裘波音 李大忠 林 琿 張前榮 李永平 葉新如 溫慶放 朱海生
裘波音,李大忠,林琿,等.52份苦瓜種質(zhì)種子低溫發(fā)芽能力鑒定與評(píng)價(jià)[J].福建農(nóng)業(yè)科技,2023,54(8):01-09
朱海生,博士,研究員,入選2020年福建省“百千萬(wàn)人才工程”、第二十五屆運(yùn)盛青年科技獎(jiǎng)、第三屆福州青年科技獎(jiǎng)、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院“青年科技英才百人計(jì)劃”和建院60周年“優(yōu)秀青年科技人才”。主持國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省重大農(nóng)業(yè)科技項(xiàng)目、福建省科技重大專項(xiàng)、中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)等省部級(jí)項(xiàng)目20余項(xiàng),參加科技部科技支撐項(xiàng)目、國(guó)家產(chǎn)業(yè)體系試驗(yàn)站等省部級(jí)項(xiàng)目50余項(xiàng);選育番茄、茄子、絲瓜、苦瓜、南瓜、草莓等蔬菜新品種19個(gè),授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利18項(xiàng),獲福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(分別排名第1、3、6)、省優(yōu)秀博士學(xué)位論文三等獎(jiǎng)(排名第1)、神農(nóng)福建農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)(排名第1)、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(排名第1)等獎(jiǎng)項(xiàng)20余次;以第一作者或通信作者在《Plant Methods》《Horticulture Research》《中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)》《園藝學(xué)報(bào)》等期刊上發(fā)表論文198篇,撰寫(xiě)論文獲省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文二等獎(jiǎng)(排名第1)、三等獎(jiǎng)(排名第1)?,F(xiàn)任福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所副所長(zhǎng)、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技重點(diǎn)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家、福建省蔬菜遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、福建省蔬菜工程技術(shù)研究中心副主任,兼任福建農(nóng)林大學(xué)研究生導(dǎo)師。
摘?要:為評(píng)價(jià)苦瓜種子的低溫發(fā)芽能力,測(cè)定了52份苦瓜種質(zhì)種子在15℃處理下的8個(gè)發(fā)芽指標(biāo),并運(yùn)用因子分析、相關(guān)分析、主成分分析、隸屬函數(shù)分析、聚類分析、回歸分析等方法進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:(1)52份苦瓜種質(zhì)種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、生長(zhǎng)勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、平均發(fā)芽時(shí)間、平均發(fā)芽速度和種子萌發(fā)指數(shù)均出現(xiàn)不同程度的差異,變異幅度為25.648%~127.182%。(2)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、生長(zhǎng)勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、種子萌發(fā)指數(shù)兩兩之間呈極顯著正相關(guān),平均發(fā)芽速度與其他所有的指標(biāo)均呈極顯著負(fù)相關(guān)。(3)主成分分析共提取到兩個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率為87.773%,其中主成分1貢獻(xiàn)率為71.313%,主成分2貢獻(xiàn)率為16.460%。(4)聚類分析將參試材料分成4個(gè)類型,基于綜合評(píng)價(jià)值排序發(fā)現(xiàn)BG9、BG5、BG15、BG8和BG55的低溫發(fā)芽能力強(qiáng)。(5)建立低溫發(fā)芽能力評(píng)價(jià)方程D=0.162 +0.001 ×X+0.003×X+0.137×X+0.02×X,為挖掘及培育耐冷品種提供科學(xué)依據(jù),也為簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程、提高生產(chǎn)效率提供理論參考。
