花生種質(zhì)苗期抗旱性鑒定與評價

劉永惠+沈一+陳志德

摘要：利用15%PEG6000對80份花生種質(zhì)資源進行實驗室苗期模擬干旱鑒定，以相對株高、相對植株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量為指標(biāo)對不同品種（系）抗旱性進行評價。結(jié)果表明，與清水對照相比，經(jīng)脅迫處理10d后植株生長受到了明顯抑制。聚類分析表明，在歐氏距離D=15水平上可以細(xì)分為A、B、C、D共4個類群，其中B類群抗旱性較強，C類群表現(xiàn)為旱敏感。不同類型花生品種抗旱性比較中以審定品種抗旱性較優(yōu)。篩選出的抗旱與旱敏感種質(zhì)將用于進一步的基礎(chǔ)研究與種質(zhì)改良。

關(guān)鍵詞：花生；苗期；抗旱鑒定；聚類分析；歐氏距離

中圖分類號：S565.203.4文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1002-1302（2014）11-0108-03

干旱是世界范圍內(nèi)的一個普遍問題，目前世界陸地面積有1/3處于干旱或半干旱狀態(tài)。我國是世界上主要干旱國家之一，干旱半干旱耕地約占總耕地面積的53%[1]。花生（ArachishypogaeaL.）起源于南美洲的熱帶、亞熱帶地區(qū)，為豆科作物，是優(yōu)質(zhì)食用油的主要油料品種之一[2]?；ㄉ趦?nèi)遭受干旱脅迫，影響其產(chǎn)量與品質(zhì)水平。目前，關(guān)于花生干旱脅迫方面的研究報道很多，尤其是生理生化方面的，如干旱脅迫下植株形態(tài)、根系形態(tài)、光合特性、葉片SOD酶活性等[3-6]。分子方面涉及花生抗旱OTLs的鑒定[7]、抗旱基因的克隆[8]及干旱脅迫下葉片蛋白組學(xué)研究[9]等。在前期研究中，筆者發(fā)現(xiàn)脅迫處理前后株高、植株鮮（干）質(zhì)量差異顯著，而根長、根鮮、（干）質(zhì)量差異不顯著[10]，本研究擬通過實驗室模擬干旱試驗，利用株高、植株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量等指標(biāo)對不同類型花生種質(zhì)資源進行抗旱性鑒定評價，以期為花生抗旱育種研究篩選優(yōu)異種質(zhì)資源。

1材料與方法

1.1材料

選用筆者所在項目組保存的花生種質(zhì)資源80份為試驗材料，其中包括審定品種19份，地方品種17份，高世代品系44份。

1.2方法

經(jīng)前期預(yù)試驗，選用15%PEG6000溶液進行實驗室模擬干旱脅迫，以清水處理為對照（CK）。每個品種挑選飽滿的種子90粒，于光照培養(yǎng)箱中萌發(fā)，培養(yǎng)箱條件設(shè)置為：光暗周期12h/12h，溫度27～28℃，待幼苗長至3葉期時挑選生長一致的植株，分別進行清水處理和干旱脅迫處理，每個處理3次重復(fù)，處理期間每2d更換1次脅迫液，對照同期更換清水。處理10d后分別測量株高（子葉節(jié)到生長點）、植株鮮質(zhì)量（去除子葉）、植株干質(zhì)量（去除子葉）等指標(biāo)。

1.3數(shù)據(jù)分析

為消除不同品種間性狀的基礎(chǔ)差異，比較各品種的抗旱性，折算各指標(biāo)的相對值，計算公式：相對株高（植株鮮質(zhì)量、植株干質(zhì)量）=處理株高（植株鮮質(zhì)量、植株干質(zhì)量）/對照株高（植株鮮質(zhì)量、植株干質(zhì)量）×100%；所采集的數(shù)據(jù)用Excel、SPSS19.0軟件進行處理和統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1旱脅迫處理下的植株性狀表現(xiàn)

從表1看出，與對照比較，經(jīng)15%PEG6000脅迫處理7d后，植株生長受到了明顯抑制。對照條件下80份參試品種（系）的平均株高達到了7.61cm，而經(jīng)15%PEG6000處理過的植株株高均值僅5.41cm，差異極顯著；同時在植株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量方面，對照與脅迫處理間差異也極顯著，對照植株平均鮮質(zhì)量為2.91g，干質(zhì)量為1.16g，脅迫處理條件下分別僅為對照的59.8%、71.6%。各項指標(biāo)的變幅及變異系數(shù)不同品種間存在一定差異。

