畢紅園 趙智勇 曹夢(mèng)琳 司冠 袁嘉瑋



摘要:研究11個(gè)小麥品種的抗旱性,篩選抗旱小麥品種及抗旱關(guān)鍵指標(biāo),為小麥抗旱品種選育提供理論參考。設(shè)置大田干旱和正常灌溉2個(gè)處理,測(cè)定并分析11個(gè)小麥品種15個(gè)形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的變化。結(jié)果表明,受干旱脅迫的影響,11個(gè)小麥品種的基本苗、最高總莖數(shù)、有效穗數(shù)、株高、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量、葉綠素含量、葉黃素含量均有不同程度的降低,而POD活性、SOD活性、CAT活性、可溶性蛋白和MDA含量呈增高趨勢(shì);通過(guò)主成分分析提取了 5個(gè)主成分,能夠包含全部指標(biāo)信息的 89.710%,其中產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、SOD活性、葉綠素含量、穗長(zhǎng)6個(gè)指標(biāo)的載荷量較大;利用隸屬函數(shù)法對(duì)11個(gè)小麥品種的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),得出綜合評(píng)價(jià)值最大的品種為運(yùn)旱1411-2。最終,本研究篩選出產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、SOD活性、葉綠素含量、穗長(zhǎng)6個(gè)指標(biāo)作為小麥抗旱性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo),其中產(chǎn)量可作為評(píng)價(jià)小麥抗旱性最重要的綜合抗旱指標(biāo);11個(gè)小麥品種的抗旱性進(jìn)行排序?yàn)檫\(yùn)旱1411-2>運(yùn)旱618>運(yùn)旱137>運(yùn)旱23-35>運(yùn)旱21-30>運(yùn)旱719>運(yùn)旱1392>晉麥47>運(yùn)旱139-1>運(yùn)旱102>運(yùn)旱1512。
關(guān)鍵詞:小麥;抗旱性;主成分分析;隸屬函數(shù);綜合評(píng)價(jià);干旱脅迫
中圖分類號(hào):S512.101文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-1302(2023)20-0085-08
干旱已成為我國(guó)主要的自然災(zāi)害[1-2]。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年因干旱而導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)超過(guò)了其他因素所造成減產(chǎn)的總和[3-5]。小麥?zhǔn)俏覈?guó)最重要的糧食作物之一,其產(chǎn)量直接關(guān)系著我國(guó)的糧食安全。實(shí)踐證明,提高小麥抗旱能力,培育抗旱性強(qiáng)的小麥品種,可以直接有效地解決干旱對(duì)小麥產(chǎn)量的影響[6-8]。而對(duì)抗旱小麥種質(zhì)資源鑒定篩選及利用是培育抗旱小麥新品種的第一步也是最關(guān)鍵的一步。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從抗旱節(jié)水的生理生化機(jī)制和抗旱生物學(xué)基礎(chǔ)等方面進(jìn)行了大量深入的研究,提出了一系列抗旱性鑒定的形態(tài)、生理生化指標(biāo)[9-10]。據(jù)統(tǒng)計(jì),強(qiáng)抗旱性的品種,有效穗數(shù)高,最高總莖數(shù)多,有效分蘗多、穗粒數(shù)多、千粒質(zhì)量高[11]。學(xué)者們還相繼提出了抗旱系數(shù)、干旱敏感指數(shù)、抗旱指數(shù)等抗旱鑒定指標(biāo)[12-14]。據(jù)統(tǒng)計(jì),利用不同麥類種質(zhì)資源在不同生育期的形態(tài)指標(biāo)、抗旱指數(shù)、葉綠素、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性等抗旱指標(biāo),可以篩選其抗旱性強(qiáng)度,為小麥育種作鋪墊[15]。在分析方法中,主成分分析法是篩選抗旱指標(biāo)的主要方法,隸屬函數(shù)法是篩選抗旱品種的主要方法[16]。但前人的研究多局限于某一生育期的一類指標(biāo),或單一分析方法,將小麥整個(gè)生育期抗旱指標(biāo)相結(jié)合,形態(tài)指標(biāo)與生理指標(biāo)相結(jié)合,并利用多種分析方法系統(tǒng)地進(jìn)行小麥抗旱種質(zhì)資源評(píng)價(jià)篩選的研究目前鮮有報(bào)道。
