降低等[1-3，12]。北疆棉區(qū)是新疆棉區(qū)的主要分支，生產(chǎn)季中發(fā)生低溫冷害災(zāi)害頻率較高，早期的品種選育以早熟性為主要育種目標(biāo)[3，13]。但多年來隨著我國棉花(北疆棉區(qū))的育種主要目標(biāo)不斷發(fā)生變化[3,13-14]，棉區(qū)適宜棉花的低溫適應(yīng)性和耐寒機(jī)制也在發(fā)生著改變，對棉花的低溫冷害研究提出了新的要求。【本研究切入點(diǎn)】萌發(fā)期處于棉花生長發(fā)育的早期，極易受到倒春寒等低溫天氣的影響。對新疆棉花低溫冷害相關(guān)研究，有對棉花幼苗的生理耐冷機(jī)制[15]和早期棉花資源的種子耐冷性萌發(fā)差異做了初步研究[8]，而近些年新疆北疆選育(主栽)的一些棉花耐冷性鑒定還未見報道。模糊隸屬函數(shù)法是作物抗逆性鑒定的常用鑒定方法[16-20]，在棉花上也已經(jīng)應(yīng)用到了耐旱[16]、耐高溫[17]等抗逆境材料的評價篩選，而低溫冷害上應(yīng)用的比較少[8]，同時在用抗逆指標(biāo)測定值[16-17]還是測定相對值[18-20]上研究者看法并不一致。研究低溫對棉花種子萌發(fā)特性的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】對近10年來北疆棉區(qū)的主栽棉花種子低溫萌發(fā)能力的差異進(jìn)行評價，為當(dāng)前棉花種子萌發(fā)耐冷資源提供依據(jù)。通過兩種模糊隸屬函數(shù)分析方法的比較，為模糊隸屬函數(shù)法在棉花耐冷性鑒定上的有效應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試棉花種子共有20個品種(系)，主要為北疆棉區(qū)近10年來主栽或大面積推廣的品種，分別為：新陸早25號、新陸早42號、新陸早50號、新陸早36號、中棉所36號、新陸早60號、新陸早26號、新陸早61號、新陸中26號、新陸早54號、新陸早21號、新陸早33號、新陸早41號、新陸早45號、新陸早13號、新陸早35號、新陸早24號、新陸早46號、新陸早12號和FB20，種子均由新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實驗室棉花研究室收集和提供。

1.2 方 法

1.2.1 種子萌發(fā)及溫度處理

隨機(jī)選取飽滿、未見破損種子用3%的次氯酸鈉(NaClO)浸泡13 min左右消毒滅菌，自來水沖洗4～5次去除殘留消毒液，后放置在墊有2層經(jīng)高溫蒸汽滅菌法處理的濾紙的無菌培養(yǎng)皿中，種子放置前濾紙用蒸餾水完全浸透。

種子萌發(fā)培養(yǎng)在RXZ型智能人工氣候箱進(jìn)行，晝夜交替14 h/10 h，光照度1 500～2 000 lx。種子萌發(fā)設(shè)15、20、25和28℃四個處理溫度，以28℃的處理結(jié)果為對照。每個處理3次重復(fù)，每次重復(fù)30粒種子。萌發(fā)連續(xù)處理8 d，隔天在培養(yǎng)皿濾紙上補(bǔ)加一定量的蒸餾水，并記錄種子萌發(fā)情況，以胚根突破種皮長度達(dá)到種子長度的一半作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2 種子萌發(fā)特性

選用發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、平均發(fā)芽速度和種子萌發(fā)指數(shù)等常用的發(fā)芽指標(biāo)分析種子萌發(fā)特性，其中種子萌發(fā)指數(shù)PI=(1.00)nd2+(0.75)nd4+(0.50)nd6+(0.25)nd8(nd2、nd4、nd6、nd8分別指第2、4、6、8 d種子發(fā)芽率)，其它各個指標(biāo)的具體定義和測定方法參照李志博等[8]方法。計算低溫處理下各發(fā)芽指標(biāo)相應(yīng)的耐冷系數(shù)(相對發(fā)芽指標(biāo))，即低溫處理下發(fā)芽指標(biāo)/對照處理下的發(fā)芽指標(biāo)。