關(guān)鍵詞:苦瓜;低溫;發(fā)芽能力;綜合評(píng)價(jià)
中圖分類號(hào):S 642.5???文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A???文章編號(hào):0253-2301(2023)08-0001-09
DOI:10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.08.001
Identification and Evaluation of the Low-temperature Germination Ability?of 52 Bitter Gourd (Momordica charantia) Germplasm Seeds
QIU Bo-yin, LI Da-zhong*, LIN Hui, ZHANG Qian-rong,LI Yong-ping, YE Xin-ru, WEN Qin-fang, ZHU Hai-sheng*
(Fujian Key Laboratory of Vegetable Genetics and Breeding / Crops Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences / Fujian Engineering Technology Research Center?for Vegetables, Fuzhou, Fujian 350013, China)
Abstract:In order to evaluate the germination ability of bitter gourd seeds at low temperature, 8 germination indexes of 52 bitter gourd germplasm seeds were measured at 15℃, and the ability was comprehensively evaluated by using the factor analysis, correlation analysis, principal component analysis, membership function analysis, cluster analysis and regression analysis. The results showed that: (1) The germination rate, germination potential, growth potential, germination index, vigor index, average germination time, average germination speed and seed germination index of 52 bitter gourd germplasm seeds all showed different degrees of differences, and the variation ranged from 25.648% to 127.182%. (2) The germination rate, germination potential, growth potential, germination index, vigor index and seed germination index were significantly positively correlated with each other, while the average germination speed was significantly negatively correlated with all other indexes. (3) Two principal components were extracted by principal component analysis, and the cumulative contribution rate was 87.773%, of which the contribution rate of principal component 1 was 71.313% and the contribution rate of principal component 2 was 16.460%. (4) The cluster analysis divided the tested materials into four categories, and based on the comprehensive evaluation value, it was found that BG9, BG5, BG15,BG8 and BG55 had strong germination ability under low temperature. (5) The evaluation equation D=0.162+0.001×X+0.003×X+0.137×X+0.02×X of low-temperature germination ability was established, which provided scientific basis for excavating and cultivating cold-resistant varieties, and also provided theoretical reference for simplifying the production process and improving the production efficiency.