本研究以筆者所在課題組(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所旱地小麥遺傳育種課題組)所育成的11個(gè)小麥新品種為材料,利用顯著性分析、相關(guān)性分析、主成分分析、隸屬函數(shù)分析等方法,分析大田干旱和正常灌溉2個(gè)處理下基本苗、最高總莖數(shù)、葉綠素含量等15個(gè)形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的變化,篩選出抗旱小麥品種及抗旱關(guān)鍵指標(biāo),以期為小麥抗旱品種選育提供理論參考。
1 材料與方法
1.1 供試材料
供試小麥品種皆為筆者所在課題組培育的旱地小麥品種,共11份,詳情見(jiàn)表1。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)于2020—2022年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所內(nèi)試驗(yàn)田進(jìn)行。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),11個(gè)品種,3次重復(fù),2個(gè)處理,干旱處理(D)的小麥全生育期不灌水,僅靠自然降水供給水分;灌水處理(CK)在苗期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期各灌水1次。除水分處理外,各小區(qū)栽培管理措施一致,按當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)要求進(jìn)行。
1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法
1.3.1 生態(tài)指標(biāo)的測(cè)定
在小麥出苗13 d時(shí)定點(diǎn)數(shù)基本苗,拔節(jié)前期定點(diǎn)數(shù)最高莖數(shù),成熟時(shí)定點(diǎn)部位數(shù)有效穗數(shù),成熟后隨機(jī)拔5個(gè)單株測(cè)定株高、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、千粒質(zhì)量,最后全部收獲測(cè)產(chǎn)。
1.3.2 生理指標(biāo)的測(cè)定
在小麥拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期分別取樣測(cè)定葉片中的葉綠素含量、類胡蘿卜素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過(guò)氧化物酶(POD)活性、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量。葉綠素含量、類胡蘿卜素含量采用Arnon法測(cè)定;超氧化物歧化酶活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)法測(cè)定;過(guò)氧化物酶活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定;過(guò)氧化氫酶活性采用過(guò)氧化氫法測(cè)定;丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法測(cè)定;可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法。
以上每個(gè)指標(biāo)每個(gè)處理測(cè)定3次,取平均值。
1.4 數(shù)據(jù)處理
用Excel 2007和SAS 9.4對(duì)2020—2022年2年的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)算各處理形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的平均值,并進(jìn)行顯著性分析、相關(guān)性分析、主成分分析和隸屬函數(shù)分析。
計(jì)算公式:
(1)DC為指標(biāo)性狀的耐旱系數(shù),DC=Xi/CKi×100%(i=1,2,…,n),Xi、CKi分別表示干旱、對(duì)照處理的性狀測(cè)定值,n為指標(biāo)性狀數(shù)量;i為指標(biāo)性狀。
(2)DI為i指標(biāo)的抗旱指數(shù),DI=DC×Xi/X×100% (i=1,2,…,n),X表示所有品種干旱處理平均值。
(3)wp表示提取的第p個(gè)主成分的權(quán)重,wp=λp/∑λp,λp表示提取的主成分所對(duì)應(yīng)的貢獻(xiàn)率。
(4)wi表示第i個(gè)指標(biāo)的重要程度,wi=∑(wp×ai),ai表示第i個(gè)指標(biāo)在某一主成分中的載荷量。
(5)C表示干旱處理各指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)值,C=∑[wi×μ(xi)],其中,μ(xi)為各品種第i個(gè)指標(biāo)的綜合隸屬函數(shù)值。
2 結(jié)果與分析
2.1 干旱脅迫對(duì)小麥基本苗、最高總莖數(shù)、有效穗數(shù)及株高的影響
