小麥重組自交系群體苗期抗旱性綜合評(píng)價(jià)

杜欣欣, 張 紅, 吳允朋, 秦思思, 蘇榮存, 耿建芬

(德州學(xué)院 生態(tài)與園林建筑學(xué)院, 山東 德州 253023)

?

小麥重組自交系群體苗期抗旱性綜合評(píng)價(jià)

杜欣欣, 張 紅, 吳允朋, 秦思思, 蘇榮存, 耿建芬

(德州學(xué)院 生態(tài)與園林建筑學(xué)院, 山東 德州 253023)

[目的] 探討干旱對(duì)小麥萌發(fā)期幼苗生長(zhǎng)的影響，篩選抗旱的優(yōu)良小麥種質(zhì)材料，為小麥抗旱新品種的選育提供依據(jù)。 [方法] 以洛旱2號(hào)與濰麥8號(hào)雜交產(chǎn)生的重組自交系(RIL)群體(F9)為材料，基于小麥萌發(fā)期幼苗在不同水分條件下的多個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)，通過主成分分析和K均值聚類的方法，對(duì)重組自交系的291個(gè)株系及其親本進(jìn)行了苗期抗旱性綜合評(píng)價(jià)，并對(duì)各株系的苗期抗旱性度量值和其產(chǎn)量的相關(guān)性進(jìn)行了分析。 [結(jié)果] (1) 用10%的PEG-6000處理萌動(dòng)的種子，可促進(jìn)胚芽鞘長(zhǎng)和根數(shù)的增加，而對(duì)其它農(nóng)藝性狀有明顯的抑制作用。 (2) 從該重組自交系的291個(gè)株系中篩選出了44個(gè)抗旱優(yōu)良株系，為小麥抗旱育種提供了寶貴的種質(zhì)材料。 (3) 小麥各株系的苗期抗旱性和其產(chǎn)量之間呈顯著的正相關(guān)。 [結(jié)論] 根系性狀對(duì)干旱脅迫的反應(yīng)最為敏感，干旱脅迫下能否形成相對(duì)強(qiáng)大的根系系統(tǒng)是衡量幼苗抗旱性的重要條件。

小麥重組自交系; 苗期; 抗旱性評(píng)價(jià)

文獻(xiàn)參數(shù)： 杜欣欣, 張紅, 吳允朋, 等.小麥重組自交系群體苗期抗旱性綜合評(píng)價(jià)[J].水土保持通報(bào)，2016,36(4)：286-290.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.04.049

小麥(Triticumaestivum)是世界上第一大糧食作物，中國(guó)大部分麥區(qū)在其生育期間降水量不足，干旱是小麥生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的最主要限制因子之一。為了降低干旱對(duì)小麥生產(chǎn)的影響，挖掘干旱半干旱地區(qū)小麥生產(chǎn)潛力，最大限度地增加小麥產(chǎn)量，通過培育抗旱節(jié)水高產(chǎn)新品種實(shí)現(xiàn)小麥生物節(jié)水的新突破，是當(dāng)今小麥抗旱研究的重要課題。

小麥重組自交系是不同的小麥品種雜交后，再通過多代自交選育獲得的性狀穩(wěn)定、基因型純合的系統(tǒng)。重組自交系是兩個(gè)親本的聚合體，存在著優(yōu)良的超親變異。本研究將以不同水分條件下小麥種子苗期的多個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)為依據(jù)，采用主成分分析和K均值聚類的方法，對(duì)由抗旱親本和不抗旱親本雜交獲得的重組自交系進(jìn)行苗期抗旱性綜合評(píng)價(jià)，以期從中篩選出優(yōu)良的抗旱材料，為小麥抗旱新品種的選育提供依據(jù)，同時(shí)探討對(duì)大批量小麥材料抗旱性評(píng)價(jià)及篩選的可行途徑，研究結(jié)果對(duì)于小麥的抗旱性育種具有重要的意義。

1　材料與方法

1.1材料

小麥抗旱親本洛旱2號(hào)和非抗旱親本濰麥8號(hào)及其雜交衍生的重組自交系(F9)群體，共291個(gè)株系，編號(hào)為001-302(中間有空缺)。