Key words:Bitter gourd (Momordica charantia); Low temperature; Germination ability; Comprehensive evaluation
苦瓜Momordica charantia,葫蘆科苦瓜屬植物,起源于熱帶,耐熱而不耐寒,生產(chǎn)過(guò)程要求較高的溫度,發(fā)芽適溫為30℃左右。近年來(lái),隨著消費(fèi)需求的增加,我國(guó)苦瓜栽培面積逐漸擴(kuò)大,經(jīng)濟(jì)效益日益遞增,在廣東、海南等省份苦瓜已成為出口創(chuàng)匯的主要蔬菜之一,在華南地區(qū)冬季大面積種植苦瓜,還可作為反季節(jié)蔬菜滿足消費(fèi)者的需求。但是,低溫冷害已成為限制其生產(chǎn)的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題,如果播種初期尤其是芽期受到低溫冷害的侵襲,將導(dǎo)致苗期延長(zhǎng)、定植期延后,嚴(yán)重影響其生長(zhǎng)發(fā)育和生產(chǎn)效益。因此,采用客觀、準(zhǔn)確且快速的方法對(duì)苦瓜種質(zhì)資源的低溫發(fā)芽能力進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià),挖掘優(yōu)勢(shì)潛力種質(zhì),不僅對(duì)提高苦瓜生產(chǎn)效率具有重要意義,也將成為苦瓜優(yōu)異種質(zhì)創(chuàng)新的重要途徑。
種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)發(fā)育的起點(diǎn),包括一系列有序的生理過(guò)程和形態(tài)發(fā)生過(guò)程。種子萌發(fā)需要適宜的溫度,若溫度過(guò)低,呼吸作用受到抑制,影響內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解和其他生理活動(dòng),會(huì)最終導(dǎo)致發(fā)芽不利甚至失敗。目前,低溫脅迫已經(jīng)成為限制果蔬產(chǎn)量和品質(zhì)的主要逆境因子之一。芽期作為種子受低溫脅迫的第1個(gè)時(shí)期,對(duì)生產(chǎn)具有決定性的作用。瓜類蔬菜的最適發(fā)芽溫度為25~35℃,已報(bào)道的黃瓜、甜瓜等瓜類作物的低溫評(píng)價(jià)溫度一般為15~18℃。低溫可能導(dǎo)致種子的活力降低,主要表現(xiàn)為種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、胚根長(zhǎng)度和活力指數(shù)等發(fā)芽指標(biāo)的下降。種子低溫萌發(fā)能力是一種遺傳性狀,可作為低溫逆境下田間出苗狀況的有效預(yù)測(cè)指標(biāo),此外,在芽期篩選耐低溫能力強(qiáng)的品種能夠極大地縮短評(píng)價(jià)時(shí)間,快速獲得鑒定結(jié)果,因此,挖掘低溫發(fā)芽能力較強(qiáng)的種質(zhì)也成為目前種質(zhì)資源改良和創(chuàng)新的重要內(nèi)容之一。 本研究對(duì)52份苦瓜種質(zhì)種子進(jìn)行低溫處理,采用因子分析、主成分分析、隸屬函數(shù)分析、聚類分析、回歸分析等方法進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià),鑒定苦瓜的低溫發(fā)芽能力差異,挖掘發(fā)芽能力較強(qiáng)的潛力種質(zhì),并建立較為可靠的評(píng)價(jià)體系,旨在為苦瓜的低溫發(fā)芽能力鑒定和種質(zhì)資源創(chuàng)新提供參考,并為相關(guān)調(diào)控機(jī)制的解析提供重要輔助。
1?材料與方法
1.1?試驗(yàn)材料
52份種質(zhì)均來(lái)源于福建農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所蔬菜研究室,供試材料均為同期健康飽滿的種子,保存于種子貯藏柜中(溫度10℃、濕度45%)。
1.2?試驗(yàn)方法
發(fā)芽能力鑒定參照沈鏑等的方法并稍有改良:取種子各50粒,設(shè)3次重復(fù),常溫浸種12 h,在恒溫箱中黑暗催芽,溫度設(shè)置為15℃,間隔24 h調(diào)查發(fā)芽數(shù),以胚根突破種皮2 mm為準(zhǔn),直至第14 d。7 d調(diào)查發(fā)芽勢(shì),14 d調(diào)查發(fā)芽率,各指標(biāo)計(jì)算公式如下:
發(fā)芽率(Germination Rate, GR)=14 d內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%
