不同水分條件下06系列甘蔗新品系生根、出苗表現(xiàn)

段惠芬 ，經(jīng)艷芬 ，楊李和 ，董立華 ，安汝東 ，周清明 ，朱建榮 ，桃聯(lián)安

（1.云南省農(nóng)科院甘蔗研究所瑞麗育種站，瑞麗678600；2.云南甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開遠(yuǎn) 661600）

為改良甘蔗品種的適應(yīng)性和抗逆性，提高甘蔗產(chǎn)量和糖分，國內(nèi)外甘蔗主要生產(chǎn)國美國、印度、澳大利亞、巴西等都積極地對甘蔗野生種質(zhì)資源進(jìn)行研究和利用。云南省農(nóng)科院甘蔗研究所瑞麗育種站一直致力于云南豐富的甘蔗野生種質(zhì)資源的利用研究，目的就是利用云南甘蔗種質(zhì)資源的適應(yīng)性、宿根性和抗病、抗旱、耐瘠等特點(diǎn)改良現(xiàn)有甘蔗品種，以提高甘蔗產(chǎn)量和糖分。通過2005/2006雜交季節(jié)的雜交，按“五圃制”選育，獲得了一批含云南野生甘蔗血緣的06系列自育品系。

云南甘蔗種植多在每年的2—4月春植蔗，正值云南突出的干旱少雨季節(jié)，對甘蔗種芽發(fā)根、出苗是一個(gè)考驗(yàn)，9—10月的秋植蔗又是秋雨連綿的季節(jié)，對甘蔗種莖耐澇萌發(fā)是一種檢驗(yàn)。眾多學(xué)者對甘蔗抗旱性進(jìn)行了大量的研究，張木清等（1997）對不同甘蔗基因型在水分脅迫下的形態(tài)反應(yīng)和生理變化進(jìn)行了研究，吳才文等[1]在水分脅迫下對甘蔗生長發(fā)育及相關(guān)生理指標(biāo)進(jìn)行了測定，許文花等[2]利用隸屬函數(shù)法對甘蔗割手密無性系抗旱性進(jìn)行了鑒定研究，謝金蘭等[3]在不同土壤水分條件下對ROC22的發(fā)根和萌芽進(jìn)行了觀察分析。目前甘蔗抗旱生理指標(biāo)的測定主要針對甘蔗伸長期或苗期，在水分脅迫下對甘蔗種莖苗的萌發(fā)生理研究不多，本研究試圖對自育品系在水分脅迫和水浸漬條件下對發(fā)根和出苗進(jìn)行初步觀察和分析。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料是自育06系列甘蔗品系（品比圃）共9個(gè)，即：06-1191（桂糖89-5×ROC22），06-6032（云瑞99-113×福農(nóng) 90-1022 ），06-2409 （德蔗 93-94×云瑞 03-917）， 06-2417 （ 德蔗 93-94×云瑞 03-917）， 06-189（ROC22×云瑞 99-113 ），06-241（德蔗 93-94×51NG90 ），06-2885（德蔗 93-94×云瑞 03-393 ），06-216（H32-5560×云瑞 03-392+云瑞 03-393 ）,06-1717（ 福農(nóng) 90-1022×云瑞 03-417 ），除 06-1191、06-241外其余7個(gè)品系為云南野生種質(zhì)血緣的組合后代。對照為ROC22、粵糖93-159。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)處理 在溫室內(nèi)桶栽，基質(zhì)為曬干的江沙（含水量0.29%），每桶8kg干沙，加入適量的水，對每個(gè)材料進(jìn)行水分適宜（含水量20.7%）、水分脅迫（含水量1.7%）、水分浸漬（含水量35.2%）處理，每個(gè)處理3桶（重復(fù)），每桶5個(gè)單芽，下種前經(jīng)0.1%～0.3%多菌靈浸種5min，沙水拌勻、下種后即刻用膜封緊，9月6日布置試驗(yàn)，19d后進(jìn)行調(diào)查。

1.2.2 調(diào)查項(xiàng)目 發(fā)根數(shù)，最長根的長度，出苗率，苗高，根及苗鮮重和干重（120℃烘干6h）。

1.2.3 分析方法 參照趙培方等[5－6]采用的DTOPSIS法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同自育甘蔗品系3種處理生根、出苗表現(xiàn)