1.2.3 種子低溫萌發(fā)能力的差異評價

用作物抗逆性鑒定評價最常用的模糊隸屬函數(shù)法[16-20]，評價各參試棉花種子的萌發(fā)耐冷性差異，評價用種子發(fā)芽指標(biāo)和其相應(yīng)的耐冷系數(shù)兩種方法進(jìn)行。以單一發(fā)芽指標(biāo)的隸屬函數(shù)值為該指標(biāo)的耐冷性鑒定評價結(jié)果，所有發(fā)芽指標(biāo)隸屬值的平均值為處理溫度下種子萌發(fā)力的評價結(jié)果。種子萌發(fā)耐冷性分級標(biāo)準(zhǔn)參考李志博等[8,16]的方法略有改動：具體定義為隸屬值>0.75為高抗；在0.60～0.75為抗；在0.45～0.6為中抗，在0.3～0.45為弱抗，<0.3為不抗。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用SPSS11.5 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用配對樣本(Paired Samples T test)對各處理下的發(fā)芽指標(biāo)進(jìn)行顯著性檢驗(P=0.01)。統(tǒng)計圖用SigmaPlot 12.5 軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子萌發(fā)特性對不同溫度處理的響應(yīng)

對不同處理溫度下20個參試棉花種子的發(fā)芽指標(biāo)的統(tǒng)計值(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)，研究表明，隨著溫度的升高，種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和種子萌發(fā)指數(shù)值變大，而種子平均發(fā)芽速度呈下降趨勢。在25℃處理時，除了發(fā)芽率與對照(28℃)有差異外，其它發(fā)芽指標(biāo)均與對照無差別，25℃處理對棉花種子萌發(fā)影響不大。但兩種溫度下的各發(fā)芽指標(biāo)均與20和15℃的發(fā)芽指標(biāo)呈極顯著差異，說明20和15℃處理時，棉花種子的萌發(fā)活性已受到抑制，屬于種子萌發(fā)期的冷害逆境環(huán)境。20與15℃的發(fā)芽指標(biāo)也呈兩兩極顯著差異，表明溫度越低，脅迫程度越重，棉花種子萌發(fā)能力受到抑制依次增強(qiáng)。在低溫逆境下，隨著低溫加重，各發(fā)芽指標(biāo)受到影響最大依次為發(fā)芽勢>發(fā)芽指數(shù)>種子萌發(fā)指數(shù)>發(fā)芽率>平均發(fā)芽速度。15、20℃處理時，發(fā)芽勢比對照(28℃)分別降低了90.39%和55.23%，即使25℃，也降低了23.12%；相對而言平均發(fā)芽速度20℃處理時比對照延遲了僅13.06%，15℃處理時比對照延遲了也只有13.06%。圖1

圖1 種子萌發(fā)特性對不同溫度處理響應(yīng)
Fig.1 Response of seed germination parameters to different temperature

2.2 種子低溫萌發(fā)能力的差異評價

2.2.1 不同低溫下種子萌發(fā)的模糊隸屬函數(shù)值評價

研究表明，15和20℃為種子萌發(fā)的低溫逆境條件。試驗用基于發(fā)芽指標(biāo)和相對發(fā)芽指標(biāo)(耐冷系數(shù))的模糊隸屬函數(shù)值法對兩種低溫下的種子萌發(fā)能力差異進(jìn)行了評價。研究發(fā)現(xiàn)15℃處理時，參試棉花種子的萌發(fā)受到強(qiáng)烈抑制，所有參試種子的發(fā)芽率(勢)幾乎沒有超過50%的，甚至出現(xiàn)了新陸早50號等6個材料種子在處理天數(shù)內(nèi)不萌發(fā)的情況。從隸屬函數(shù)值來看，大部分棉花種子的萌發(fā)力很弱。不同指標(biāo)下的隸屬值評價結(jié)果跟該溫度下的綜合隸屬值評價結(jié)果略有差別，但鑒定類別差異不大。以發(fā)芽指標(biāo)綜合隸屬值來看，種子萌發(fā)力達(dá)到抗性級別的有中棉所36號、新陸早46號，而以相對以發(fā)芽指標(biāo)綜合隸屬值來看，萌發(fā)力達(dá)到抗性級別的有中棉所36號、新陸早26號和新陸早46號。中棉所36號和新陸早46號在15℃低溫下具有較強(qiáng)的種子萌發(fā)能力。表1