發(fā)芽勢(shì)(Germinative Force, GF)= 7 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%
生長(zhǎng)勢(shì)(Sprouting Force, S)=總芽鮮重/發(fā)芽種子數(shù)
發(fā)芽指數(shù)(Germination Index, GI)=∑(Gt/Dt),式中Gt為第t d的發(fā)芽種子數(shù),Dt為第t d的發(fā)芽天數(shù)
活力指數(shù)(Vital Index, VI)=S ×GI
平均發(fā)芽時(shí)間(Mean Germination Time, MGT)=∑(Gt×Tt)/∑Gt,式中Gt為在不同時(shí)間的發(fā)芽數(shù),Tt為發(fā)芽日數(shù)
平均發(fā)芽速度(Average Germination Speed, AGS)=(∑Dn)/∑n,式中D為種子放置到培養(yǎng)皿后算起的天數(shù),n為相應(yīng)各天發(fā)芽種子數(shù)
種子萌發(fā)指數(shù)(Seed Germination Coefficient,SGC)=1.00×nd2+0.75×nd4+0.50×nd6+0.25×nd8,式中nd2、nd4、nd6、nd8分別指第2、4、6和8 d的種子發(fā)芽率
1.3?數(shù)據(jù)分析
采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖,利用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、方差分析、因子分析、相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)及主成分分析獲得的各成分得分系數(shù)計(jì)算綜合指標(biāo)值,再使用模糊隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)各材料種子低溫發(fā)芽能力的差異,各個(gè)值的計(jì)算參照苗永美等和黃海濤等的方法進(jìn)行:
2?結(jié)果與分析
2.1?發(fā)芽指標(biāo)差異分析
從表1可知,同一指標(biāo)在不同種質(zhì)種子間存在較大變化,其中GR最大值為98.667%,最小值為2.00%,平均為48.064%;GF最大值為97.333%,最小值為0,平均為27.474%;S最大值為0.600,最小值為0.130,平均為0.387;GI最大值為40.633,最小值為0.833,平均為11.362;VI最大值為19.632,最小值為0.324,平均為5.041;MGT最大值為5.358,最小值為0.444,平均為2.713;AGS最大值為15.167,最小值為0.225,平均為2.801;SGC最大的為81.333,最小的為0,平均為18.708。供試材料間各個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)也存在差異,GR、GF、S、GI、VI、MGT、AGS和SGC的變異系數(shù)分別為78.566%、124.090%、25.648%、86.323%、97.186%、40.781%、121.135%和127.182%。
2.2?指標(biāo)之間相關(guān)性分析
由表2可知,GR與GF、GS、GI、VI、MGT、SGC分別呈極顯著正相關(guān),GF與GS、GI、VI、SGC分別呈極顯著正相關(guān),S與GI、VI、SGC分別呈極顯著正相關(guān),與MGT呈顯著正相關(guān),GI與VI、SGC分別呈極顯著正相關(guān),VI與SGC呈極顯著正相關(guān),AGS與其他所有的指標(biāo)均呈極顯著負(fù)相關(guān)。經(jīng)KMO和Bartlett的檢驗(yàn),8項(xiàng)指標(biāo)兩兩相關(guān)性即取樣足夠度的Kaiser-Meyer-Olkin度量為0.815,說(shuō)明本試驗(yàn)指標(biāo)數(shù)值適合進(jìn)行主成分分析。
2.3?不同指標(biāo)主成分分析
主成分分析顯示,主成分1的特征值為5.705,貢獻(xiàn)率為71.313%,主成分2的特征值為1.317,貢獻(xiàn)率為16.460%,2個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到87.773%(表3),說(shuō)明這 2個(gè)主成分能夠反映原始變量超過(guò)87%的信息,即可將原來(lái)的8個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為2個(gè)獨(dú)立的綜合指標(biāo)CI和CI,根據(jù)表4中各成分載荷表明,第一主成分CI主要描述的是VI(0.966)、GI(0.961)、GF(0.956)、GR(0.944)、SGC(0.937)和S(0.77),第二主成分CI主要描述的是AGS(0.457)和MGT(-0.951)。GR、GF、S、GI、VI、MGT、AGS和SGC在CI中的得分系數(shù)分別為0.165、0.168、0.135、0.168、0.169、0.035、-0.128和0.164,在CI中的得分系數(shù)分別為-0.125、0.178、-0.082、0.108、0.143、-0.722,根據(jù)各成分得分系數(shù),計(jì)算出2個(gè)主成分的權(quán)重分別為0.812和0.188(表3)。