洛旱2號(hào)：由河南省洛陽市農(nóng)科所1990年以洛陽78(111)矮做母本、晉麥33做父本雜交，系統(tǒng)選育而成，2003年通過國(guó)家審定，是一分蘗力較強(qiáng)，活稈成熟，耐旱，抗倒的半冬性中早熟小麥品種。

1.2試驗(yàn)方法

選100粒充實(shí)飽滿的親本和各株系的種子置于培養(yǎng)皿，置25 ℃培養(yǎng)室催芽1 d(24 h)。種子萌動(dòng)后，各挑出60粒露白一致的種子分別均勻擺放在6個(gè)鋪有兩層濾紙(直徑6 cm)的培養(yǎng)皿內(nèi)，每皿10粒，其中3皿加5 ml 10%的PEG-6 000水溶液，另3皿加5 ml去離子水設(shè)為對(duì)照，培養(yǎng)皿放在塑料盒中，蓋膜，25 ℃條件下培養(yǎng)，第4 d每皿補(bǔ)充5 ml去離子水，并開始補(bǔ)充光照。第8 d每皿選生長(zhǎng)一致的5株，分別測(cè)定胚芽鞘長(zhǎng)度(CL)、苗高(SH)、最大根長(zhǎng)(RL)、根數(shù)(RN)、株鮮重(PFW)、根鮮重(RFW)、地上部鮮重(SFW)等性狀。然后把幼苗放在烘箱里100 ℃殺青20 min，80 ℃烘干至恒重，稱量株干重(PDW)、根干重、地上干重，計(jì)算根冠鮮重比和根冠干重比。

1.3材料的種植和產(chǎn)量測(cè)定

親本和重組自交系群體分別在濟(jì)寧市農(nóng)科院和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站(泰安)2個(gè)環(huán)境正常水分條件下種植，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，順序排列，3次重復(fù)，每個(gè)株系每次重復(fù)種植兩行，每行長(zhǎng)1 m，株距5 cm，收獲時(shí)測(cè)1 m行長(zhǎng)產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)的整理在Microsoft Excel中進(jìn)行，首先，用SPSS軟件進(jìn)行兩親本和群體在兩種水分條件下的方差分析和配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，然后，根據(jù)抗旱系數(shù)計(jì)算出各株系性狀指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，再對(duì)隸屬函數(shù)用SAS進(jìn)行主成分分析，以第1主成分各性狀的特征值作為各指標(biāo)的權(quán)數(shù)與其隸屬函數(shù)值相乘，分株系求和后，即得到抗旱性度量值(D值)[1]，用SPSS軟件對(duì)各株系的抗旱性度量值(D值)進(jìn)行K均值聚類，再進(jìn)行抗旱度量值和各性狀抗旱指數(shù)及后期產(chǎn)量之間的相關(guān)性分析。性狀指標(biāo)的抗旱系數(shù)=(干旱脅迫下性狀指標(biāo)值/非脅迫下性狀指標(biāo)值)×100%[2]

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。預(yù)后因素的單因素分析采用Kaplan-Meier法，多因素分析采用Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型多因素分析。將單因素分析顯示與預(yù)后相關(guān)的因素再納入多因素分析中。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

各性狀指標(biāo)隸屬函數(shù)值[3]:

μ(x)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)式中:μ(x)——某個(gè)性狀指標(biāo)抗旱系數(shù)的隸屬函數(shù)值；x——某一性狀指標(biāo)抗旱系數(shù)；Xmax，Xmin——各參試材料中某一性狀指標(biāo)抗旱系數(shù)中的最大和最小值。