20℃時，盡管參試棉花種子的發(fā)芽能力受到著一定的抑制，但相比15℃，萌發(fā)能力已大大加強(qiáng)，所有參試種子都表現(xiàn)出了萌發(fā)特性。隸屬函數(shù)值評價結(jié)果中，達(dá)到抗性級別的材料比例大大增加，達(dá)到了35%，為15℃處理的3.5倍。結(jié)合兩種隸屬函數(shù)值綜合評價結(jié)果：新陸早25號、新陸早42號、新陸早36號、新陸中26號、中棉所36號、新陸早41號、新陸早35號的種子萌發(fā)達(dá)到了抗性級別。表2

2.2.2 參試棉花種子的低溫萌發(fā)力綜合差異評價

對基于兩種指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù)值的評價結(jié)果進(jìn)行了比較，研究表明，無論單個發(fā)芽指標(biāo)還是綜合指標(biāo)隸屬評價值,兩種評價結(jié)果都呈極顯著正相關(guān)。表3

結(jié)合兩種低溫下棉花萌發(fā)情況的表現(xiàn)，考慮到脅迫程度的效應(yīng)，采用權(quán)重賦值法,以發(fā)芽指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù)值綜合評價結(jié)果為權(quán)重因子對種子萌發(fā)期參試棉花種子耐冷性進(jìn)行了鑒定，研究表明，中棉所36號和新陸早46號達(dá)到了抗性標(biāo)準(zhǔn)，而新陸早50號和新陸早54號的種子萌發(fā)耐冷性極差。表4

表3 基于發(fā)芽指標(biāo)和相對發(fā)芽指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù)值法評價比較
Table 3 Comparison of fuzzy subordinate function value between gernination and relative gernination parameters

發(fā)芽勢Germinationvigor發(fā)芽率Germinationrate發(fā)芽指數(shù)Gernimaitonindex平均發(fā)芽速度Averagegerminaitonspeed種子萌發(fā)指數(shù)Seedgerminaitoncoefficient綜合隸屬值ComprehensiveFuzzysubordinatefunctionvalue150 917??0 990??0 914??-0 770??0 916??0 925??200 874??0 953??0 773??-0 625??0 764??0 835??

注：**，*分別表示在0.01和0.05水平上顯著，下同

Note:**，*shows significant at 0.01 and 0.05 level,respectively.The same as below

表4 不同低溫的權(quán)重系數(shù)賦值
Table 4 Weight coefficient of different low temperature

低溫Temperature(℃)重要性Rank權(quán)重Weight1510 667(2/3)2020 333(1/3)

2.3 低溫棉花種子萌發(fā)的鑒定體系

2.3.1 不同低溫下種子發(fā)芽指標(biāo)及其與萌發(fā)能力的關(guān)系

從模糊隸屬函數(shù)評價結(jié)果來看，15和20℃下各參試棉花種子的萌發(fā)能力并不一致，對兩種低溫下萌發(fā)力評價結(jié)果的相關(guān)分析，研究表明，兩種低溫的下種子萌發(fā)耐冷機(jī)制或者鑒定體系(指標(biāo))并不相同。為此，對兩種低溫下各發(fā)芽指標(biāo)間及其與種子萌發(fā)力的關(guān)系進(jìn)行了研究，研究表明，種子平均發(fā)芽速度與種子萌發(fā)力和發(fā)芽率不相關(guān)，但與發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和種子萌發(fā)指數(shù)顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，而除了平均發(fā)芽速度其它各發(fā)芽指標(biāo)間及其與種子低溫萌發(fā)力均呈兩兩極顯著正相關(guān)，各發(fā)芽指標(biāo)間關(guān)系密切，相互影響，共同作用于種子萌發(fā)特性。從相關(guān)系數(shù)大小來看，15℃低溫下種子萌發(fā)力與發(fā)芽指數(shù)的關(guān)系最為密切，而20℃下與種子萌發(fā)指數(shù)的關(guān)系最為密切。表5，表6

2.3.2 不同低溫下種子萌發(fā)力的鑒定模型

以不同溫度下棉花種子萌發(fā)力(綜合模糊隸屬函數(shù)值)為依變量，以種子發(fā)芽指標(biāo)為自變量，采用逐步回歸分析法建立了不同低溫下棉花種子萌發(fā)性能的鑒定模型。鑒定模型能很好的用于低溫下種子萌發(fā)性能的差異評價，模型經(jīng)回歸系數(shù)測驗均達(dá)顯著水平，而且決定系數(shù)很高，幾乎接近1。表7