由表2可知,干旱脅迫下,11個(gè)小麥品種的基本苗、最高總莖數(shù)(MSN)、有效穗數(shù)及株高均有所下降。其中,運(yùn)旱137的基本苗減少幅度最小,變化率幾乎為零;運(yùn)旱618的最高總莖數(shù)減少幅度最小;運(yùn)旱1411-2的有效穗數(shù)減少幅度最小,變化率為-4.06%;運(yùn)旱23-35的株高降低幅度最小,變化率為-0.99%。
2.2 干旱脅迫對(duì)小麥穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、千粒質(zhì)量及產(chǎn)量的影響
由表3可知,干旱脅迫下,11個(gè)小麥品種的穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、千粒質(zhì)量及產(chǎn)量均有所下降,運(yùn)旱 1411-2 和運(yùn)旱618的穗粒數(shù)減少幅度較小,變化率均未超過(guò)-10%;運(yùn)旱137和運(yùn)旱1411-2的穗長(zhǎng)減少幅度較小,變化率未超過(guò)-10%;運(yùn)旱 1411-2 的千粒質(zhì)量和產(chǎn)量降低幅度均最小,變化率分別為-4.21%和-15.79%。
2.3 干旱脅迫對(duì)小麥葉綠素和葉黃素含量的影響
由表4可以看出,干旱脅迫下,11個(gè)小麥品種的葉綠素和葉黃素含量均有所下降。運(yùn)旱1411-2的葉綠素含量減少幅度最小,未超過(guò)-5%;運(yùn)旱 21-30 的葉黃素含量減少幅度較小,變化率為 -1.23%。
2.4 干旱脅迫對(duì)小麥過(guò)氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶活性的影響
由表5可知,干旱脅迫下,11個(gè)小麥品種POD和SOD活性均有所增強(qiáng)。運(yùn)旱139-1的POD活性增強(qiáng)幅度較大,變化率超過(guò)20%;運(yùn)旱1411-2的SOD活性增強(qiáng)幅度較大,變化率超過(guò)100%。
2.5 干旱脅迫對(duì)小麥可溶性蛋白含量、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性和丙二醛含量的影響
由表6可知,干旱脅迫下,11個(gè)小麥品種的可溶性蛋白含量、CAT活性和MDA含量均有所升高。運(yùn)旱1411-2的可溶性蛋白含量升高幅度最大,變化率為36.01%;運(yùn)旱618和運(yùn)旱1411-2的CAT活性上升幅度較大,變化率分別為18.92%和22.76%;運(yùn)旱137的MDA含量上升幅度最小,變化率為8.20%。
2.6 干旱脅迫下15個(gè)抗旱指標(biāo)抗旱系數(shù)的相關(guān)性分析
根據(jù)公式計(jì)算不同小麥品種在干旱脅迫下15個(gè)抗旱指標(biāo)的抗旱系數(shù),并對(duì)抗旱系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。由表7可知,15個(gè)抗旱指標(biāo)之間具有一定的相關(guān)性。其中,基本苗與最高總莖數(shù)、產(chǎn)量、超氧化物歧化酶活性呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.815、0.789、0.737;與有效穗數(shù)、株高、POD活性呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.673、0.716、0.673。最高總莖數(shù)與產(chǎn)量、SOD活性呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.794、0.935;與有效穗數(shù)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.606。穗粒數(shù)與千粒質(zhì)量成顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.606。產(chǎn)量與SOD活性呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.897;與葉綠素含量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.615。可溶性蛋白含量與MAA含量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.743;與CAT活性呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.700。
2.7 干旱脅迫下15個(gè)抗旱指標(biāo)抗旱系數(shù)的主成分分析