2.2不同品種（系）的植株相對性狀表現(xiàn)

為更好比較不同品種（系）間的抗旱性差異，折算參試品種（系）的相對性狀值（表2、圖1）。在相對株高方面，平均值為71.4%，大部分品種主要集中在60%～80%之間，占總數(shù)的66.3%，有15個品種在80%以上，其中僅1個品種超過了90%；相對植株鮮質(zhì)量方面，參試品種（系）均值僅60.45%，超過70%的品種僅10個，其中最大值為92.58%，最小值為36.63%，變異系數(shù)達到了18.41%；參試品種的相對植株干質(zhì)量都在50%以上，同樣有62個品種（系）集中在60%～80%之間，有2個品種超過了90%，最大值達到了94.74%。

2.3品種（系）抗旱性的聚類分析

以相對株高、相對植株鮮質(zhì)量、相對植株干質(zhì)量為指標(biāo)，采用歐氏距離，利用系統(tǒng)分析方法的類間平均法，對80份參試品種（系）進行聚類分析。結(jié)果表明，在歐式距離為15處，可以劃分為A、B、C、D4個類群。其中，A類群包含的品種數(shù)最多，有51個品種，相對株高均值為70.65%，相對植株鮮質(zhì)量均值為63.44%，相對植株干質(zhì)量均值為74.03%；B類群包括6個品種，此類群品種相對株高>85%，相對植株鮮質(zhì)量>70%，相對植株干質(zhì)量>78%，表現(xiàn)出較強的抗旱性；C類群包括8個品種，相對株高介于48%～60%，相對植株鮮質(zhì)量44%～55%，相對植株干質(zhì)量57%～75%，此類群品種表現(xiàn)為旱敏感；D類群包括15個品種，此類群特點是相對株高較高，均值為75.73%，而相對植株鮮質(zhì)量較差，均值僅48.17%，相對植株干質(zhì)量均值為63.5%。

2.4不同類型品種間抗旱性差異

審定品種、高世代品系及地方品種間抗旱性差異見表3，審定品種相對株高為75.59%，相對植株鮮質(zhì)量為68.96%，相對植株干質(zhì)量為75.43%，這3項指標(biāo)表現(xiàn)為審定品種>高世代品系>地方品種。具體來說，以相對株高及相對植株鮮質(zhì)量為指標(biāo)，進行方差分析，結(jié)果表明，審定品種與地方品種間差異分別達到了顯著或極顯著水平，其他類型間差異不顯著；而在相對植株干質(zhì)量方面，3種類型間差異都不顯著。

2.5不同花生品種抗旱性表現(xiàn)

聚類分析結(jié)果（表4）表明，B類群的6個品種較抗旱，C類群的8個品種抗旱性較差。B類群中又以編號1、4、14這3個品種的相對株高、相對植株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量值較高，均在85%以上，表現(xiàn)出較強的抗旱性；其次為58、59、68號，其相對植株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量值略低，仍表現(xiàn)為較抗旱。43、56、65號是C類群中各項指標(biāo)值均較低的3個品種，其3項指標(biāo)均<65%，為旱敏感材料。

3結(jié)論與討論

干旱是影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙因子之一。近年來，全球范圍的溫室效應(yīng)加劇，水資源日益匱乏，干旱災(zāi)害的發(fā)生呈現(xiàn)出頻率高、范圍廣、強度大等特點，對世界糧食安全造成了嚴(yán)重威脅[11-12]?；ㄉm然是較抗旱耐瘠的作物，但地域降水量偏少、降水集中或季節(jié)性干旱仍成為我國花生生產(chǎn)上的主要限制因子。目前，我國已收集保存的各類花生種質(zhì)資源7000余份[13]，但有關(guān)這些種質(zhì)資源的抗旱性鑒定評價則鮮有報道，明確已有花生資源的抗旱性，挖掘抗旱品種，有利于進一步深入開展花生抗旱育種研究。有關(guān)花生抗旱性鑒定的方法和評價指標(biāo)很多[14]，最直接的田間抗旱篩選鑒定法，能夠較客觀反映品種的抗旱性，但對于大批量的篩選而言，工作量大，環(huán)境條件不易控制。本研究主要采用間接篩選法，利用15%PEG6000進行實驗室模擬干旱鑒定，優(yōu)點在于試驗條件具有可控性，避免了環(huán)境條件不一致造成的影響。在前期研究中，在模擬干旱的基礎(chǔ)上進行田間抗旱再鑒定，兩者試驗結(jié)果一致性較好[10]，表明實驗室模擬干旱鑒定在一定程度上可以反映品種間抗旱性差異，尤其在進行大批量花生種質(zhì)資源抗旱性初步篩選鑒定時具有省時、省力的優(yōu)勢。與水稻、擬南芥等模式作物相比，花生抗旱相關(guān)基因的挖掘、遺傳機理研究還處于初始階段。隨著花生全基因組測序的完成，以及干旱相關(guān)轉(zhuǎn)錄組測序的陸續(xù)報道[15]，花生抗旱分子機制研究及種質(zhì)創(chuàng)新成為今后的研究重點。本研究通過對80份花生種質(zhì)資源的實驗室苗期抗旱性鑒定，各獲得3份抗旱、較抗旱及旱敏感材料，可作為進一步分子研究與種質(zhì)改良的基礎(chǔ)材料。

