PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 份苜蓿材料萌發(fā)期抗旱性鑒定與比較

王江銀，徐婉寧，蘇 洋，張 博

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院/新疆草地資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830052）

王江銀，徐婉寧，蘇 洋，等.PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 份苜蓿材料萌發(fā)期抗旱性鑒定與比較［J］.畜牧與飼料科學(xué)，2023，44（2）：81-91.

西北地區(qū)占據(jù)我國一半以上的干旱和半干旱地區(qū)［1］，干旱少雨、氣候干燥的生態(tài)環(huán)境抑制植物發(fā)芽和生長［2］。水分缺失會(huì)降低種子的發(fā)芽率，減緩甚至終止種子的生長發(fā)育。植物的抗旱性通常由種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)、根芽比、發(fā)芽指數(shù)等多項(xiàng)指標(biāo)反映，通過對(duì)植物的萌發(fā)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而比較抗旱性差異［3-8］。

種子萌發(fā)是種子植物生活史中的關(guān)鍵階段，也是開展作物抗旱性研究的重要時(shí)期［9］。種子萌發(fā)期的生長情況對(duì)后期的生長發(fā)育起決定性作用［10］，因此，對(duì)植物種子萌發(fā)期抗旱性進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。聚乙二醇-6000（PEG-6000）模擬干旱脅迫廣泛應(yīng)用于牧草及其他植物種子萌發(fā)期的研究中，可作為判斷植物整體抗旱性的依據(jù)。PEG-6000 是一種高分子聚合物，具有很強(qiáng)的親水性，能夠奪取水分，可影響植物輸導(dǎo)組織的功能，對(duì)植物造成干旱脅迫，常作為水分脅迫劑應(yīng)用于室內(nèi)模擬干旱［11］。目前國內(nèi)外利用PEG-6000 模擬干旱脅迫的方法對(duì)各類植物種子萌發(fā)的影響研究較多［12-16］。魯富寬等［17］為了探究紫花苜蓿種子對(duì)干旱脅迫的耐受力，利用不同濃度的PEG-6000模擬干旱脅迫，研究紫花苜蓿不同滲透勢下的干旱脅迫對(duì)種子萌發(fā)情況及脅迫解除后種子復(fù)萌情況的影響。尚金程等［18］以紫苜蓿、野苜蓿、花苜蓿種子為材料，采用不同濃度PEG-6000 （0、5%、10%、15%和20%）對(duì)3 種苜蓿屬種子進(jìn)行處理，驗(yàn)證其抗旱性并對(duì)抗旱性強(qiáng)弱進(jìn)行順序。郝俊峰等［19］通過對(duì)國內(nèi)外11 份苜蓿材料種子進(jìn)行PEG-6000 模擬干旱脅迫處理，對(duì)萌發(fā)指標(biāo)進(jìn)行方差分析，篩選差異顯著的指標(biāo)；在主成分分析的基礎(chǔ)上，利用加權(quán)隸屬函數(shù)對(duì)供試種子的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。前人的研究對(duì)象大多為紫花苜蓿不同材料或黃花苜蓿不同材料，但是將不同紫花苜蓿和黃花苜蓿材料一起比較的還較少。

該研究選取3 份紫花苜蓿種質(zhì)材料和2 份黃花苜蓿種質(zhì)材料，利用PEG-6000 進(jìn)行模擬干旱脅迫試驗(yàn)，對(duì)干旱脅迫下5 份苜蓿種質(zhì)材料萌發(fā)期的耐旱性進(jìn)行多維度綜合評(píng)價(jià)，揭示不同品種紫花苜蓿和黃花苜?？购敌詮?qiáng)弱并篩選抗旱種質(zhì)，為選育適合在新疆維吾爾自治區(qū)半干旱地區(qū)種植的苜蓿品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的5 份苜蓿材料均由新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院提供，其中，紫花苜蓿材料有新牧4 號(hào)、中苜3 號(hào)和歌納，3 個(gè)材料均由我國培育。黃花苜蓿材料有A-17 和D-23，均為野生種質(zhì)資源。供試材料信息見表1。