為提高分析的精確率并篩選抗旱指標(biāo),將小麥各指標(biāo)的抗旱系數(shù)進(jìn)行主成分分析。由表8可知,前5個(gè)主成分貢獻(xiàn)率分別為38.700%、17.190%、 14.520%、10.180%、9.120%,累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)89.710%,且各成分特征值均大于1,符合主成分分析的要求。因此,這5個(gè)主成分可以代表15個(gè)指標(biāo)的大部分信息,足以說(shuō)明該數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)。主成分1(F1)的特征值為5.805,對(duì)應(yīng)的載荷量相對(duì)較大的是產(chǎn)量,為0.473;主成分2(F2)的特征值為2.579,對(duì)應(yīng)的載荷量相對(duì)較大的是穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量,分別為0.505和0.454;主成分3、4和5(F3、F4和F5)對(duì)應(yīng)的載荷量相對(duì)較大的分別是SOD活性、葉綠素含量和穗長(zhǎng)。綜上分析,由于5個(gè)主成分反映了15個(gè)指標(biāo)89.710%的信息,對(duì)小麥抗旱性影響較大,因此可以用產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、SOD活性、葉綠素含量、穗長(zhǎng)6個(gè)指標(biāo)作為小麥抗旱性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。
2.8 不同小麥品種抗旱性綜合評(píng)價(jià)
由表8可知,5個(gè)主成分綜合指標(biāo)的權(quán)重分別為0.431、0.192、0.162、0.113、0.102,利用公式,根據(jù)主成分綜合指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算15個(gè)指標(biāo)的重要程度,進(jìn)而計(jì)算不同小麥品種15個(gè)指標(biāo)的綜合隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)值(C)。綜合隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)值(C)越大,品種的抗旱性越強(qiáng),由此得出11個(gè)小麥品種的抗旱性排序?yàn)檫\(yùn)旱1411-2>運(yùn)旱618>運(yùn)旱137>運(yùn)旱23-35>運(yùn)旱21-30>運(yùn)旱719>運(yùn)旱1392>晉麥47>運(yùn)旱139-1>運(yùn)旱102>運(yùn)旱1512(表9)。
3 討論
3.1 小麥抗旱指標(biāo)范圍
目前,關(guān)于小麥抗旱性評(píng)價(jià)的報(bào)道多集中于萌發(fā)期、苗期或某一特定的生育期,將整個(gè)生育期的抗旱指標(biāo)進(jìn)行綜合分析的研究還較少。李國(guó)瑞等對(duì)西南麥區(qū)的41個(gè)小麥品種的萌發(fā)期進(jìn)行抗旱性評(píng)價(jià),篩選出發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)可作為小麥萌發(fā)期抗旱性的快速鑒定指標(biāo)[17]。張樹(shù)林等利用聚乙二醇(PEG)滲透脅迫法,對(duì)13個(gè)小麥新品系的萌發(fā)期進(jìn)行抗旱性鑒定,篩選出AG1404和AG1026 2個(gè)萌發(fā)期抗旱性強(qiáng)的小麥新品系[18]。這些結(jié)論僅說(shuō)明小麥品種在萌發(fā)期這一單一生育期內(nèi)的抗旱性,無(wú)法代表整個(gè)生育期。大多數(shù)小麥品種的抗旱性在不同的生育期存在差異性,例如有些品種在萌發(fā)期或者苗期抗旱性較弱,但在成株期卻表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱能力[19]。再者,小麥抗旱性強(qiáng)弱是一個(gè)受多個(gè)因子相互作用的復(fù)雜性狀,它不僅受生育期和外部環(huán)境的影響,也是由多基因控制的復(fù)雜的數(shù)量性狀,要準(zhǔn)確無(wú)誤全面地評(píng)價(jià)和鑒定小麥品種的抗旱性,就必須將小麥不同生育時(shí)期的多個(gè)抗旱指標(biāo)相結(jié)合[20]。這些結(jié)論皆與本研究一致,通過(guò)對(duì)15個(gè)指標(biāo)的顯著性分析,在干旱脅迫下同一品種的不同指標(biāo)變化率差異明顯。例如,就代表苗期的基本苗這一指標(biāo),干旱脅迫下,運(yùn)旱1411-2的變化率是-3.46%,運(yùn)旱23-35的變化率是-2.62%,說(shuō)明就苗期而言,運(yùn)旱1411-2的抗旱性弱于運(yùn)旱23-35。反觀代表成熟期的產(chǎn)量這一指標(biāo),在干旱脅迫下,運(yùn)旱1411-2的變化率為-15.79%,運(yùn)旱23-35的變化率為-23.13%,說(shuō)明就成熟期而言,運(yùn)旱1411-2的抗旱性強(qiáng)于運(yùn)旱23-35。可見(jiàn),單一生育期的抗旱指標(biāo)不具有代表性,無(wú)法全面評(píng)價(jià)小麥品種的抗旱性,應(yīng)將不同生育期的多種指標(biāo)相結(jié)合進(jìn)行綜合分析,才具有更強(qiáng)的說(shuō)服力和更高的準(zhǔn)確性。