對3個(gè)不同處理（水分適宜、水分脅迫、水分浸漬）的生根、出苗指標(biāo)調(diào)查結(jié)果，見表1－1、1－2。從發(fā)根調(diào)查平均值來看，水分脅迫處理較水分適宜處理和水分浸漬處理的發(fā)根數(shù)要多，水分適宜處理較水分脅迫、水分浸漬的最長根要長，根的重量表現(xiàn)差異不明顯。在發(fā)根數(shù)調(diào)查上，06-189在水分適宜、水分脅迫、水分浸漬下發(fā)根數(shù)均較06-1911、06-1717要明顯發(fā)得多。從出苗調(diào)查平均值來看，不同自育品系在水分適宜條件下較水分脅迫處理、水分浸漬處理的出苗率、苗高、苗的重量均要好，對不同自育品系3種不同處理生根、出苗的發(fā)根數(shù)、最長根長、根鮮重、根干重、出苗率、苗高、苗鮮重、苗干重8個(gè)指標(biāo)，采用DTOPSIS法進(jìn)行綜合評(píng)判。

表1-1 不同自育甘蔗品系3種處理發(fā)根調(diào)查結(jié)果(Y)

表1-2 不同自育甘蔗品系3種處理出苗調(diào)查結(jié)果(Y)

2.2 調(diào)查結(jié)果無量綱化處理

各個(gè)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)量綱不同，難以直接綜合比較，首先需對各指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，各類指標(biāo)無量綱化處理公式：正向指標(biāo)公式 Zij=Yij/Yimax〔Yimax=Max（Yij）〕；中性指標(biāo)公式 Zij=Yjo/〔Yjo＋abs（Yjo-Yij）〕；負(fù)向指標(biāo)公式Zij=Yimin/Yij〔Yimin=Min（Yij）〕。 公式中，代表品系編號(hào)的 i＝1，2，3……11；代表性狀指標(biāo)的 j=1，2，3……8；Yij代表第i個(gè)品系第j個(gè)性狀值，Yjo代表第j個(gè)性狀目標(biāo)值；abs代表絕對值。發(fā)根數(shù)、最長根長、根鮮重、根干重、出苗率、苗高、苗鮮重、苗干重均取正向處理，結(jié)果見表2-1、2－2。

表2-1 發(fā)根調(diào)查結(jié)果無綱量化(Z)

表2-2 出苗調(diào)查結(jié)果無綱量化(Z)

2.3 決策矩陣的建立

對發(fā)根數(shù)、最長根長、根鮮重、根干重、出苗率、苗高、苗鮮重、苗干重8個(gè)指標(biāo)均賦予權(quán)重Wj=0.125，Wj∈（0，1），∑Wj=1， j=1，2，3……8。計(jì)算決策矩陣 R，Rij=Zij×Wj，Rij表示第 i個(gè)品系第 j個(gè)性狀指標(biāo)的相應(yīng)值，Zij表示第i個(gè)品系第j個(gè)性狀指標(biāo)的相應(yīng)值，即以各指標(biāo)權(quán)重與無量綱化處理結(jié)果的乘積，構(gòu)建參試材料綜合評(píng)價(jià)決策矩陣R，得到各參試材料的決策矩陣（見表3－1、3－2）。

表3-1 發(fā)根情況DTOPSIS決策矩陣(R)

表3-2 出苗情況DTOPSIS決策矩陣(R)

2.4 根據(jù)相對近似值綜合評(píng)判材料表現(xiàn)

（1）根據(jù)決策矩陣，求出各指標(biāo)的正理想數(shù)列和負(fù)理想數(shù)列。

計(jì)算結(jié)果：水分適宜=水分脅迫=水分浸漬

水分適宜：Xj＋={0.125,0.125,0.125，0.125,0.125,0.125,0.125,0.125}

計(jì)算結(jié)果：

（2）根據(jù)Xj＋、Xj-和Rij，計(jì)算各品系與正理想解、負(fù)理想解的距離，采用歐幾里德范數(shù)作為距離的測度。

表4 DTOPSIS計(jì)算結(jié)果(C)