表5 15和20℃下不同發(fā)芽指標(biāo)模糊隸屬值相關(guān)系數(shù)
Table 5 Correlaiton coefficient of Fuzzy subordinate function value of germiantion parameters between 15 and 20℃

發(fā)芽勢Germinationvigor發(fā)芽率Geminaitionrate發(fā)芽指數(shù)Germinationindex平均發(fā)芽速度Averagegerminaitonspeed種子萌發(fā)指數(shù)Seedgerminaitoncoefficient綜合隸屬值ComprehensiveFuzzysubordinatefunctionvalue0 0490 592?0 3430 4490 3010 394

表6 15和20℃下不同發(fā)芽指標(biāo)間及其與種子萌發(fā)力相關(guān)系數(shù)
Table 6 Correlaiton coefficient among germination parameters and seed germination ability in 15 and 20℃

發(fā)芽勢GV發(fā)芽率GR發(fā)芽指數(shù)GI平均發(fā)芽速度AGS種子萌發(fā)指數(shù)SGC種子萌發(fā)力SGA發(fā)芽勢GV10 757??0 880??-0 728??0 842??0 823??發(fā)芽率GR0 723??10 970??-0 3670 979??0 977??發(fā)芽指數(shù)GI0 921??0 872??1-0 581?0 994??0 964??平均發(fā)芽速度AGS-0 637??-0 460?-0 533?1-0 544-0 378種子萌發(fā)指數(shù)SGC0 885??0 885??0 988??-0 551??10 968??種子萌發(fā)力SGA0 884??0 911??0 902??0 4180 976??1

注：右上半部為15℃下的相關(guān)系數(shù),左下半部為20℃下的相關(guān)系數(shù);SGA是種子萌發(fā)力的英文縮寫

Note：Correlaiton coefficient lies upper half part on the right in 15℃ and that lies lower half part on the left in 20℃;SGA is the abbreviation of seed germination ability

表7 15和20℃下種子萌發(fā)力鑒定模型
Table 7 Idetificaiton model of cotton seed germination ability in 15 and 20℃

低溫Lowtemperature(℃)逐步回歸方程Stepwiseequation回歸系數(shù)檢驗Regressioncoefficienttestt0t1t2決定系數(shù)(R2)Determinationcofficient15Y=0 01+0 022?發(fā)芽指數(shù)2 578?91 760??0 99820Y=-0 046+0 002?發(fā)芽率+0 005?種子萌發(fā)指數(shù)-3 145??5 391??16 671??0 992

3 討 論

低溫冷害是棉花生長發(fā)育的主要逆境因子，貫穿棉花的整個生長季節(jié)[4,10]。北疆棉區(qū)屬早熟棉區(qū)，生育期積溫低，受低溫冷害的幾率較大[3]。前人對棉花低溫冷害的研究多集中在棉花幼苗期[5,10,11-12,15]，近年來隨著育種目標(biāo)的改變[13-14]，棉花生育期延長，部分播種提前，使得棉花種子萌發(fā)遭受低溫冷害的機(jī)率加大，因此要加強(qiáng)棉花種子萌發(fā)的耐低溫研究[4,7-8,]。2010年對北疆棉區(qū)早期的一些棉花材料的種子萌發(fā)特性進(jìn)行了鑒定[8]。研究對近10年北疆棉區(qū)主栽棉花種子的低溫萌發(fā)研究表明，隨著脅迫溫度的提高，除了種子平均發(fā)芽速度，其它種子發(fā)芽指標(biāo)均隨溫度呈顯著下降趨勢，這種響應(yīng)與2010的研究結(jié)果[8]十分吻合。25℃的處理結(jié)果與對照沒有差異，似乎為正常生長，但實驗中發(fā)現(xiàn)，該溫度下，部分棉花的萌發(fā)力仍然會受到一定的抑制，群體的發(fā)芽率近為70.5% ，表明25℃仍不是所有棉花種子萌發(fā)的理想溫度[8]。還發(fā)現(xiàn)15和20℃兩種低溫下實驗群體種子萌發(fā)特性受到的影響比前期研究中的群體更大，更明顯，原因是因為早期的北疆棉花育種以早熟、極早熟為主要育種目標(biāo)[3]，而該文的材料主要為近年的一些代表性品種，早熟性略有降低[13-14]，故群體的耐冷性下降，導(dǎo)致種子低溫下萌發(fā)力影響嚴(yán)重。