2.4?低溫發(fā)芽能力綜合評(píng)價(jià)
根據(jù)各成分得分系數(shù)可以得到CI和CI的計(jì)算公式,其中第1主成分公式CI=0.165×X′+0.168×X′+0.135×X′+0.168×X′+0.169×X′+0.035×X′-0.128×X′+0.164×X′;第2主成分公式CI=-0.125×X′+0.178×X′-0.082×X′+0.108×X′+0.143×X′-0.722×X′+0.347×X′+0.177×X′,X′~X′為各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。依次求出52份材料的2個(gè)主成分綜合指標(biāo)(CI和CI)和隸屬函數(shù)值(μ1和μ),根據(jù)權(quán)重和隸屬函數(shù)值,進(jìn)一步計(jì)算出綜合評(píng)價(jià)值,以D值大小對(duì)所有材料的低溫發(fā)芽能力進(jìn)行排序。由表5可知,參試的品種中CI最大值為2.016,最小值為-1.438,CI最大值為2.101,最小值為-2.273,μ和μ的最小值均為0 ,最大值均為1,D最大值為0.985,最小值為0.188。其中,D值排在前5位的依次為BG9、BG5、BG15、BG8和BG55,說(shuō)明這5個(gè)種質(zhì)的低溫發(fā)芽能力較強(qiáng),排在末5位的依次為BG65、BG47、BG61、BG45和BG41,說(shuō)明這5個(gè)種質(zhì)的發(fā)芽能力較弱。
采用組間歐式距離法對(duì)各品種D值聚類分析,由圖1可知,在歐氏距離為7處,可將供試材料分為4種類型,第Ⅰ類(強(qiáng))的D值范圍為0.832~0.985,共包含6份材料,分別為BG9、BG5、BG15、BG8、BG55和BG1,第Ⅱ類(較強(qiáng))的D值范圍為0.609 ~ 0.781,共包含10份材料,分別為BG6、BG7、BG12、BG49、BG2、BG3、BG21、BG50、BG51、BG4,第Ⅲ類(較弱)的D值范圍為0.329~0.563,共包含11份材料,分別為BG48、BG52、BG22、BG38、BG54、BG10、BG53、BG62、BG19、BG37和BG13,第Ⅳ類(弱)的D值范圍為0.188~0.274,共包含25份材料,分別為BG33、BG11,BG63、BG60、BG28、BG23、BG16、BG58、BG64、BG20、BG18、BG17、BG14、BG57、BG43、BG27、BG40、BG47、BG56、BG65、BG61、BG41、BG42、BG44和BG45。
2.5?低溫發(fā)芽能力鑒定逐步回歸分析
以綜合評(píng)價(jià)值為因變量,各發(fā)芽指標(biāo)為自變量,利用SPSS 21.0軟件進(jìn)行逐步回歸分析,建立最優(yōu)回歸方程:D=0.162+0.001×X+0.003×X+0.137×X+0.02×X[式中,X代表發(fā)芽發(fā)芽率GR,X代表發(fā)芽勢(shì)GF,X代表生長(zhǎng)勢(shì)S,X代表活力指數(shù)VI,方程決定系數(shù)(R)=0.995,P<0.01]。由方程可知,8個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)中有4個(gè)指標(biāo)對(duì)低溫發(fā)芽能力都有顯著的影響,可以作為苦瓜低溫發(fā)芽能力的鑒定指標(biāo)。將這4個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)代入回歸方程得到預(yù)測(cè)值 (表5),對(duì)預(yù)測(cè)值與綜合評(píng)價(jià)值進(jìn)行相關(guān)性分析,得出它們之間的相關(guān)系數(shù)(r)=0.997,呈極顯著正相關(guān),說(shuō)明該回歸方程對(duì)評(píng)價(jià)更為簡(jiǎn)單有效,可用于苦瓜低溫發(fā)芽能力的綜合鑒定。
3?討論與結(jié)論
低溫脅迫常會(huì)影響作物整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程,引起其生理、生化、形態(tài)等方面的一系列變化,最終導(dǎo)致產(chǎn)量及品質(zhì)的差異。研究表明,蔬菜不同品種種子在低溫下的發(fā)芽情況存在明顯的種間差異,如,?,幇l(fā)現(xiàn)白菜4個(gè)品種種子在15℃條件下的GF為8.67%~22.66%,GR為68.67% ~93.33%,GI為36.21~58.17,VI為114.89~181.59;趙波等指出9個(gè)加工番茄種子15℃條件下催芽7 d的GR平均值為3.84%,而韓敏等發(fā)現(xiàn)40份番茄砧木種子在15℃條件下催芽13 d的GR平均值為13.40%,其變異系數(shù)為128.36%;張慧靜等報(bào)道稱22份不同制干辣椒品種種子18℃處理下的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、 相對(duì)發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)變異幅度分別為0~95.17%、8.44%~98.29%和6.29%~71.83%,表明不同種子發(fā)芽受溫度的抑制顯著,且品種間對(duì)低溫的敏感性存在顯著差異。