2　結(jié)果與分析

2.1干旱對(duì)小麥苗期性狀指標(biāo)的影響

t檢驗(yàn)結(jié)果表明(表1)，兩種水分條件下，兩親本所有性狀平均值都達(dá)到了差異極顯著水平。在滲透脅迫條件下，濰麥8號(hào)和洛旱2號(hào)在胚芽鞘長(zhǎng)度和根數(shù)上都有所增加，以洛旱2號(hào)的增加幅度更大；苗高、地上部鮮重、地上部干重洛旱2號(hào)和濰麥8號(hào)減少幅度基本一致；株鮮重、株干重、根鮮重、根干重濰麥8號(hào)的減少幅度大于洛旱2號(hào)，而在根長(zhǎng)、根冠鮮重比和干重比3個(gè)性狀上，洛旱2號(hào)表現(xiàn)為增加，濰麥8號(hào)表現(xiàn)降低。在正常水分條件下，洛旱2號(hào)的胚芽鞘長(zhǎng)度和最大根長(zhǎng)都低于濰麥8號(hào)，脅迫條件下，洛旱2號(hào)胚芽鞘長(zhǎng)度增加幅度較大，與濰麥8號(hào)基本一致，而最大根長(zhǎng)明顯超過濰麥8號(hào)。在正常水分條件下，在根冠鮮重和干重比兩個(gè)性狀上，濰麥8號(hào)和洛旱2號(hào)差異不顯著，脅迫條件下洛旱2號(hào)在這2個(gè)性狀上明顯增加，而濰麥8號(hào)明顯降低。表明耐旱品種在干旱脅迫條件下有較強(qiáng)根系形成能力，可以促進(jìn)對(duì)水分的吸收，以減少干旱對(duì)生長(zhǎng)的影響。

二因素方差分析表明，株系間和不同水分處理間各性狀值均差異顯著，在兩種水分條件下，重組自交系群體所測(cè)性狀平均值除胚芽鞘達(dá)差異顯著外(p<0.05)，其他性狀平均值差異都達(dá)極顯著水平(p<0.01)。滲透脅迫條件下，除胚芽鞘長(zhǎng)度、根數(shù)較正常水分條件增加外，其余性狀均表現(xiàn)下降，進(jìn)一步表明滲透脅迫在一定程度上抑制了小麥幼苗的生長(zhǎng)，但對(duì)小麥苗期根數(shù)的增加和胚芽鞘的伸長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用。

正常水分條件下，群體均值除根數(shù)高于親本均值，胚芽鞘低于親本均值外，其他性狀都介于雙親均值之間。脅迫條件下，群體均值除苗高、地上部鮮重高于親本均值，胚芽鞘、最大根長(zhǎng)低于雙親均值外，其他性狀介于雙親之間。兩種水分條件下，群體所有性狀的最大值都大于高值親本，而最小值都低于低值親本，表現(xiàn)為超親分離，變異范圍廣泛。這表明RIL群體具有比較豐富的遺傳變異，選擇潛力較大。

表1　兩種水分條件下RIL群體及其親本的苗期性狀值

注：小寫字母表示差異顯著性水平為p<0.05； 大寫字母表示差異顯著性水平為p<0.01。

2.2主成分分析

以RIL群體各株系及其親本苗期抗旱相關(guān)性狀的抗旱系數(shù)為基礎(chǔ)，利用SAS軟件計(jì)算出各主成分的特征向量和貢獻(xiàn)率(表2)，并根據(jù)各向量的絕對(duì)值將不同性狀指標(biāo)劃分到不同的主成分之中。同一指標(biāo)在各因子中的最大絕對(duì)值所在位置即為其所屬主成分。從表2可以看出，主成分分析特征值中4個(gè)成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到86.19%，而理論上只需85%以上的累計(jì)貢獻(xiàn)率即可認(rèn)為其具有較強(qiáng)的信息代表性。因此可以用這幾個(gè)主成分對(duì)其抗旱性進(jìn)行概括分析，提取的4個(gè)主成分基本上代表了12個(gè)原始指標(biāo)的絕大部分信息。

決定第1主成分大小的主要是苗鮮重、苗干重、根鮮重3個(gè)性狀分量，主成分1相當(dāng)于6.919個(gè)原始指標(biāo)的作用，它可反映原始數(shù)據(jù)信息量的40.8%。這幾個(gè)性狀均屬于苗的生物產(chǎn)量性狀，干旱脅迫下苗生長(zhǎng)量越大，說明苗的抗旱性越強(qiáng)。因此，可把第1主成分稱為“幼苗生物產(chǎn)量因子”。

決定第2主成分大小的主要是莖葉鮮重、莖葉干重、根冠干重比3個(gè)性狀分量。主成分2相當(dāng)于4.875個(gè)原始指標(biāo)的作用，可單獨(dú)說明整個(gè)原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差異的28.76%。莖葉干、鮮重的抗旱系數(shù)越大，根冠干重比的抗旱系數(shù)越小，則第2主成分越大，因此，可把第2主成分稱為“莖葉生物產(chǎn)量因子”。決定第3主成分大小的主要是根干重1個(gè)性狀分量，根干重的抗旱系數(shù)越大，則第3主成分越大。第3主成分相當(dāng)于1.652個(gè)原始指標(biāo)的作用，可反映全部信息量的9.75%。根干重反映了植系的生長(zhǎng)狀況，因此可把第3主成分稱為“根系生物產(chǎn)量因子”。