建立有效快捷的抗逆資源鑒定評價體系是開展作物抗逆機(jī)理研究和新品種選育的主要內(nèi)容[1-2,4]。模糊隸屬函數(shù)法是廣泛應(yīng)用于植物抗逆性鑒定的數(shù)理統(tǒng)計方法[8,16-20]，但在實際應(yīng)用過程中，有的研究采用絕對值[16-17,19]，有的認(rèn)為應(yīng)該減少背景的誤差而采用相對值[18]。實驗對兩對方法在棉花種子低溫萌發(fā)耐冷性上的應(yīng)用進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)二者鑒定的結(jié)果高度一致，說明正常條件下，棉花種子的萌發(fā)力差異不大，也預(yù)示了棉花種子萌發(fā)低溫耐冷性表達(dá)是低溫誘導(dǎo)的結(jié)果，因此在模糊隸屬函數(shù)法鑒定棉花種子低溫萌發(fā)力時，建議只用測定值分析即可。但從模糊隸屬函數(shù)值鑒定結(jié)果看出，15和20℃下的鑒定結(jié)果并不一致，說明不同低溫下棉花種子萌發(fā)機(jī)制可能并不相同[4]。20℃下鑒定結(jié)果為抗性的棉花材料比例大大升高，幾乎為15℃的4倍，推測15℃下棉花種子萌發(fā)的耐冷性鑒定結(jié)果比20℃更為精準(zhǔn)，為此通過權(quán)重賦值法，實驗得出參試材料中種子萌發(fā)期耐冷性強(qiáng)的材料為中棉所36號和新陸早46號，也進(jìn)一步說明當(dāng)前北疆主栽棉花種子耐低溫性普遍比較弱的現(xiàn)狀。為了建立不同低溫下棉花種子耐冷性鑒定體系，對不同發(fā)芽指標(biāo)間及其與種子萌發(fā)力的關(guān)系進(jìn)行了分析，指標(biāo)兩兩間呈極顯著相關(guān)，說明棉花種子發(fā)芽指標(biāo)間關(guān)系密切，種子萌發(fā)是多個發(fā)芽特性共同作用的結(jié)果。采用逐步回歸分析法分別建立了15、20℃下種子萌發(fā)耐冷性鑒定的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)統(tǒng)計檢驗，模型有效性很好。同時，從模型中可以看出，發(fā)芽指數(shù)，發(fā)芽率和種子萌發(fā)指數(shù)分別為15、20℃下種子萌發(fā)的關(guān)鍵指標(biāo)因子，可作為該低溫下種子萌發(fā)耐冷性快速鑒定評價的指標(biāo)，這跟耿廣東[19]，鄒志榮[20]等的建議一致，為萌芽期棉花種子的耐冷性快速鑒定評價提供了很好的參考。

4 結(jié) 論

棉花種子的耐冷萌發(fā)力與種子萌發(fā)指標(biāo)顯著相關(guān)，除了種子平均發(fā)芽速度，其它種子萌發(fā)特性均隨種子發(fā)芽溫度提高而上升。在低溫脅迫時，基于發(fā)芽指標(biāo)和相對發(fā)芽指標(biāo)兩種隸屬函數(shù)法對種子低溫萌發(fā)能力的鑒定結(jié)果高度一致，但不同低溫下棉花種子的萌發(fā)力有所差異。根據(jù)15和20℃兩種低溫下種子的萌發(fā)特性，中棉所36號和新陸早46號被鑒定為萌芽期種子耐冷性強(qiáng)的材料。低溫下，除了平均發(fā)芽速度，其它棉花種子的發(fā)芽指標(biāo)間及其與種子萌發(fā)力兩兩極顯著相關(guān)。采用逐步回歸法建立的棉花種子萌發(fā)耐冷性的鑒定模型，模型檢測效果很好，其中15℃為Y=0.01+0.022*發(fā)芽指數(shù)，20℃為Y=-0.046+0.002*發(fā)芽率+0.005*種子萌發(fā)指數(shù)，說明發(fā)芽指數(shù)為15℃下棉花種子萌發(fā)力的關(guān)鍵影響指標(biāo)，而發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)為20℃下棉花種子萌發(fā)力的關(guān)鍵影響指標(biāo)，作為此低溫下棉花種子耐冷性萌發(fā)的快速鑒定評價指標(biāo)。