迄今為止,關(guān)于苦瓜種子低溫發(fā)芽的研究?jī)H有少量報(bào)道,且發(fā)現(xiàn)低溫處理下發(fā)芽情況會(huì)出現(xiàn)不同變化,本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在15℃處理下,52份種質(zhì)的發(fā)芽能力出現(xiàn)了很大差異,其中GR變化幅度為2.000%~98.667%,GF變化幅度為0~97.333%,S變化幅度為0.130~0.600,GI變化幅度為0.833~40.633,VI變化幅度為0.324~19.632,MGT變化幅度為0.444~5.358,AGS變化幅度為0.225~15.167,SGC變化幅度為0~81.333,且GF和SGC的變異系數(shù)最高,S和MGT的變異系數(shù)最低,說(shuō)明各個(gè)發(fā)芽指標(biāo)對(duì)材料基因型的依賴性不同。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)GR、GF、GV、GI、VI和SGC兩兩之間極顯著正相關(guān),AGS和其他7個(gè)指標(biāo)均極顯著負(fù)相關(guān),說(shuō)明各指標(biāo)之間可能存在部分信息的重疊,僅憑單一指標(biāo)無(wú)法可靠而準(zhǔn)確地對(duì)苦瓜低溫發(fā)芽能力進(jìn)行鑒定與評(píng)價(jià)。因此,有必要采用多元統(tǒng)計(jì)方法對(duì)上述指標(biāo)差異進(jìn)行進(jìn)一步綜合分析。
近年來(lái),采用相關(guān)分析法、因子分析法、主成分分析法、隸屬函數(shù)分析法、聚類分析法、回歸分析法等綜合方法在低溫評(píng)價(jià)方面得到了廣泛應(yīng)用,如姚雪根據(jù)聚類分析將247份甜瓜材料劃分為5個(gè)類型,并根據(jù)綜合評(píng)價(jià)值發(fā)現(xiàn)9號(hào)材料耐冷性最強(qiáng),13號(hào)材料耐冷性最弱;黃海濤等利用主成分分析、隸屬函數(shù)分析、聚類分析和回歸分析等將43個(gè)豇豆材料分為4類,同時(shí)發(fā)現(xiàn)相對(duì)發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)發(fā)芽活力指數(shù)和相對(duì)總鮮質(zhì)量對(duì)低溫下的發(fā)芽情況具有顯著影響;張隴艷等利用因子分析、相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析等將53份棉花材料劃分為4類,并鑒定到一個(gè)耐冷性最強(qiáng)的材料新陸中4號(hào);陳娜等利用隸屬函數(shù)和相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)36份花生種子中有13份為耐低溫品種,有4份為低溫敏感品種,并發(fā)現(xiàn)室內(nèi)耐低溫鑒選相對(duì)發(fā)芽率與田間播種出苗率存在極顯著強(qiáng)相關(guān),說(shuō)明室內(nèi)模擬鑒定方法結(jié)果可用于田間篩選;以上結(jié)果對(duì)苦瓜低溫發(fā)芽能力的鑒定提供了很大的啟示,早期陳小鳳等基于GF、 GR、VI和下胚軸長(zhǎng)這4個(gè)指標(biāo),利用聚類分析將54份苦瓜材料分成了4類,并發(fā)現(xiàn)GR和VI對(duì)苦瓜低溫發(fā)芽具有較高的載荷,本試驗(yàn)基于隸屬函數(shù)值和主成分分析獲得綜合評(píng)價(jià)D值,并根據(jù)D值排名發(fā)現(xiàn)BG15、BG5、BG9、BG55和BG1這5份材料的低溫發(fā)芽能力強(qiáng),可作為耐低溫潛力種質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。聚類分析將52份苦瓜種質(zhì)劃分成第Ⅰ類(強(qiáng))、第Ⅱ類(較強(qiáng))、 第Ⅲ類(較弱)和第Ⅳ類(弱)4種類型,利用逐步回歸分析和相關(guān)分析得出GR、GF、S和VI這4個(gè)指標(biāo)對(duì)低溫發(fā)芽能力的影響顯著,可作為代表性指標(biāo)進(jìn)行苦瓜低溫發(fā)芽能力鑒定,利用回歸方程D=0.162+0.001×X+0.003×X+0.137×X+0.02×X得出的發(fā)芽能力PV值和D值之間相關(guān)性達(dá)到極顯著水平,說(shuō)明用此方程對(duì)苦瓜低溫發(fā)芽能力進(jìn)行預(yù)測(cè)具有較高準(zhǔn)確性,可以作為一種更為直觀、科學(xué)的評(píng)價(jià)方法用于生產(chǎn)實(shí)踐。