第4主成分的大小主要由胚芽鞘長(zhǎng)、苗高、最大根長(zhǎng)、根數(shù)、根冠鮮重比等決定。第4主成分相當(dāng)于1.167個(gè)原始指標(biāo)的作用，可反映全部信息量的6.88%。幾個(gè)性狀都與幼苗的生長(zhǎng)有關(guān)，因此可統(tǒng)稱為“生長(zhǎng)因子”

表2　各性狀主成分的特征向量及貢獻(xiàn)率

注: *表示某指標(biāo)在各因子中的最大絕對(duì)值。

2.3抗旱性評(píng)價(jià)

根據(jù)抗旱性度量值的大小可以推斷抗旱性的強(qiáng)弱。本RIL群體和親本的抗旱度量值的變異范圍為0.632～2.220，濰麥8號(hào)和洛旱2號(hào)的抗旱度量值分別為0.714，1.385。用SPSS軟件根據(jù)抗旱度量值進(jìn)行K均值聚類，可將291個(gè)株系和兩個(gè)親本的抗旱性劃分為3類。不抗旱(D值從0.29～1.11)、中度抗旱(D值從1.12～1.48)、高度抗旱(D值從1.49～2.22)，親本濰麥8號(hào)和101個(gè)株系屬于不抗旱類型；洛旱2號(hào)和102個(gè)株系屬于中度抗旱類型；44個(gè)株系屬于高度抗旱類型。由抗旱性評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，洛旱2號(hào)的苗期抗旱性要優(yōu)于濰麥8號(hào)，這與生產(chǎn)實(shí)際相符，雖然濰麥8號(hào)不抗旱，但兩親本雜交后產(chǎn)生部分超親變異，有15%的株系的苗期抗旱性優(yōu)于洛旱2號(hào)。這些株系的選出為小麥抗旱育種提供了寶貴的種質(zhì)材料。

2.4抗旱性度量值和產(chǎn)量的相關(guān)性分析

抗旱性度量值和1 m行長(zhǎng)產(chǎn)量性狀之間的相關(guān)性分析表明，抗旱性和2個(gè)環(huán)境下的平均1 m行長(zhǎng)產(chǎn)量之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.151。另外，比較抗旱性不同的3類小麥株系，發(fā)現(xiàn)所有高度抗旱株系的1 m行長(zhǎng)產(chǎn)量的平均值為171.48 g，所有中度抗旱株系的1 m行長(zhǎng)產(chǎn)量的平均值為161.60 g，所有不抗旱株系的1 m行長(zhǎng)產(chǎn)量的平均值為159.19 g，高度抗旱株系中1 m行長(zhǎng)產(chǎn)量大于200 g的占所有抗旱株系的21%，中度抗旱株系中產(chǎn)量大于200 g的占所有中度抗旱株系的8.5%，不抗旱株系中1 m行長(zhǎng)產(chǎn)量大于200 g的占所有不抗旱株系的7.2%。由此可見，苗期抗旱性強(qiáng)的株系一般適應(yīng)環(huán)境的能力較強(qiáng)，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的潛力較大，可以通過苗期抗旱性選擇對(duì)產(chǎn)量性狀進(jìn)行早期的選擇。