參考文獻：

[1]張智猛，萬書波，戴良香，等.不同花生品種對干旱脅迫的響應(yīng)[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，19（3）：631-638

[2]陳志德，俞春濤，謝吉先，等.江蘇省花生生產(chǎn)的特點和發(fā)展對策[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（5）：30-31.

[3]韓麗，李春雷，吳文靜，等.花生抗旱育種研究進展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（24）：13-14.

[4]劉華，肖長新，韓鎖義，等.干旱脅迫對不同花生品種形態(tài)和產(chǎn)量的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，40（4）：70-73.

[5]孫愛清，萬勇善，劉鳳珍，等.干旱脅迫對不同花生品種光合特性和產(chǎn)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（10）：32-38.

[6]姜慧芳，任小平.干旱脅迫對花生葉片SOD活性和蛋白質(zhì)的影響[J].作物學(xué)報，2004，30（2）：169-174.

[7]RaviK，VadezV，IsobeS，etal.Identificationofseveralsmallmain-effectQTLsandalargenumberofepistaticQTLsfordroughttolerancerelatedtraitsingroundnut（ArachishypogaeaL.）[J].TheorApplGene，2011，122：1119-1132.

[8]DevaiahKM，BaliG，AthmaramTN，etal.Identificationoftwonewgenesfromdroughttolerantpeanutup-regulatedinresponsetodrought[J].PlantGrowthRegul，2007，52：249-258.

[9]邵媛媛.干旱脅迫條件下花生葉片蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D].濟南：山東師范大學(xué)，2010.

[10]劉永惠，沈一，陳志德.不同花生品種抗旱性鑒定與評價[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報，2013，29（2）：47-49.

[11]敬禮恒，劉利成，梅坤，等.水稻抗旱性能鑒定方法及評價指標(biāo)研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（12）：1-5.

[12]趙麗，馮寶平，張書花.國內(nèi)外干旱及干旱指標(biāo)研究進展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（8）：345-348.

[13]張曉杰，姜慧芳，任小平，等.中國花生核心種質(zhì)的主成分分析及相關(guān)分析[J].中國油料作物學(xué)報，2009，31（3）：298-304.

[14]張智猛，萬書波，戴良香，等.花生抗旱性鑒定指標(biāo)的篩選與評價[J].植物生態(tài)學(xué)報，2011，35（1）：100-109.

[15]LiXY，LuJB，LiuS，etal.Identificationofrapidlyinducedgenesintheresponseofpeanut（Arachishypogaea）towaterdeficitandabscisicacid[J].BMCBiotechnology，2014，14：58.