3.2 小麥抗旱指標(biāo)的篩選
小麥在受到干旱脅迫時(shí)會(huì)發(fā)生一系列應(yīng)激響應(yīng),使其形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化發(fā)生一系列適應(yīng)性變化。為了能夠高效、準(zhǔn)確地對(duì)小麥種質(zhì)資源進(jìn)行抗旱性鑒定并培育抗旱小麥新品種,就必須從眾多抗旱指標(biāo)中篩選出能代表小麥抗旱能力的關(guān)鍵指標(biāo)[21]。有研究表明,在形態(tài)指標(biāo)中,產(chǎn)量、抗旱系數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、株高、小穗密集度可作為冬小麥抗旱性鑒定的主要參考指標(biāo)[22-23]。本研究結(jié)果與之基本一致,不同點(diǎn)在于株高的重要程度,是因?yàn)楸狙芯克x材料皆為同系列品種,在株高這一性狀上有一定相似性。隨著干旱脅迫時(shí)間延長(zhǎng),小麥的抗氧化系統(tǒng)趨于衰弱,POD、SOD活性逐漸降低,抗旱性較強(qiáng)的小麥品種 SOD活性及POD活性較不抗旱品種高,且SOD活性的遺傳力較高,可作為小麥抗旱性的關(guān)鍵指標(biāo)在雜種后代早期世代進(jìn)行選擇[24]。小麥的光合作用對(duì)干旱脅迫十分敏感,干旱脅迫導(dǎo)致的光合速率下降是作物減產(chǎn)的重要原因。小麥葉綠素含量與抗旱性密切相關(guān),抗旱能力強(qiáng)的品種葉綠素含量變化幅度較抗旱性弱的品種小,葉綠素含量可作為評(píng)價(jià)小麥抗旱性的關(guān)鍵生理指標(biāo)[25]。對(duì)15個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果表明,穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān),葉綠素含量和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),SOD活性和產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。篩選出的6個(gè)抗旱指標(biāo),穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量及穗長(zhǎng)都是產(chǎn)量構(gòu)成因素,而葉綠素含量和SOD活性都與產(chǎn)量密切相關(guān)。由此可知,產(chǎn)量不僅是小麥抗旱性強(qiáng)弱的最終體現(xiàn),也是小麥評(píng)價(jià)抗旱性的最重要的綜合指標(biāo),這與崔桂賓等的研究結(jié)果一致,其他5個(gè)指標(biāo)可作為小麥抗旱性鑒定的重要參考指標(biāo)[26-28]。
3.3 小麥抗旱性評(píng)價(jià)方法
小麥抗旱機(jī)制的復(fù)雜性,使其抗旱性評(píng)價(jià)的研究方法不斷地發(fā)展完善。不同類型的抗旱指標(biāo),單位及數(shù)量級(jí)不同,導(dǎo)致抗旱性評(píng)價(jià)沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。抗旱系數(shù)是某一指標(biāo)在干旱和灌溉處理下的比值,雖然具有很強(qiáng)的直觀性,但不能很好地評(píng)價(jià)品種的產(chǎn)量水平。而抗旱指數(shù)將產(chǎn)量與抗旱系數(shù)相結(jié)合,大大彌補(bǔ)了抗旱系數(shù)的不足,目前人們常用此來(lái)進(jìn)行小麥抗旱綜合指標(biāo)的評(píng)價(jià)分析[29]。
干旱脅迫下,不同小麥品種的不同抗旱指標(biāo)或升高或降低,通過(guò)顯著性分析,可以直觀地反映出干旱脅迫對(duì)不同品種單一抗旱指標(biāo)的影響。多個(gè)抗旱指標(biāo)的綜合性評(píng)價(jià)通常用隸屬函數(shù)法,目前多數(shù)研究是將各個(gè)抗旱指標(biāo)的隸屬函數(shù)值簡(jiǎn)單地求和,或取平均值得到小麥品種的綜合評(píng)價(jià)值[30-31]。但本研究通過(guò)對(duì)抗旱指標(biāo)的相關(guān)性分析可知,各個(gè)抗旱指標(biāo)間存在一定的關(guān)聯(lián)性,僅用隸屬函數(shù)法對(duì)抗旱指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),會(huì)表現(xiàn)出片面性和不穩(wěn)定性。為了將不同指標(biāo)的抗旱性信息更好地綜合起來(lái),本研究首先通過(guò)各指標(biāo)抗旱指數(shù)的主成分分析,確定了5個(gè)主成分,利用主成分權(quán)重計(jì)算每個(gè)抗旱指標(biāo)的重要程度,再對(duì)每個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行規(guī)范化處理,即利用每個(gè)指標(biāo)的重要程度與隸屬函數(shù)相乘并求和,所得數(shù)值就是此品種的綜合評(píng)價(jià)值。此分析方法與傳統(tǒng)求抗旱性度量值(D)相比可以更科學(xué)地消除不同基因型小麥品種間固有的生物學(xué)和遺傳學(xué)特性差異,最大程度消除誤差,可為同類研究提供參考[31]。