3　討論分析

3.1抗旱性分析方法

抗旱性分析可采用單指標(biāo)分析和多指標(biāo)分析。單指標(biāo)分析是指采用與抗旱性高度相關(guān)的性狀指標(biāo)，如抗旱指數(shù)[4]、反復(fù)干旱后幼苗的存活率[5]等。這類指標(biāo)雖然簡(jiǎn)便、快捷，但卻只能反映某一性狀對(duì)干旱脅迫的反應(yīng)，而多指標(biāo)評(píng)價(jià)可以從不同側(cè)面反映作物抗旱性的強(qiáng)弱和特點(diǎn)?？购敌缘亩嘀笜?biāo)分析時(shí)，常采用的有平均隸屬函數(shù)法[6-8]和主成分分析法[9-11]，平均隸屬函數(shù)法是求出各性狀的隸屬函數(shù)以后求平均值，由于各性狀受干旱影響的程度是不一樣的，在干旱性評(píng)價(jià)時(shí)的重要性也不同，故用此法對(duì)小麥抗旱性進(jìn)行評(píng)價(jià)存在一定的局限性。常用的主成分分析法是指根據(jù)各性狀的隸屬函數(shù)值提取總貢獻(xiàn)率大于85%的幾個(gè)主成分，用各主成分得分值乘以各主成分的加權(quán)系數(shù)，求和既可得到一個(gè)抗逆性的綜合評(píng)價(jià)值。主成分分析可以去粗取精，給每一個(gè)性狀指標(biāo)確立一個(gè)合理的加權(quán)系數(shù)，從而可較科學(xué)地對(duì)各作物品種的抗逆性進(jìn)行評(píng)價(jià)。孟生旺[1]、孟慶立[12]指出在主成分分析時(shí)應(yīng)以第1主成份的值作為綜合評(píng)價(jià)值，而不能以綜合主成份的值作為綜合評(píng)價(jià)值。本研究對(duì)小麥苗期12個(gè)性狀的隸屬函數(shù)進(jìn)行主成分分析，從中提取了4個(gè)主成分，總貢獻(xiàn)率為86.19%，其中第1主成分的貢獻(xiàn)率為40.8%，以第1主成分值作為綜合評(píng)價(jià)值對(duì)各株系的抗旱性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以K均值聚類方法把291個(gè)株系和2個(gè)親本分為3類。整個(gè)分析過程都遵循統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理，排除了人為因素的干擾，使分析結(jié)果更加客觀可靠。

3.2小麥的苗期抗旱性

與小麥苗期抗旱性有關(guān)性狀的研究主要集中在胚芽鞘和根系性狀等。胚芽鞘是小麥種子萌發(fā)時(shí)的保護(hù)組織，在生長(zhǎng)初期對(duì)幼苗的正常出土和苗全苗壯具有重要的作用[13-15]。王瑋等[16]和鄒琦等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在低水勢(shì)下胚芽鞘長(zhǎng)度和葉片滲透能力與產(chǎn)量有密切的關(guān)系，在干旱脅迫下小麥胚芽鞘長(zhǎng)度與抗旱系數(shù)呈極顯著正相關(guān)；尤其是在20%PEG-6000處理下，抗旱性強(qiáng)的品種胚芽鞘生長(zhǎng)得快，從而提出了“低水勢(shì)下胚芽鞘長(zhǎng)度法”用于冬小麥抗旱性鑒定。本研究發(fā)現(xiàn)洛旱2號(hào)在水分脅迫下胚芽鞘的生長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于濰麥8號(hào)的生長(zhǎng)速度，進(jìn)一步驗(yàn)證了干旱對(duì)不同品種胚芽鞘的影響。另外研究發(fā)現(xiàn)雖然胚芽鞘的抗旱系數(shù)與抗旱性度量值之間呈極顯著正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)卻只有0.26，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于除根數(shù)以外的其他性狀指標(biāo)，這也說明只用胚芽鞘作為小麥苗期抗旱性的鑒定指標(biāo)是否合理還有待探討。

幼苗根系是最早感受土壤干旱的器官，對(duì)小麥苗期耐旱能力有重要作用。關(guān)于根系性狀與抗旱性的關(guān)系，前人已做出很多有益的探索。楊國(guó)航等[18]發(fā)現(xiàn)玉米在干旱脅迫情況下，有較強(qiáng)生根發(fā)芽能力的品種，幼根萌發(fā)早，抗旱指數(shù)較大，抗旱性較強(qiáng)。郝樹榮等[19]對(duì)水稻根系做了研究，認(rèn)為干旱脅迫誘導(dǎo)根系變長(zhǎng)，以利于吸收更深層土壤的水分以滿足作物生長(zhǎng)要求，脅迫越重根系越長(zhǎng)。景蕊蓮等[20]研究根系形態(tài)性狀的遺傳力及其與抗旱性的關(guān)系，結(jié)果表明小麥幼苗的抗旱性與根干重呈顯著正相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)在10%PEG-6000處理下，除了根數(shù)相對(duì)于正常水分條件下略有增加外，根數(shù)、根干重、根鮮重等性狀指標(biāo)都表現(xiàn)為減小，這和郝樹榮等的研究結(jié)果不甚相同，作者認(rèn)為干旱脅迫對(duì)作物根系的生長(zhǎng)有比較明顯的抑制作用，只是抗旱品種和不抗旱品種相比受到的抑制較小，因此能形成相對(duì)強(qiáng)大的根系系統(tǒng)，來補(bǔ)償干旱對(duì)植物生長(zhǎng)造成的影響。本研究還發(fā)現(xiàn)根長(zhǎng)、根鮮重、根干重和抗旱度量值之間都呈極顯著正相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)在所有所測(cè)的性狀指標(biāo)中是最高的，根系性狀是受干旱影響最敏感的性狀，也是苗期抗旱性鑒定的重要指標(biāo)性狀，這與前人的研究結(jié)果是一致的。