表1 供試材料信息

1.2 試驗(yàn)方法

選擇成熟、飽滿、大小均一的5 個(gè)不同品種苜蓿種子為材料，參照《國際種子檢驗(yàn)規(guī)程》第八章第一節(jié)［20-21］，先浸泡24 h，用75%酒精對(duì)種子進(jìn)行消毒處理30 s，處理完用蒸餾水沖洗干凈，并用濾紙吸干種子表面水分。模擬干旱脅迫試驗(yàn)采用潔凈的一次性培養(yǎng)皿（內(nèi)徑90 mm）進(jìn)行。

采用紙上發(fā)芽法［22］，在培養(yǎng)皿中放入雙層直徑為90 mm 的濾紙，分別加入等量的、濃度分別為5%、10%、15%、20%（電子天平稱取5、10、15、20 g PEG-6000，溶于蒸餾水中，容量瓶定容至100 mL）的PEG-6000 溶液，以蒸餾水為對(duì)照組（CK）。5 份苜蓿材料各設(shè)置5 個(gè)處理 （5%、10%、15%、20%PEG-6000 組，CK 組），每個(gè)處理4 個(gè)重復(fù)，每個(gè)培養(yǎng)皿有序放置50 粒苜蓿種子，試驗(yàn)周期為10 d（2022 年4 月1—10 日）。試驗(yàn)開始前將加入等量不同濃度PEG-6000 的培養(yǎng)皿在電子天平上稱取重量并記錄，并用蒸餾水補(bǔ)足損失的水分以保證PEG-6000 的濃度。將培養(yǎng)皿放入智能氣候培養(yǎng)箱（光照/黑暗時(shí)間為12 h/12 h）中進(jìn)行萌發(fā)［23］。

1.3 測定指標(biāo)

試驗(yàn)共進(jìn)行10 d，并于每天14：00 記錄種子萌發(fā)情況，統(tǒng)計(jì)每日發(fā)芽數(shù)、總發(fā)芽數(shù)并計(jì)算以下指標(biāo)：發(fā)芽率［24］、發(fā)芽勢［24］、發(fā)芽指數(shù)［25］、活力 指數(shù)［14］、根芽比、抗旱指數(shù)、相對(duì)發(fā)芽勢、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)活力指數(shù)。

發(fā)芽率 （%，GR）=發(fā)芽終期全部發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100。發(fā)芽勢（%，GP）=前4 天內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100。發(fā)芽指數(shù)（GI）=Σ（Gt/Dt），Gt 為t d 之內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt 為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)?；盍χ笖?shù)（VI）=發(fā)芽指數(shù)（GI）×幼苗芽長。根芽比=根長/芽長?？购抵笖?shù)=PEG-6000 脅迫下種子發(fā)芽指數(shù)/對(duì)照組種子發(fā)芽指數(shù)。相對(duì)發(fā)芽勢（%）=（處理組發(fā)芽勢/對(duì)照組發(fā)芽勢）×100。相對(duì)發(fā)芽率（%）=（處理組發(fā)芽率/對(duì)照組發(fā)芽率）×100。相對(duì)發(fā)芽指數(shù)（%）=（處理組發(fā)芽指數(shù)/對(duì)照組發(fā)芽指數(shù)）×100。相對(duì)活力指數(shù)（%）=（處理組活力指數(shù)/對(duì)照組活力指數(shù)）×100。

1.4 抗旱性綜合評(píng)價(jià)方法

利用隸屬函數(shù)法對(duì)5 個(gè)苜蓿品種抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，隸屬函數(shù)值的計(jì)算參考王亞楠等［26］報(bào)道的方法。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2016 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，應(yīng)用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)相同PEG-6000濃度處理下不同品種苜蓿材料以及相同品種苜蓿材料不同PEG-6000 濃度處理下的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析，采用LSD 法進(jìn)行組間均數(shù)多重比較；抗旱性綜合評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、根芽比和抗旱指數(shù)進(jìn)行雙因素方差分析。采用Origin 2021 軟件作圖。P＜0.05 為差異顯著，P>0.05 為差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG-6000 模擬干旱脅迫下苜蓿種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢的變化

