MINQUE法在評價馬鈴薯品種（系）抗旱性中的應用

高玉芳，趙寶勰

（甘肅省白銀市農業(yè)科學研究所，甘肅 白銀 730900）

馬鈴薯是甘肅省第三大農作物［1～3］，2012年全省種植面積66.44萬hm2。但甘肅省馬鈴薯多種植在干旱半干旱地區(qū)，干旱是馬鈴薯生產的主要限制因素［4～7］。為了鑒定馬鈴薯品種（系）的抗旱性和增產潛力，篩選出具有綜合優(yōu)良性狀的馬鈴薯抗旱品種，為干旱半干旱地區(qū)擴大馬鈴薯種植提供依據(jù)，我們采用MINQUE法對不同馬鈴薯品種（系）在不同水分脅迫條件下產量、葉面積、株高、商品率及綜合性狀的表現(xiàn)進行了研究，現(xiàn)報道如下。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試馬鈴薯品種（系）為LK99、L0031-17、大西洋，由白銀市農業(yè)科學研究所提供。

1.2 試驗方法

試驗在白銀市農業(yè)科學研究所河靖坪試驗場進行。試驗采用裂區(qū)設計，主處理為馬鈴薯品種（A），A1為LK99，A2為L0031-17，A3為大西洋。副處理為灌水量（B），B1為嚴重水分脅迫，即馬鈴薯生育期不灌水；B2為中度水分脅迫，即在第1次中耕培土（6月30日）后，于7月2日灌水，灌水量為1 250 m3/hm2，以后每隔15 d灌水1次，共灌水4次；B3為正常灌水，即在第1次中耕培土（6月30日）后，于7月2日灌水，灌水量為2 083 m3/hm2，以后每隔15 d灌水1次，共灌水4次。小區(qū)面積7.2 m2（3.0 m×2.4 m），3次重復，隨機區(qū)組設計。馬鈴薯采用露地等行距栽培，5月1日按行距80 cm、株距30 cm播種，于6月30日進行第1次中耕培土，10 d后進行第2次中耕培土，各小區(qū)除水分管理外，其它田間管理措施均一致，同當?shù)仄胀ù筇铩?月下旬按小區(qū)收獲計產并考種。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

2 結果與分析

2.1 不同處理對馬鈴薯主要經濟性狀的影響

2.1.1 株高 從表1可以看出，3個馬鈴薯品種（系）在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，株高較正常灌水均有不同程度的下降。在嚴重水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的平均株高為13.92 cm，較正常灌水降低了11.79 cm；在中度水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的平均株高為18.53 cm，較正常灌水降低了7.18 cm。其中LK99在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下株高較正常灌水分別降低了9.46 cm和15.45 cm。L0031-17較正常灌水分別降低了6.71 cm和11.37 cm，大西洋較正常灌水分別降低了5.38 cm和8.54 cm。在嚴重水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的株高較中度水分脅迫條件時分別降低5.99、4.66、3.16 cm。同時可以看出，3個馬鈴薯品種（系）不同灌水處理下平均株高以大西洋最高，為22.24 cm；L0031-17次之，為20.47 cm；LK99最矮，僅為15.45 cm。

表1 不同處理的馬鈴薯株高 cm

2.1.2 葉面積 從表2可以看出，3個馬鈴薯品種（系）在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，葉面積較正常灌水均有不同程度的下降。在嚴重水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的平均葉面積為500.59 mm2，較正常灌水減小409.64 mm2。在中度水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的平均葉面積為798.28 mm2，較正常灌水減小111.95 mm2。其中LK99葉面積較正常灌水分別減小了203.38 mm2和458.73 mm2，L0031-17葉面積較正常灌水分別減小了43.60 mm2和331.70 mm2；大西洋在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，葉面積較正常灌水分別減小了88.87 mm2和438.51 mm2。在嚴重水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的葉面積較中度水分脅迫分別減小255.35、288.10、349.64 mm2。同時可以看出，3個馬鈴薯品種（系）的平均葉面積以大西洋最大，為841.84 mm2；L0031-17次之，為771.57 mm2；LK99最小，僅為595.70 mm2。