3結(jié)論與討論

干旱是影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙因子之一。近年來，全球范圍的溫室效應(yīng)加劇，水資源日益匱乏，干旱災(zāi)害的發(fā)生呈現(xiàn)出頻率高、范圍廣、強度大等特點，對世界糧食安全造成了嚴(yán)重威脅[11-12]?；ㄉm然是較抗旱耐瘠的作物，但地域降水量偏少、降水集中或季節(jié)性干旱仍成為我國花生生產(chǎn)上的主要限制因子。目前，我國已收集保存的各類花生種質(zhì)資源7000余份[13]，但有關(guān)這些種質(zhì)資源的抗旱性鑒定評價則鮮有報道，明確已有花生資源的抗旱性，挖掘抗旱品種，有利于進一步深入開展花生抗旱育種研究。有關(guān)花生抗旱性鑒定的方法和評價指標(biāo)很多[14]，最直接的田間抗旱篩選鑒定法，能夠較客觀反映品種的抗旱性，但對于大批量的篩選而言，工作量大，環(huán)境條件不易控制。本研究主要采用間接篩選法，利用15%PEG6000進行實驗室模擬干旱鑒定，優(yōu)點在于試驗條件具有可控性，避免了環(huán)境條件不一致造成的影響。在前期研究中，在模擬干旱的基礎(chǔ)上進行田間抗旱再鑒定，兩者試驗結(jié)果一致性較好[10]，表明實驗室模擬干旱鑒定在一定程度上可以反映品種間抗旱性差異，尤其在進行大批量花生種質(zhì)資源抗旱性初步篩選鑒定時具有省時、省力的優(yōu)勢。與水稻、擬南芥等模式作物相比，花生抗旱相關(guān)基因的挖掘、遺傳機理研究還處于初始階段。隨著花生全基因組測序的完成，以及干旱相關(guān)轉(zhuǎn)錄組測序的陸續(xù)報道[15]，花生抗旱分子機制研究及種質(zhì)創(chuàng)新成為今后的研究重點。本研究通過對80份花生種質(zhì)資源的實驗室苗期抗旱性鑒定，各獲得3份抗旱、較抗旱及旱敏感材料，可作為進一步分子研究與種質(zhì)改良的基礎(chǔ)材料。

參考文獻：

[1]張智猛，萬書波，戴良香，等.不同花生品種對干旱脅迫的響應(yīng)[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，19（3）：631-638

[2]陳志德，俞春濤，謝吉先，等.江蘇省花生生產(chǎn)的特點和發(fā)展對策[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（5）：30-31.

[3]韓麗，李春雷，吳文靜，等.花生抗旱育種研究進展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（24）：13-14.

[4]劉華，肖長新，韓鎖義，等.干旱脅迫對不同花生品種形態(tài)和產(chǎn)量的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，40（4）：70-73.

[5]孫愛清，萬勇善，劉鳳珍，等.干旱脅迫對不同花生品種光合特性和產(chǎn)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（10）：32-38.

[6]姜慧芳，任小平.干旱脅迫對花生葉片SOD活性和蛋白質(zhì)的影響[J].作物學(xué)報，2004，30（2）：169-174.

[7]RaviK，VadezV，IsobeS，etal.Identificationofseveralsmallmain-effectQTLsandalargenumberofepistaticQTLsfordroughttolerancerelatedtraitsingroundnut（ArachishypogaeaL.）[J].TheorApplGene，2011，122：1119-1132.

[8]DevaiahKM，BaliG，AthmaramTN，etal.Identificationoftwonewgenesfromdroughttolerantpeanutup-regulatedinresponsetodrought[J].PlantGrowthRegul，2007，52：249-258.

[9]邵媛媛.干旱脅迫條件下花生葉片蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D].濟南：山東師范大學(xué)，2010.

[10]劉永惠，沈一，陳志德.不同花生品種抗旱性鑒定與評價[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報，2013，29（2）：47-49.

[11]敬禮恒，劉利成，梅坤，等.水稻抗旱性能鑒定方法及評價指標(biāo)研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（12）：1-5.

[12]趙麗，馮寶平，張書花.國內(nèi)外干旱及干旱指標(biāo)研究進展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（8）：345-348.

[13]張曉杰，姜慧芳，任小平，等.中國花生核心種質(zhì)的主成分分析及相關(guān)分析[J].中國油料作物學(xué)報，2009，31（3）：298-304.

[14]張智猛，萬書波，戴良香，等.花生抗旱性鑒定指標(biāo)的篩選與評價[J].植物生態(tài)學(xué)報，2011，35（1）：100-109.

[15]LiXY，LuJB，LiuS，etal.Identificationofrapidlyinducedgenesintheresponseofpeanut（Arachishypogaea）towaterdeficitandabscisicacid[J].BMCBiotechnology，2014，14：58.