由圖1 可知，當(dāng)PEG-6000 處理濃度為0 時(shí)（CK 組），5 個(gè)苜蓿材料的發(fā)芽率均不存在顯著差異（P＞0.05）。在5%、10%、15%的PEG-6000 處理濃度下，5 個(gè)苜蓿材料中新牧4 號(hào)的發(fā)芽率較高。在5%處理濃度下，新牧4 號(hào)和A-17 的發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于D-23，但與中苜3 號(hào)和歌納差異不顯著（P＞0.05），并且D-23 與中苜3 號(hào)和歌納差異也不顯著（P＞0.05）。在10%處理濃度下，新牧4號(hào)的發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于歌納和D-23，但與中苜3 號(hào)和A-17 差異不顯著（P＞0.05），并且歌納和D-23 與中苜3 號(hào)和A-17 差異不顯著 （P＞0.05）。在15%處理濃度下，新牧4 號(hào)、中苜3 號(hào)和歌納的發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于A-17 和D-23，D-23 的發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于A-17，新牧4號(hào)與中苜3 號(hào)和歌納的發(fā)芽率不存在顯著差異（P＞0.05）。在20%處理濃度下，中苜3 號(hào)、歌納和D-23 的發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于A-17，與新牧4號(hào)的差異不顯著（P＞0.05）。

圖1 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的發(fā)芽率

新牧4 號(hào)材料在CK 組以及5%、10%處理組的發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于15%、20%處理組。中苜3 號(hào)材料CK 組的發(fā)芽率顯著 （P<0.05）高于10%處理組，與5%、15%、20%處理組的發(fā)芽率差異不顯著（P＞0.05）。歌納材料10%處理組與其他組之間的發(fā)芽率均存在顯著差異（P<0.05）。A-17材料CK 組的發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于15%、20%處理組，CK 組、20%處理組的發(fā)芽率與5%、10%處理組的發(fā)芽率均不存在顯著差異（P＞0.05）。D-23 材料CK 組、20%處理組的發(fā)芽率均顯著 （P<0.05）高于5%、10%、15%處理組，且5%處理組和10%處理組的發(fā)芽率差異不顯著（P＞0.05）。

由圖2 可知，在CK 組中，中苜3 號(hào)的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）低于其他4 個(gè)苜蓿材料，而其他4個(gè)苜蓿材料的發(fā)芽勢則不存在顯著差異 （P＞0.05）。在5%處理濃度下，新牧4 號(hào)和D-23 的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）高于A-17，且新牧4 號(hào)顯著（P<0.05）高于D-23，新牧4 號(hào)、D-23 的發(fā)芽勢與中苜3 號(hào)、歌納的發(fā)芽勢差異不顯著（P＞0.05）。在10%處理濃度下，新牧4 號(hào)、D-23、歌納的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）高于A-17，新牧4 號(hào)顯著（P<0.05）高于歌納和D-23，新牧4 號(hào)、D-23、歌納的發(fā)芽勢與中苜3 號(hào)差異不顯著（P＞0.05）。在15%處理濃度下，A-17 和D-23 的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）低于其他3 個(gè)苜蓿材料，且D-23 的發(fā)芽勢顯著 （P＞0.05）高于A-17。在20%處理濃度下，A-17 的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）低于其他4 個(gè)材料，且其他4個(gè)材料之間不存在顯著差異（P＞0.05）。

圖2 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的發(fā)芽勢

新牧4 號(hào)材料CK 組以及5%、10%處理組的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）高于15%、20%處理組。中苜3 號(hào)材料不同處理組的發(fā)芽勢均不存在顯著差異（P＞0.05）。歌納材料10%處理組的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）低于其他4 個(gè)處理組，其他4 個(gè)處理組之間的發(fā)芽勢則不存在顯著差異（P＞0.05）。A-17 材料15%處理組的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）低于其他4 個(gè)處理組，CK 組的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）高于5%和10%處理組，5%和10%處理組的發(fā)芽勢不存在顯著差異 （P＞0.05），20%處理組與CK 組以及5%、10%處理差異不顯著（P＞0.05）。D-23 材料15%處理組的發(fā)芽勢顯著（P<0.05）低于CK 組以及10%、20%處理組，10%、15%處理組與5%處理組均不存在顯著差異（P＞0.05）。