苗期抗旱性研究雖然取得了一些進(jìn)展。但苗期抗旱性和產(chǎn)量性狀之間的關(guān)系研究較少，本研究利用RIL群體把苗期抗旱度量值和兩個(gè)環(huán)境正常水分管理?xiàng)l件下的產(chǎn)量性狀平均值進(jìn)行了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)苗期抗旱性和產(chǎn)量之間呈顯著正相關(guān)，雖然由于條件限制，沒有對(duì)各株系干旱處理?xiàng)l件下的產(chǎn)量性狀與苗期抗旱性間的關(guān)系進(jìn)行研究，但從本研究仍可以看出，各株系的苗期抗旱性在一定程度上反映了該株系對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，一般苗期抗旱性強(qiáng)的株系高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的潛力也比較大，因此，在小麥的抗旱高產(chǎn)育種中對(duì)大批量的材料可以通過本試驗(yàn)提供的方法進(jìn)行初步的篩選，從而減少工作量，提高選擇效果。

4　結(jié) 論

小麥苗期用10%的PEG-6000處理種子，可促進(jìn)胚芽鞘長(zhǎng)和根數(shù)的增加，而對(duì)其它農(nóng)藝性狀有明顯的抑制作用；以第1主成分求得的抗旱度量值為依據(jù)，通過K均值聚類，從291個(gè)重組自交系群體中篩選出44個(gè)抗旱優(yōu)良株系，為小麥抗旱育種提供了寶貴的種質(zhì)材料；通過抗旱度量值和各性狀的抗旱系數(shù)之間的相關(guān)性分析，表明根系性狀對(duì)干旱的反應(yīng)最為敏感，干旱脅迫下能否形成相對(duì)強(qiáng)大的根系系統(tǒng)是衡量苗期抗旱性的重要條件；小麥苗期抗旱性和產(chǎn)量之間呈顯著的正相關(guān)。

[1]孟生旺.用主成分分析法進(jìn)行多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)應(yīng)注意的問題[J].統(tǒng)計(jì)研究,1992(4):67-68.

[2]Bouslama M, Schapaugh W T. Stress tolerance in soybeans(I): Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance[J]. Crop Science, 1984,24(5):933-937.

[3]何雪銀,文仁來,吳翠榮,等.模糊隸屬函數(shù)法對(duì)玉米苗期抗旱性的分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,21(1):52-56.

[4]蘭巨生,胡福順,張景瑞.作物抗旱指數(shù)的概念和統(tǒng)計(jì)方法[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),1990,5(2):20-25.

[5]李蔭梅.谷子(粟)品種資源抗旱性鑒定研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),1991,6(3):20-25.

[6]劉瑩,蓋鈞鎰,呂慧能,等.大豆耐旱種質(zhì)鑒定和相關(guān)根系性狀的遺傳與QTL定位[J].遺傳學(xué)報(bào),2005,32(8):855-863.

[7]王育紅,姚宇卿,呂軍杰.花生抗旱性與生理生態(tài)指標(biāo)關(guān)系的研究[J].雜糧作物,2002,22(3):147-149.

[8]石書兵,徐文修,張強(qiáng),等.旱作春小麥品種高產(chǎn)抗旱特性的綜合評(píng)價(jià)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2001,19(2):14-20.

[9]白志英,李存東,孫紅春,等.小麥代換系抗旱生理指標(biāo)的主成分分析及綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,41(12):4264-4272.

[10]周廣生,梅方竹,周竹青,等.小麥不同品種耐濕性生理指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)及其預(yù)測(cè)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,36(11):1378-1382.