綜上,52份苦瓜種質(zhì)在15℃低溫下GR、GF、S、GI、VI、MGT、AGS和SGC這8個(gè)指標(biāo)出現(xiàn)了較大差異,且各指標(biāo)間存在一定的相關(guān)性,運(yùn)用主成分分析與聚類分析將52份材料分成4類,依據(jù)綜合評(píng)價(jià)D值發(fā)現(xiàn)BG9、BG5、BG15、BG8和BG55這5份材料在低溫下的發(fā)芽能力強(qiáng),可作為潛力種質(zhì)進(jìn)行耐冷性品種的培育和改良,通過(guò)回歸分析建立低溫發(fā)芽能力評(píng)價(jià)方程,可使發(fā)芽情況預(yù)測(cè)更為直觀和準(zhǔn)確,從而達(dá)到簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程,提高生產(chǎn)效率的目的。
參考文獻(xiàn):
[1]袁廷慶,符啟位,劉成平,等.浸種時(shí)間、催芽溫度及藥劑處理對(duì)苦瓜種子發(fā)芽的影響[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2018, 38(6): 9-12.
[2]孫奉良.苦瓜耐低溫性指標(biāo)鑒定與篩選[D].武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2003.
[3]牛玉, 劉子記, 劉昭華, 等.苦瓜種質(zhì)資源耐冷性鑒定[J].北方園藝, 2017(24):1-6.
[4]張瑜,嚴(yán)琳玲,羅小燕, 等.4種柱花草種子發(fā)育研究[J].種子,2016,35(1):30-34,37.
[5]馬鴻艷,欒非時(shí),李愚鶴.不同溫度環(huán)境對(duì)黃瓜生長(zhǎng)、產(chǎn)量、理化特性的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004, (6):697-700.
[6]位明明,李維國(guó),高新生, 等.中國(guó)熱帶作物抗寒育種研究進(jìn)展與展望[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2015,36(4):821-828.
[7]劉宏宇, 姚雪, 欒非時(shí), 等.厚皮甜瓜種子萌芽期耐冷性評(píng)價(jià)方法研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2016, 47(7): 24-31.
[8]王聰艷, 王彬, 張肖, 等.溫度對(duì)西瓜種子發(fā)芽的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, 37(23): 10953-10954.
[9]黃斌, 李文科, 孫敏濤, 等.復(fù)硝酚鈉對(duì)低溫下黃瓜種子萌發(fā)和幼苗耐寒性的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào), 2022, 36(4): 845-855.
[10]WEIMER T C.Estimates of heritabilities and variance components for low-temperature germination ability in cucumber[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science, 1984, 109(5): 664-667.
[11]王紅飛.黃瓜種質(zhì)資源低溫耐受性的鑒定評(píng)價(jià)及QTL初步定位研究[D].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2014: 12-25.
[12]?SHARIFI P.Evaluation on sixty-eight rice germplasms in cold tolerance at germination stage[J].Rice Science, 2010, 17(1): 77-81.
[13]WANG L J, ZHANG P, WANG R N, et al.Effects of variety and chemical regulators on cold tolerance during maize germination[J].Journal of Integrative Agriculture,2018, 17(12):2662-2669.
[14]REEDR C, BRADFORD K J, KHANDA Y I.Seed germination and vigor: ensuring crop sustainability in a changing climate[J].Heredity,2022,128:450-459.
[15]DEMIR I, ERMIS S, MAVI K, et a1.Mean germination time of pepper seed lots(Capsicum annuum L.) predicts size and uniformity of seedlings in germination tests and transplant modules[J].Seed Science and Technology, 2008, 36(1): 21-30.
[16]沈鏑, 李錫香.苦瓜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2008.