4 結(jié)論
干旱脅迫對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段都有很大的影響。在干旱脅迫下,通過(guò)對(duì)11個(gè)運(yùn)旱系列小麥新品種不同生育階段的15個(gè)抗旱指標(biāo)的分析可知,產(chǎn)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、SOD活性、葉綠素含量、穗長(zhǎng)6個(gè)指標(biāo)作為小麥抗旱性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo),其中產(chǎn)量可作為評(píng)價(jià)小麥抗旱性最重要的綜合抗旱指標(biāo);11個(gè)小麥品種的抗旱性排序?yàn)檫\(yùn)旱1411-2>運(yùn)旱618>運(yùn)旱137>運(yùn)旱23-35>運(yùn)旱21-30>運(yùn)旱719>運(yùn)旱1392>晉麥47>運(yùn)旱 139-1>運(yùn)旱102>運(yùn)旱1512。本研究篩選出關(guān)鍵抗旱指標(biāo)并利用綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)小麥的抗旱性,可以為小麥抗旱育種提速增效。
參考文獻(xiàn):
[1]褚建民. 干旱區(qū)植物的水分選擇性利用研究[D]. 北京:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院,2007.
[2]楊曉暉,張克斌,慈龍駿. 中國(guó)荒漠化評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀、問(wèn)題及其解決途徑[J]. 中國(guó)水土保持科學(xué),2004,2(1):22-28.
[3]黃占斌,山 侖. 論我國(guó)旱地農(nóng)業(yè)建設(shè)的技術(shù)路線與途徑[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2000,18(2):1-6.
[4]吳兆蘇. 小麥育種學(xué)[M]. 北京:農(nóng)業(yè)出版社,1990:322-328.
[5]景蕊蓮. 作物抗旱節(jié)水研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2007,49(1):1-5.
[6]Wang W X,Vinocur B,Altman A. Plant responses to drought,salinity and extreme temperatures:towards genetic engineering for stress tolerance[J]. Planta,2003,218(1):1-14.
[7]范鋒貴,張曉科,任萬(wàn)杰,等. 晉麥47幼苗中一個(gè)水分脅迫應(yīng)答蛋白的SDS-PAGE和Nano LC-MS/MS鑒定[J]. 麥類作物學(xué)報(bào),2012,32(6):1161-1166.
[8]張龍龍,楊明明,董 劍,等. 三個(gè)小麥新品種萌發(fā)期和幼苗期抗旱性的綜合評(píng)價(jià)[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2016,34(6):228-234,279.
[9]Schonfeld M A,Johnson R C,Carver B F,et al. Water relations in winter wheat as drought resistance indicators[J]. Crop Science,1988,28(3):526-531.
[10]孫歡歡,韓兆雪,譚登峰,等. 新培育玉米自交系苗期生理生化指標(biāo)與其抗旱性綜合評(píng)價(jià)[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2016,34(5):9-14,53.
[11]冀天會(huì),張燦軍,楊子光,等. 水旱生態(tài)型冬小麥品種雜種優(yōu)勢(shì)分析[J]. 麥類作物學(xué)報(bào),200,23(4):19-22.
[12]Shamuyarira K W,Shimelis H,F(xiàn)iglan S,et al. Path coefficient and principal component analyses for biomass allocation,drought tolerance and carbon sequestration potential in wheat[J]. Plants,2022,11(11):1407.