[11]王軍,周美學(xué),許如根,等.大麥耐濕性鑒定指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,40(10):2145-2152.

[12]孟慶立,關(guān)周博,馮佰利,等.谷子抗旱相關(guān)性狀的主成分與模糊聚類分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,42(8):2667-2675.

[13]胡頌平,楊華,鄒桂花,等. 水稻胚芽鞘長(zhǎng)度與抗旱性的關(guān)系及QTL定位[J].中國(guó)水稻科學(xué),2006,20(1):19-24.

[14]Cosgrove D J, Li ZhenchangC. Role of expansion in cell enlargement of oat coleoptiles[J]. Plant Physiol, 1993,103(4)：1321-1328.

[15]Trethowan R M, Singh R P, Espino J H, et al. Coleoptile length variation of near-isogenic Rht lines of modern CIMMYT bread and durum wheats[J]. Field Crops Research, 2001,70 (3):167-176.

[16]王瑋,鄒琦,楊興洪,等.低水勢(shì)下冬小麥胚芽鞘長(zhǎng)度與葉片的滲透調(diào)節(jié)能力及大田產(chǎn)量關(guān)系的研究[J].植物學(xué)通報(bào),1997,14(S):55-59.

[17]鄒琦,王瑋,楊興洪,等.冬小麥抗旱性鑒定的新方法：低水勢(shì)下胚芽鞘長(zhǎng)度法[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2000,16(15):23-25.

[18]Yang Guohang, Wang Weihong, Song Huixin, et al. Analysis of drought resistance of maize hybrids in rain-fed farming[J].Crops, 2009(5):78-81.

[19]郝樹榮,郭相平,王為木,等.水稻分蘗期水分脅迫及復(fù)水對(duì)根系生長(zhǎng)的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2007,25(1):149-152.

[20]景蕊蓮,胡榮海,朱志華,等.冬小麥不同基因型幼苗形態(tài)性狀遺傳力和抗旱性的研究[J].西北植物學(xué)報(bào),1997,17(2):152-157.

Comprehensive Evaluation of Drought Tolerance at Seedling Stage for Wheat Recombinant Inbred Lines

DU Xinxin, ZHANG Hong, WU Yunpeng, QIN Sisi, SU Rongcun, GENG Jianfen

(CollegeofEcologyandGardenArchitecture,DezhouUniversity,Dezhou,Shandong253023,China)

[Objective] The effects of drought on wheat seedling growth and selecting excellent wheat germplasm materials with drought resistance were studied to provide a basis for the breeding of new drought-resistive varieties. [Methods] Seedlings derived from the cross between Weimai 8 and Luohan 2 were used as experimental materials, which had 291 lines from a recombination inbred line(RIL) population(F9). The seedlings were treated with different water conditions during germination stage, and multiple agronomic trait indices were measured. A comprehensive evaluation of drought tolerance of the RIL population and its parents were conducted by methods of principal component analysis andK-means clustering. And also, correlation analysis between drought tolerance indices and yields of all the lines was conducted. [Results] Those germinated wheat seeds treated with 10% PEG-6000 were observed to be promoted for coleoptile length and root number, while obvious inhibitory effects were observed for other agronomic traits. 44 excellent lines with drought tolerance were selected from the RIL populations, which provided valuable germplasm materials for drought resistive wheat breeding. [Conclusion] The responses of root to drought stress performed the mostly sensitive, because a strong root system under drought tolerance is one of the important conditions that decide the drought tolerance of seedling. Drought tolerance of wheat seedlings and its yield were remarkably positively correlated.

wheat recombination inbred line, comprehensive evaluation; drought tolerance; seedling stage

2015-03-19

2015-10-04

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)子課題“分子染色體工程高效育種技術(shù)體系建立和黃淮冬麥區(qū)新品種選育”(2011AA100103); 2014德州學(xué)院校級(jí)科技人才引進(jìn)計(jì)劃項(xiàng)目(311885)

杜欣欣(1994—),女(漢族),山東省東營(yíng)市人,本科生，研究方向?yàn)橹参镞z傳育種。E-mail:1172241886@qq.com。

張紅(1971—),女(漢族)，山東省平原縣人，博士,講師,主要從事作物遺傳育種研究。E-mail:zhw718_0@163.com。

A

1000-288X(2016)04-0286-05

S33