表2 不同處理的馬鈴薯葉面積 mm2

2.1.3 商品率 從表3可以看出，3個馬鈴薯品種（系）在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，除L0031-17在中度水分脅迫條件下商品率較正常灌水有所提高外，其余處理較正常灌水均有不同程度的下降。在嚴重水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的平均商品率為53.42%，較正常灌水降低25.35百分點；在中度水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的平均商品率為75.03%，較正常灌水降低3.74百分點。其中LK99在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，商品率較正常灌水分別降低了11.86、46.93百分點；L0031-17商品率較正常灌水分別降低了-0.73、15.56百分點；大西洋商品率較正常灌水分別降低了0.09、13.56百分點。在嚴重水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的商品率較中度水分脅迫分別減小35.07、16.29、13.47 mm2。同時可以看出，3個馬鈴薯品種（系）的平均商品率以大西洋最高，為76.75%；L0031-17次之，為73.73%；LK99最小，僅為56.73%。

表3 不同處理的馬鈴薯商品率 %

2.1.4 產量 從表4可以看出，3個馬鈴薯品種（系）在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，折合產量較正常灌水均有不同程度的下降。在嚴重水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的平均折合產量為8 847.7 kg/hm2，較正常灌水減產66.91%；在中度水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的平均折合產量為22 980.3 kg/hm2，較正常灌水減產14.06%。其中LK99在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，折合產量較正常灌水分別減產28.86%和73.30%；L0031-17在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，折合產量較正常灌水分別減產4.27%和61.84%；大西洋在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，折合產量較正常灌水分別減產13.59%和67.26%。在嚴重水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的折合產量較中度水分脅迫分別減產62.46%、60.14%、62.11%。3個馬鈴薯品種（系）的平均折合產量以大西洋最高，為27 889.7 kg/hm2；L0031-17次之，為19 171.3 kg/hm2；LK99最低，為11 505.7 kg/hm2。對折合產量進行方差分析結果表明，3個馬鈴薯品種（系）間差異顯著，各水分脅迫條件間也達差異顯著水平。

表4 不同處理的馬鈴薯折合產量 kg/hm2

2.2 不同處理的馬鈴薯綜合性狀評價

從表5可以看出，在中度水分脅迫和嚴重水分脅迫條件下，LK99綜合性狀較正常灌水表現(xiàn)差，綜合性狀評分分別為47.70、41.13分，較正常灌水低14.89、21.46分；L0031-17綜合性狀較正常灌水表現(xiàn)優(yōu)良，綜合性狀評分分別為80.80、78.87分，較正常灌水高8.09、10.02分；大西洋綜合性狀與正常灌水保持一致，均為100分。其中在嚴重水分脅迫條件下LK99、L0031-17、大西洋的平均綜合性狀評分為73.33分，較正常灌水綜合性狀評分低4.46分，較中度水分脅迫綜合性狀評分低2.84分；在中度水分脅迫條件下，LK99、L0031-17、大西洋的平均綜合性狀評分為76.17分，較正常灌水綜合性狀評分低1.62分。3個馬鈴薯品種（系）的平均綜合性狀評分以大西洋最高，為100分；L0031-17次之，為76.82分；LK99最低，為50.47分。

表5 不同處理和馬鈴薯綜合性狀評分 分

3 小結與討論

1）L0031-17和大西洋在正常水分條件和干旱脅迫條件下各性狀減幅均較小，其中大西洋的產量均最高，L0031-17次之；LK99在幾種不同水分處理下，各性狀的減少幅度均比其它2個品種（系）大，折合產量均最低，其抗旱性較弱。L0031-17和大西洋兩個品種（系）均表現(xiàn)抗旱性好，商品率高、產量潛力大，建議在當?shù)乩^續(xù)試種，進一步觀察其抗旱、抗逆以及其它一些塊莖品質性狀。

2）植物生理學意義上的抗旱性是指植物對干旱脅迫的適應性和抵抗能力，其抗旱能力的高低主要表現(xiàn)在產量方面，因此產量指標是抗旱性最重要的鑒定指標［9］。對農作物進行抗旱性評價的最終目的是獲得高產穩(wěn)產與抗旱性相結合的品種，所以產量性狀便被當作是最可靠的評價指標，在品種抗旱能力的最終鑒定中起很大的作用。但是利用單一指標很難全面的評價品種抗旱性，多個指標綜合測定比較，才能更準確地選出優(yōu)良品種［10］。馬鈴薯的抗旱性是許多與抗旱性有關的數(shù)量或質量遺傳基因綜合作用累加的結果，每個與抗旱性有關的性狀對馬鈴薯的抗旱性都起作用［5］。Deblonde等研究表明，馬鈴薯的株高、葉面積和商品率等性狀指標均與馬鈴薯抗旱性關系密切，均可作為馬鈴薯抗旱品種篩選、鑒定的參考指標［11］。在受到干旱脅迫時，其各性狀均會受到影響，不同抗旱能力的品種在這些性狀上會產生不同程度的變化。因此，在馬鈴薯品種抗旱性鑒定中，不能單獨依賴其某個指標，必須根據(jù)產量、并結合其它形狀指標來進行抗旱性評價與篩選，才能提高鑒定結果的準確性［10］。