3結(jié)論與討論

干旱是影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙因子之一。近年來，全球范圍的溫室效應(yīng)加劇，水資源日益匱乏，干旱災(zāi)害的發(fā)生呈現(xiàn)出頻率高、范圍廣、強度大等特點，對世界糧食安全造成了嚴(yán)重威脅[11-12]?；ㄉm然是較抗旱耐瘠的作物，但地域降水量偏少、降水集中或季節(jié)性干旱仍成為我國花生生產(chǎn)上的主要限制因子。目前，我國已收集保存的各類花生種質(zhì)資源7000余份[13]，但有關(guān)這些種質(zhì)資源的抗旱性鑒定評價則鮮有報道，明確已有花生資源的抗旱性，挖掘抗旱品種，有利于進一步深入開展花生抗旱育種研究。有關(guān)花生抗旱性鑒定的方法和評價指標(biāo)很多[14]，最直接的田間抗旱篩選鑒定法，能夠較客觀反映品種的抗旱性，但對于大批量的篩選而言，工作量大，環(huán)境條件不易控制。本研究主要采用間接篩選法，利用15%PEG6000進行實驗室模擬干旱鑒定，優(yōu)點在于試驗條件具有可控性，避免了環(huán)境條件不一致造成的影響。在前期研究中，在模擬干旱的基礎(chǔ)上進行田間抗旱再鑒定，兩者試驗結(jié)果一致性較好[10]，表明實驗室模擬干旱鑒定在一定程度上可以反映品種間抗旱性差異，尤其在進行大批量花生種質(zhì)資源抗旱性初步篩選鑒定時具有省時、省力的優(yōu)勢。與水稻、擬南芥等模式作物相比，花生抗旱相關(guān)基因的挖掘、遺傳機理研究還處于初始階段。隨著花生全基因組測序的完成，以及干旱相關(guān)轉(zhuǎn)錄組測序的陸續(xù)報道[15]，花生抗旱分子機制研究及種質(zhì)創(chuàng)新成為今后的研究重點。本研究通過對80份花生種質(zhì)資源的實驗室苗期抗旱性鑒定，各獲得3份抗旱、較抗旱及旱敏感材料，可作為進一步分子研究與種質(zhì)改良的基礎(chǔ)材料。

參考文獻：

[1]張智猛，萬書波，戴良香，等.不同花生品種對干旱脅迫的響應(yīng)[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，19（3）：631-638

[2]陳志德，俞春濤，謝吉先，等.江蘇省花生生產(chǎn)的特點和發(fā)展對策[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（5）：30-31.

[3]韓麗，李春雷，吳文靜，等.花生抗旱育種研究進展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（24）：13-14.

[4]劉華，肖長新，韓鎖義，等.干旱脅迫對不同花生品種形態(tài)和產(chǎn)量的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，40（4）：70-73.

[5]孫愛清，萬勇善，劉鳳珍，等.干旱脅迫對不同花生品種光合特性和產(chǎn)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（10）：32-38.

[6]姜慧芳，任小平.干旱脅迫對花生葉片SOD活性和蛋白質(zhì)的影響[J].作物學(xué)報，2004，30（2）：169-174.

[7]RaviK，VadezV，IsobeS，etal.Identificationofseveralsmallmain-effectQTLsandalargenumberofepistaticQTLsfordroughttolerancerelatedtraitsingroundnut（ArachishypogaeaL.）[J].TheorApplGene，2011，122：1119-1132.

[8]DevaiahKM，BaliG，AthmaramTN，etal.Identificationoftwonewgenesfromdroughttolerantpeanutup-regulatedinresponsetodrought[J].PlantGrowthRegul，2007，52：249-258.

[9]邵媛媛.干旱脅迫條件下花生葉片蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D].濟南：山東師范大學(xué)，2010.

[10]劉永惠，沈一，陳志德.不同花生品種抗旱性鑒定與評價[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報，2013，29（2）：47-49.

[11]敬禮恒，劉利成，梅坤，等.水稻抗旱性能鑒定方法及評價指標(biāo)研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（12）：1-5.

[12]趙麗，馮寶平，張書花.國內(nèi)外干旱及干旱指標(biāo)研究進展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（8）：345-348.

[13]張曉杰，姜慧芳，任小平，等.中國花生核心種質(zhì)的主成分分析及相關(guān)分析[J].中國油料作物學(xué)報，2009，31（3）：298-304.

[14]張智猛，萬書波，戴良香，等.花生抗旱性鑒定指標(biāo)的篩選與評價[J].植物生態(tài)學(xué)報，2011，35（1）：100-109.

[15]LiXY，LuJB，LiuS，etal.Identificationofrapidlyinducedgenesintheresponseofpeanut（Arachishypogaea）towaterdeficitandabscisicacid[J].BMCBiotechnology，2014，14：58.