[17]張慧靜,龐勝群,吉雪花, 等.不同制干辣椒品種種子萌發(fā)期抗逆性評(píng)價(jià)[J].北方園藝,2019(22):1-7.
[18]胡晉, 王建成.種子檢驗(yàn)技術(shù)[M].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 2016.
[19]苗永美, 寧宇, 曹玉杰, 等.黃瓜萌芽期和苗期耐冷性評(píng)價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2013,24(7):1914-1922.
[20]鄭昀曄, 曹棟棟, 張勝, 等.多胺對(duì)玉米種子吸脹期間耐冷性和種子發(fā)芽能力的影響[J].作物學(xué)報(bào), 2008, 34(2): 261-267.
[21]李志博, 魏亦農(nóng).北疆主栽棉花種子對(duì)滲透脅迫的響應(yīng)及其萌發(fā)力差異評(píng)價(jià)[J].種子, 2010, 29(7): 1-4.
[22]徐建偉, 張晨, 曾曉燕, 等.近十年新疆北疆主栽棉花種子低溫萌發(fā)能力差異評(píng)價(jià)[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 54(9): 1569-1578.
[23]黃海濤, 胡江, 徐冬梅, 等.豇豆萌芽期耐冷性綜合鑒定與評(píng)價(jià)[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2019, 28(2): 237-246.
[24]韓敏, 李明明, 陳晨, 等.番茄砧木種子萌芽期與幼苗期耐冷性關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)雜志, 2018, 37(3): 884-890.
[25]黃海濤.長(zhǎng)豇豆耐冷種質(zhì)資源篩選、遺傳圖譜構(gòu)建及結(jié)莢期耐冷性QTL定位[D].溫江:四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 2018.
[26]王沖.西瓜嫁接耐低溫砧木篩選及嫁接苗耐低溫的生理基礎(chǔ)研究[D].沈陽(yáng): 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué), 2020.
[27]?,?聚乙二醇和蛭石引發(fā)對(duì)不結(jié)球白菜種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[D].南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013.
[28]趙波, 龐勝群, 陳愷, 等.加工番茄種子發(fā)芽及苗期耐冷性差異研究[J].中國(guó)瓜菜, 2007 (3): 7-9.
[29]陳小鳳, 黃如葵, 馮誠(chéng)誠(chéng), 等.苦瓜芽期耐冷性鑒定與評(píng)價(jià)[J].種子, 2017, 36(1): 36-39.
[30]姚雪.甜瓜種質(zhì)資源耐冷性的鑒定評(píng)價(jià)及其關(guān)聯(lián)分析研究[D].哈爾濱: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué), 2016.
[31]張隴艷,程功敏,魏恒玲,等.陸地棉種子萌發(fā)期對(duì)低溫脅迫的響應(yīng)及耐冷性鑒定[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2021,54(1):19-33.
[32]陳娜, 郭鴻韋, 許靜, 等.發(fā)芽期與出苗期試驗(yàn)相結(jié)合篩選耐低溫花生[J].花生學(xué)報(bào), 2022, 51(4): 44-50,69.
(責(zé)任編輯:柯文輝)
收稿日期:2023-07-12
作者簡(jiǎn)介:裘波音,女,1984年生,博士,助理研究員,主要從事蔬菜生物技術(shù)與育種研究。
*通信作者:朱海生,男,1978年生,博士,研究員,主要從事蔬菜種質(zhì)資源與遺傳育種研究(E-mail:zhs0246@163.com);李大忠,男,1966年生,研究員,主要從事蔬菜育種與栽培研究(E-mail:fjfzldz@163.com)。
基金項(xiàng)目:福建省科技計(jì)劃公益類項(xiàng)目(2021R10310014);福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目(CXTD2021003-1);國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系福州綜合試驗(yàn)站項(xiàng)目(CARS-23-G51);福建省種業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化工程項(xiàng)目(zycxny2021009);福建省人民政府、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院“5511”協(xié)同創(chuàng)新工程(XTCXGC2021003)。