抗旱性鑒定的主要目的是培養(yǎng)干旱條件下能夠高產、穩(wěn)產的品種。因此，干旱條件下作物的產量和減產百分率常被用作抗旱性鑒定的一項重要指標［12］。馬鈴薯在正常水分條件下高產，在干旱脅迫條件下不減產是最理想的性狀。無論在輕度干旱脅迫還是嚴重干旱脅迫條件下，參試品種（系）的產量、葉面積、株高和商品率較正常灌水均有不同程度的下降。這與Ouiam和Lahlou等的研究結果一致［13～14］。馬鈴薯植株受連續(xù)干旱脅迫后，性狀表現(xiàn)為植株變矮，葉片減小，最終表現(xiàn)為商品率和產量下降。上述指標的變化明顯存在著品種（系）間的差異，受干旱脅迫后性狀指標變化較小的品種，其最終產量下降幅度也較小，表現(xiàn)較強抗旱性。準確地鑒定馬鈴薯品種的抗旱性，認知具體的抗旱機理和抗旱性遺傳規(guī)律，是進行抗旱育種，選育抗旱品種的基礎［15～16］。

［1］ 張英鶯，張俊蓮，邢 國，等.甘肅省馬鈴薯產業(yè)發(fā)展調查［J］.甘肅農業(yè)科技，2013（4）：38-40.

［2］ JACKSON S D.Multiple signaling pathway control tuber induction in potato ［J］.Plant Physiology，1999，119（2）：1-10.

［3］ 范 敏，金黎平，劉慶昌，等.馬鈴薯抗旱機理及其相關研究進展［J］.中國馬鈴薯，2006，20（2）：101-107

［4］ 唐紹忠.新的農業(yè)科技革命與21世紀我國節(jié)水農業(yè)的發(fā)展［J］.干旱地區(qū)農業(yè)研究，1998，16（1）：11-17.

［5］ 李建武，王 蒂.灰色關聯(lián)度分析在馬鈴薯抗旱生理鑒定中的應用［J］.種子，2008，27（2）：21-23.

［6］ BANSAL K C，Shantha nagarajan and Sukumaran NP.A rapid screening technique for drought resistance in potato［J］.Potato Research，1991，34（3）：241-248.

［7］ 李燦東，蔣洪蔚，劉春燕，等.大豆定向選擇群體耐旱性位點基因型分析及QTL定位［J］.中國油料作物學報，2009，31（3）：285-292.

［8］ 吳吉祥.秈型雜交晚稻農藝性狀及綜合性狀的分析［J］.中國水稻科學，1995，9（4）：199-204.

［9］ STEYN J M.Duplessls HF and Hammes PS.A field screening technique for drought tolerance studies in potatoes［J］.Potato Research， 1998，41（3）：295-303.

［10］ 武新娟.馬鈴薯不同品種的抗旱性評價及Fe-SOD基因的研究［D］.沈陽：東北農業(yè)大學，2008.

［11］ DEBLONDE P M K，Ledent JF.Effects of moderate drought conditions on green leaf number，stem height，leaf length and tuber yield of potato cultivars［J］.European Journal of Agronomy，2001，14（1）：31-41.

［12］ 陳立松，劉星輝.作物抗旱鑒定指標的種類及其綜合評價［J］.福建農業(yè)大學學報，1997，26（1）：48-55.

［13］ OUIAM L，Jean F L.Root mass and depth，stolons and roots formed on stolons in four cultivars of potato under water stress ［J］.European Journal Agronomy，2005，22（2）： 159-173.

［14］ LAHLOU O，OUATTAR S，LEDENT J F.The effect of drought and cultivar on growth parameters，yield and yield components of potato［J］.Agronomie，2003，23（3）：257-268.

［15］ DEBLONDE P M K，HAVERKORT A J，LEDENT J F，et al.Responses of early and late potato cultivars to moderate drought conditions：agronomic parameters and carbon isotope discrimination［J］.European Journal of Agronomy，1999，11（2）：91-105.

［16］ COFFEY W L P，GORDON R J，DIXON M A.Patterns of stem water potential in field grown potatoes using stem psychrometers［J］.Potato Research，1997，40（1）：35-46.