裴玉賀++軒慧冬+宋希云

摘要：以12個(gè)常用玉米品種為試材，在萌芽期用20%PEG-6000（聚乙二醇-6000）進(jìn)行室內(nèi)模擬干旱脅迫，測(cè)定20%PEG-6000處理與對(duì)照的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率以及相關(guān)形態(tài)指標(biāo)，通過發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)、胚根干物質(zhì)重、貯藏物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)率的相對(duì)值及種子的萌發(fā)抗旱指數(shù)GRDI來計(jì)算各品種的隸屬函數(shù)平均值，綜合評(píng)價(jià)這12個(gè)品種的抗旱性。結(jié)果表明：玉米品種抗旱性大小排序?yàn)椋篖N1>現(xiàn)豐968>農(nóng)華101>金海5號(hào)>鄭單958>東單80>青農(nóng)8號(hào)>川單14號(hào)>農(nóng)大108>青農(nóng)105>中單808>蠡玉16；LN1和現(xiàn)豐968是典型抗旱類型品種，農(nóng)華101、金海5號(hào)、鄭單958、東單80是較抗旱類型品種，其它品種為不抗旱品種。

關(guān)鍵詞：玉米品種；萌芽期；抗旱篩選；隸屬函數(shù)

中圖分類號(hào)：S513.034文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2017）02-0030-06

干旱是影響全世界作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的主要環(huán)境因素[1]。玉米的需水量較多且對(duì)水分較敏感[2]，除苗期需適當(dāng)控制水量以外，以后的生長(zhǎng)都必須滿足需水要求才能獲得高產(chǎn)。我國東北與西北都是玉米主產(chǎn)區(qū)，為主要的干旱與半干旱地區(qū)，降水總量少，降水頻率較低而且分布不規(guī)律，連同華北地區(qū)都經(jīng)常遭受干旱的威脅[3]。因此，干旱已成為影響我國玉米生產(chǎn)的重要因素。

種子萌芽期對(duì)水分十分敏感。如果萌芽期缺水，會(huì)嚴(yán)重影響出苗率，高者能達(dá)到40%～50%[4]。因此，在萌芽期對(duì)玉米進(jìn)行抗旱篩選非常重要，而且還能省工省時(shí)。郝楠等[5]的研究表明，可以用-0.6 MPa的高滲溶液（20% PEG-6000）模擬玉米抗旱性篩選的干旱脅迫條件，用其得到的結(jié)果與種子在中等干旱程度環(huán)境中的相一致[6]。因此，本試驗(yàn)擬在以往的玉米品種抗旱性鑒定研究[6-10]基礎(chǔ)上，以12個(gè)常用玉米品種為材料，用20%PEG-6000（聚乙二醇-6000）模擬干旱脅迫，進(jìn)行玉米萌芽期抗旱性篩選，以期為抗旱玉米品種的早期鑒定、篩選和培育提供技術(shù)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

農(nóng)大108、鄭單958、中單808、川單14、青農(nóng)8號(hào)、蠡玉16、金海5號(hào)、東單80、現(xiàn)豐968、農(nóng)華101、青農(nóng)105、LN1共12個(gè)玉米品種均由青島農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米分子育種室購買。于2015年在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)分子育種實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

挑選飽滿一致、胚完好無損的玉米種子，用0.1% HgCl溶液消毒10 min，再用無菌水沖洗2～3遍，然后均勻排列在鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿30粒。用20% PEG-6000溶液 25 mL模擬干旱脅迫條件，對(duì)照用等量無菌水，置于人工智能氣候培養(yǎng)箱中，恒溫25℃進(jìn)行3天暗處理，之后設(shè)定光照周期為12 h/12 h（光期/暗期），光強(qiáng)為2 500 lx培養(yǎng)，每處理重復(fù)3次。每天定時(shí)更換20% PEG-6000溶液和蒸餾水（保持恒定的脅迫濃度）。從第一粒種子萌發(fā)（以胚根長(zhǎng)2 mm為發(fā)芽鑒定標(biāo)準(zhǔn)）開始，每天按時(shí)查數(shù)每個(gè)培養(yǎng)皿的發(fā)芽種子數(shù)。

1.3指標(biāo)測(cè)定

在第8天，從每個(gè)培養(yǎng)皿中隨機(jī)選取10株長(zhǎng)勢(shì)相當(dāng)?shù)挠酌邕M(jìn)行形態(tài)指標(biāo)測(cè)定[11]，記錄每株幼苗的根數(shù)，并用數(shù)顯卡尺測(cè)量胚根長(zhǎng)度、幼苗長(zhǎng)度。將選取的幼苗剪成幼芽、根與籽粒三部分，放到烘箱里105℃殺青5 min，再將溫度調(diào)至85℃烘至恒重，用千分之一的天平進(jìn)行稱重。