[13]Itsukushima R. Characteristics and controlling factors of the drought runoff coefficient[J]. Water,2021,13(9):1259.
[14]Sio-Se Mardeh A,Ahmadi A,Poustini K,et al. Evaluation of drought resistance indices under various environmental conditions[J]. Field Crops Research,2006,98(2/3):222-229.
[15]郭 瑩,王振平,呂迎春,等. 不同麥類種質(zhì)抗旱性評(píng)價(jià)及優(yōu)異種質(zhì)篩選[J]. 麥類作物學(xué)報(bào),2022,42(10):1208-1219.
[16]杜廣悅,李喜煥,李文龍,等. 河北省冬小麥品種苗期抗旱性鑒定及指標(biāo)篩選[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,36(3):1-7.
[17]李國(guó)瑞,馬宏亮,胡雯媚,等. 西南麥區(qū)小麥品種萌發(fā)期抗旱性的綜合鑒定及評(píng)價(jià)[J]. 麥類作物學(xué)報(bào),2015,35(4):479-487.
[18]張樹(shù)林,劉玉玲,田 麗,等. 小麥新品系萌發(fā)期抗旱鑒定及其灰色關(guān)聯(lián)度分析[J]. 種子,2018,37(2):70-74.
[19]李 龍,毛新國(guó),王景一,等. 小麥種質(zhì)資源抗旱性鑒定評(píng)價(jià)[J]. 作物學(xué)報(bào),2018,44(7):988-999.
[20]張 毅,楊 軻,汪軍成,等. 100份大麥種質(zhì)資源成株期抗旱性鑒定及抗旱指標(biāo)篩選[J]. 麥類作物學(xué)報(bào),2022,42(4):441-450.
[21]孫海麗,王文佳,劉夢(mèng)蘭,等. 小麥抗旱鑒定指標(biāo)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2020,48(4):1-7.
[22]邵千順,王 斐,王克雄,等. 寧夏南部山區(qū)冬小麥抗旱指標(biāo)鑒定研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2018,36(3):66-71.
[23]楊子光,張燦軍,冀天會(huì),等. 小麥品種抗旱性形態(tài)指標(biāo)比較研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(9):4489-4490.
[24]張文英,柳斌輝,彭海城,等. 冬小麥抗旱性狀遺傳力分析[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2009,27(3):44-47. [HJ1.7mm]
[25]董建力,許 興,李樹(shù)華,等. 旱脅迫對(duì)不同春小麥葉綠素含量的影響及與抗旱性的關(guān)系[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào),2011,26(3):120-123.
[26]崔桂賓,雷 楠,王勇鋒,等. 黃淮流域部分小麥種質(zhì)材料抗旱和品質(zhì)特性的評(píng)價(jià)及篩選[J]. 麥類作物學(xué)報(bào),2017,37(11):1409-1418.
[27]蘭巨生. 農(nóng)作物綜合抗旱性評(píng)價(jià)方法的研究[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),1998,7(3):85-87.
[28]吳金芝,黃 明,王志敏,等. 干旱對(duì)冬小麥旗葉光合參數(shù)、產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2021,37(5):1108-1118.
[29]陳榮敏,楊學(xué)舉,梁鳳山,等. 利用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)冬小麥的抗旱性[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,25(2):7-9.
[30]胡雯媚,王思宇,樊高瓊,等. 西南麥區(qū)小麥品種苗期抗旱性鑒定及其指標(biāo)篩選[J]. 麥類作物學(xué)報(bào),2016,36(2):182-189.
[31]鄒成林,黃開(kāi)健,翟瑞寧,等. 基于隸屬函數(shù)法和主成分分析評(píng)價(jià)玉米萌發(fā)期抗旱性[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2022,50(13):7-13.
收稿日期:2023-04-26
基金項(xiàng)目:山西省基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):20210302124507);運(yùn)城市基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):YCKJ-2021037);山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物育種工程項(xiàng)目(編號(hào):YZGC002)。
作者簡(jiǎn)介:畢紅園(1989—),女,山西運(yùn)城人,碩士,助理研究員,從事旱地小麥種質(zhì)資源創(chuàng)制及育研究。E-mail:543876529@qq.com。