從表4中可以看出，在水分適宜條件下的生根和出苗表現(xiàn)，對照粵糖93-159最好，只有06-189超過對照ROC22；在水分脅迫條件下的生根和出苗表現(xiàn)，06-216、06-6032最好，均超過對照粵糖93-159和ROC22，06-189超過對照ROC22；在水分浸漬條件下的生根和出苗表現(xiàn)，06-6032表現(xiàn)最好，06-189、06-216超過ROC22和粵糖93-159，06-2417超過粵糖93-159。

從水分適宜、水分脅迫、水分浸漬3種處理的平均值Ci來看，各個(gè)材料在3種水分條件下的生根、出苗綜合表現(xiàn)，06-6032最好，06-189、06-216超過對照粵糖93-159和ROC22，06-1717和06-1191表現(xiàn)最差。平均值Ci從大到小的排列順序是：06-6032﹥06-189﹥06-216﹥粵糖93-159﹥ROC22﹥06-2417﹥06-241﹥06-2409﹥06-2885﹥06-1717﹥06-1191，這與生根觀察結(jié)果基本一致。

3 討論

3.1 甘蔗種莖萌發(fā)是指甘蔗種莖發(fā)根、出苗過程，是甘蔗種莖在外部環(huán)境作用下發(fā)生的生理變化和生長發(fā)育過程，一般萌芽溫度要求不低于13℃，最適30℃左右，根的萌動(dòng)對溫度要求要低一些，在萌發(fā)時(shí)根比芽對水分較敏感[7]。除了要求體外一定的水分、溫度、光照、土壤等因素外，與種莖自身含水量、內(nèi)源激素水平、各種蛋白酶含量、單糖含量等有關(guān)，是一系列較為復(fù)雜的生理反應(yīng)。本試驗(yàn)在一定溫度、光照條件下，主要觀察外部水分對種莖休眠根點(diǎn)、休眠幼芽的萌發(fā)生長的一些反應(yīng)，試驗(yàn)表明，雖然水分少可刺激根點(diǎn)萌動(dòng)，但水分過多或過少對種莖生根、出苗的最終質(zhì)量均不利，在不同水分處理下材料間的發(fā)根、出苗表現(xiàn)明顯差異，這是甘蔗品系種莖萌發(fā)的種性表現(xiàn)。種莖發(fā)根多、長得長對吸收水分和養(yǎng)分有利，在水分缺乏的情況下能保持成活，同時(shí)幼苗出得好、長得壯，這樣的材料抗旱性好，這對新品種選育和推廣種植有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

3.2 利用云南甘蔗野生種質(zhì)資源的目的是增強(qiáng)甘蔗生產(chǎn)品種的抗逆性和適應(yīng)性，本試驗(yàn)采用DTOPSIS法對水分適宜、水分脅迫、水分浸漬3種處理結(jié)果分析表明，含云南甘蔗野生種質(zhì)血緣自育新品系06-6032、06-189、06-216均超過對照粵糖93-159和ROC22，說明含云南甘蔗野生種質(zhì)血緣材料具有較好的抗逆性和適應(yīng)性，云南野生種質(zhì)血緣具有潛在的育種價(jià)值。

3.3 采用DTOPSIS法綜合分析各個(gè)性狀指標(biāo)，直觀簡便，權(quán)重賦值是關(guān)鍵。

[1]張木清，陳如凱，高三基，等.甘蔗基因型對水分脅迫的形態(tài)生理響應(yīng)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1997,30（6）:72-77.

[2]吳才文，陳能武，楊榮仲，等.水分脅迫及復(fù)水對甘蔗生長發(fā)育及相關(guān)生理指標(biāo)的影響[J].甘蔗，1998,5（3）:6-12.

[3]許文花，楊清輝.甘蔗割手密無性系抗旱性鑒定[J].亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2005,1（1）:22-26.

[4]謝金蘭，羅亞偉，梁闐，等.土壤水分對甘蔗萌芽出苗的影響[J].中國糖料，2010（3）：29-30.

[5]趙培方，吳才文，陳學(xué)寬，等.DTOPSIS法對甘蔗新品系的綜合評(píng)價(jià)[J].中國糖料，2008（1）：43-45.

[6]余本勛，張時(shí)龍，何友勛，等.DTPOSIS法在水稻區(qū)試品種綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（5）：37-41.

[7]董偉，張立平.甘蔗優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)[M].北京：中國三峽出版社，2008：4-10.