1.4數(shù)據(jù)處理

計(jì)算公式：發(fā)芽勢(shì)GE=第4 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽率GR=第7 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%[12]；相對(duì)發(fā)芽率=干旱處理的發(fā)芽率/對(duì)照發(fā)芽率；相對(duì)發(fā)芽勢(shì)=干旱處理的發(fā)芽勢(shì)/對(duì)照發(fā)芽勢(shì)；貯藏物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)率=（芽+根）干物質(zhì)重/（芽+根+種子）干物質(zhì)重×100%；種子萌發(fā)抗旱指數(shù)（GDRI）=干旱脅迫下種子萌發(fā)指數(shù)（PIs）/對(duì)照種子萌發(fā)指數(shù)（PIc） ；種子萌發(fā)指數(shù)PI=1.00nd2+0.75nd4+0.50nd6+0.25nd8 （注：nd2、nd4、nd6、nd8分別指第2、4、6、8 d種子的萌發(fā)率）；傷害率=（對(duì)照值-處理值）/對(duì)照值；隸屬度（Uij）=（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin），式中Uij為某品種第i項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度，Xij為某品種第i項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定值，Ximin為全部品種i項(xiàng)指標(biāo)中的最小值，Ximax為全部品種第i項(xiàng)指標(biāo)中的最大值，i為某項(xiàng)指標(biāo)，j為某個(gè)品種，并求出各品種的各測(cè)定指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均數(shù)。

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用 DPS v 7.05版軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，5%顯著水平下用Duncans 方法進(jìn)行多重比較，檢驗(yàn)各處理平均值之間的差異顯著性。依據(jù)模糊隸屬函數(shù)法對(duì)玉米抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[13]。

2結(jié)果與分析

2.1干旱脅迫對(duì)不同玉米品種發(fā)芽勢(shì)的影響

由表1可以看出，干旱脅迫對(duì)種子的發(fā)芽勢(shì)有一定的抑制作用，不同品種的傷害率之間存在明顯的差異。品種LN1干旱脅迫下的發(fā)芽勢(shì)最大，達(dá)到76%，金海5號(hào)的次之，為60%，中單808的發(fā)芽勢(shì)最小，僅為13%。從相對(duì)發(fā)芽勢(shì)和傷害率上可以看出，LN1的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)最高，達(dá)到0.99；LN1的傷害率最小，為0.04，其次是金海5號(hào)，最大的是蠡玉16。相對(duì)發(fā)芽勢(shì)的值越大，說明該品種在干旱脅迫下的發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照相比差異越小，傷害率的值越小，受脅迫條件的影響就越小，相應(yīng)的抗旱性水平就相對(duì)越高。

3討論與結(jié)論

不同玉米品種在干旱脅迫條件下的差異，與品種自身的遺傳基因有關(guān)。楊國虎[18]研究表明，玉米的抗旱性是由多基因共同表達(dá)控制，受基因加性效應(yīng)影響。所以不能把品種間的這種差異完全歸因于環(huán)境條件。

本研究通過玉米種子萌發(fā)抗旱指數(shù)GDRI對(duì)12個(gè)玉米品種進(jìn)行篩選，結(jié)果表明：LN1 抗旱性最強(qiáng)；鄭單958、金海5號(hào)、東單80、現(xiàn)豐968、農(nóng)華101共5個(gè)玉米品種屬于抗旱或較抗旱品種。本研究的GDRI評(píng)價(jià)結(jié)果與模糊隸屬函數(shù)綜合分析的結(jié)果比較一致，與張倩等[17]的研究結(jié)果相符合。王策[19]研究認(rèn)為鄭單958屬于耗水、高水分利用型玉米，與本研究的鄭單958為較抗旱品種的結(jié)論一致。江緒文等[20]也利用PEG模擬干旱對(duì)5個(gè)玉米品種進(jìn)行了抗旱性鑒定，結(jié)果表明5 個(gè)玉米品種抗旱性強(qiáng)弱順序?yàn)猷崋?58>魯單 818>金海5號(hào)>農(nóng)華101>蠡玉 35。與我們的排序結(jié)果存在一定差異，可能是因?yàn)椴煌脑u(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法所致。劉承等[21]利用聚乙二醇模擬干旱和復(fù)水，對(duì)鄭單958和吉單522進(jìn)行干旱生理特性研究，進(jìn)一步證明鄭單958干旱后復(fù)水的恢復(fù)能力好于吉單522，這與本研究鄭單958屬于較抗旱品種的結(jié)論一致。孫軍偉等[22]研究認(rèn)為鄭單958抗旱性大于中單808和農(nóng)大108，與本試驗(yàn)結(jié)論一致。

萌發(fā)抗旱指數(shù)GDRI是在種子萌芽期進(jìn)行抗旱性鑒定與篩選的一個(gè)可靠的綜合性指標(biāo)。很多研究者用它對(duì)玉米的抗旱性進(jìn)行過鑒定[23，24]。作物抗旱性是多基因共同作用的結(jié)果，以單一指標(biāo)不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)玉米的抗旱性。李鳳海[25]采用模糊隸屬函數(shù)法對(duì)玉米品種的抗旱性進(jìn)行了鑒定。由此認(rèn)為，在玉米萌芽期抗旱性研究中使用種子萌發(fā)抗旱指數(shù)GRDI與模糊隸屬函數(shù)相結(jié)合的方法能夠得到更準(zhǔn)確、更加可靠的研究結(jié)果。

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收稿日期：2016-08-30

基金項(xiàng)目：國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年科研基金項(xiàng)目（2015YQN03）；山東省科技重大專項(xiàng)（2015ZDJS03001）；山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系玉米創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（SDAIT-02-07）

作者簡(jiǎn)介：劉春曉（1980-），女，山東新泰人，碩士，研究方向?yàn)橛衩走z傳育種。E-mail：clickchx@163.com