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Abstract：【Objective】 In order to understand the effect of low temperature on seed germination and to explore the sui Table methods for identifying chilling tolerance of cotton seeds.【Method】Some mainly-cultivated cottons were selected as the experimental materials in northern Xinjiang in recent ten years, responses of seed germination characteristics to different temperature were studied, and their germination abilities were also evaluated using germination parameters and relative germination parameters (cold tolerance coefficient)according to subordinative function method under low temperature, respectively.【Result】With the increase of stress, the germination ability of cotton seeds was significantly inhibited, the average seed germination rate decreased with the increase of the temperature, and other indexes of germination were significantly higher with the increase of the temperature. The cold resistant germination ability of cotton seeds was positively correlated with the tested germination index. At the same low temperature, two kinds of subordinate function method showed a good agreement on the seed germination ability at low temperature, but the germination rate of cotton seed under different low temperature was different. The seed germination of Zhongmiansuo No.36 and Xinluzao No.46 had a high chilling-tolerance at 15℃, and at 25℃, those with high chilling tolerance were Xinluzao No.25, Xinluzao No.42, Xinluzao No.36, Xinluzhong No.26, Zhongmiansuo No.36, Xinluzao No.41 and Xinluzao No.35. Except for the average germination speed, the relationship among others germination parameters and seed germination ability was significantly correlated. The identification model for cold resistant cotton seed germination under low temperature was established by stepwise regression method:Y=0.01+0.022*GI (germination index) (R2=0.998) at 15℃;Y=-0.046+0.002*GR (germination rate) +0.005*SGC (Seed germination coefficient) (R2=0.992) at 12℃. 【Conclusion】The seed of Zhongmiansuo NO.36 and Xinluzao NO.46 had a high chilling tolerance at the seed germination stage. The germination index of fuzzy membership function method can be effectively used for the identification and evaluation of cold tolerance based on cotton seed germination.

Keywords: cotton; seed germination; low temperature; chilling tolerance; fuzzy subordinate function

EvaluationofSeedGerminationofMain-cultivatedCottonunderLowTemperatureinNorthernXinjianginRecentTenYears

XU Jian-wei1,2，ZHANG Chen1，ZENG Xiao-yan1,3，ZHANG Xiao-jun1,3，LI Zhi-bo1,3，WEI Yi-nong1,3

(1.CollegeofAgronomy,ShihziUniversity,ShiheziXinjiang832003，China;2.EducationalAdministrationOffice,ShihziUniversity,ShiheziXinjiang832003，China; 3.KeyLaboratoryofOasisEco-agricultureofXinjiangProductionandConstructionCorps,CollegeofAgronomy,ShiheziUniversity,ShiheziXinjiang832003,China)

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.09.001

S562

A

1001-4330(2017)09-1569-10

2017-06-14

國家自然科學(xué)基金項目“荒漠綠洲區(qū)不同生育期棉花耐冷性差異的生理機(jī)制及蛋白質(zhì)組學(xué)研究”(31560074)；國家自然科學(xué)基金項目“棉花抗旱相關(guān)性狀的遺傳及QTL定位研究”(31360265)；石河子大學(xué)新品種培育專項“中熟高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗機(jī)采棉新品種(系)的選育”(YZZX201602)

徐建偉(1976-)，男，甘肅臨夏人，講師，碩士，研究方向為作物遺傳育種，(E-mail)438120660@qq.com

李志博(1978-)，男，甘肅鎮(zhèn)原人，高級實驗師，博士，研究方向為棉花抗逆機(jī)制及新品種選育，(E-mail)lzb_oea@shzu.edu.cn

Supported by: National Natural Science Foundation of China "Studies on the Physiological Mechanism and Proteomics of Differential Chilling Tolerance in Cotton (GossypiymhirsutumL.)at Different Growth Stages in Desert Oasis Region"(31560074)and "Inheritance and QTL Mapping of Traits Associated with Drought Resistance in Cotton (GossypiumhirsutumL.)"(31360265); The Special Project for the Cultivation of New Varieties in Shihezi University "New Variety (lines) Breeding of Machine-harvested Cotton with Mid-maturation, High Yield, Quality and Multiple Resistance"(YZZX201602)

Corresponding author：LI Zhi-bo(1978-),maile,doctor,engaged in cotton resistance mechanism and new variety breeding, (E-mail)lzb_oea@shzu.edu.cn