2.2 PEG-6000 模擬干旱脅迫下苜蓿種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的變化

由圖3 可知，在CK 組中，中苜3 號(hào)和A-17的發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）低于新牧4 號(hào)和D-23，歌納的發(fā)芽指數(shù)與A-17 差異不顯著（P＞0.05）。在5%處理組中，A-17、D-23 的發(fā)芽指數(shù)顯著 （P<0.05）低于其他3 個(gè)材料，其他3 個(gè)材料之間的發(fā)芽指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。在10%處理組中，除新牧4 號(hào)與中苜3 號(hào)的發(fā)芽指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）外，新牧4 號(hào)的發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他3 個(gè)材料。在15%處理組中，A-17 的發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）低于其他4 個(gè)材料，3 個(gè)紫花苜蓿材料之間發(fā)芽指數(shù)差異不顯著（P＞0.05），D-23 的發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）高于A-17。在20%處理組中，A-17 的發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）低于其他4 個(gè)苜蓿材料，其他4 個(gè)苜蓿材料之間發(fā)芽指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。

圖3 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的發(fā)芽指數(shù)

不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下，新牧4號(hào)材料CK 組和10%處理組的發(fā)芽指數(shù)顯著 （P<0.05）高于15%、20%處理組，5%處理組的發(fā)芽指數(shù)與20%處理組差異不顯著（P＞0.05）。中苜3 號(hào)材料5 個(gè)處理組的發(fā)芽指數(shù)差異均不顯著 （P＞0.05）。歌納材料CK 組的發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他4 個(gè)處理組，且5%、15%和20%處理組的發(fā)芽指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。A-17 材料CK組的發(fā)芽指數(shù)顯著 （P<0.05）高于其他4 個(gè)處理組，5%處理組的發(fā)芽指數(shù)與10%、15%的差異不顯著（P＞0.05）。D-23 材料CK 組和20%處理組的發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他3 個(gè)處理組，CK 組的發(fā)芽指數(shù)與20%處理組差異不顯著（P＞0.05）。

由圖4 可知，在CK 組中，新牧4 號(hào)的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他4 個(gè)材料，其他4 個(gè)材料之間活力指數(shù)均不存在顯著差異（P＞0.05）。在5%處理組中，新牧4 號(hào)和中苜3 號(hào)的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他3 個(gè)材料，歌納的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于A-17。在10%處理組中，3 個(gè)紫花苜蓿材料的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于黃花苜蓿材料，3 個(gè)紫花苜蓿之間活力指數(shù)差異不顯著（P＞0.05），2 個(gè)黃花苜蓿之間活力指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。在15%處理組中，中苜3 號(hào)的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于新牧4 號(hào)、A-17、D-23，新牧4號(hào)和中苜3 號(hào)的活力指數(shù)與歌納差異不顯著（P＞0.05）。在20%處理組中，中苜3 號(hào)的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于A-17，中苜3 號(hào)、新牧4 號(hào)、歌納、D-23 之間活力指數(shù)均不存在顯著差異（P＞0.05）。

圖4 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的活力指數(shù)

新牧4 號(hào)材料CK 組的活力指數(shù)顯著 （P<0.05）高于其他4 個(gè)處理組，其他4 個(gè)處理組的活力指數(shù)之間差異不顯著（P＞0.05）。中苜3 號(hào)CK 組的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于5%、10%處理組，15%、20%處理組的活力指數(shù)與其他3 個(gè)處理組差異不顯著（P＞0.05）。歌納材料CK 組的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于5%、20%處理組，15%處理組的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于5%處理組。A-17 材料CK 組的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他4 個(gè)處理組，而15%、20%處理組的活力指數(shù)與5%、10%處理組差異不顯著（P＞0.05）。D-23 材料CK 組和20%處理組的活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他3個(gè)處理組，CK 組與20%處理組不存在顯著差異（P＞0.05），其他3 個(gè)處理組之間也不存在顯著差異（P＞0.05）。

2.3 PEG-6000 模擬干旱脅迫下苜蓿種子相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽勢的變化

由圖5 可知，在CK 組中，5 個(gè)苜蓿材料的相對(duì)發(fā)芽率均無顯著差異 （P＞0.05）。在5%處理組中，新牧4 號(hào)、中苜3 號(hào)、A-17 的相對(duì)發(fā)芽率顯著（P＜0.05）高于D-23，歌納的相對(duì)發(fā)芽率與其他4個(gè)材料差異不顯著（P＞0.05）。在10%處理組中，新牧4 號(hào)的相對(duì)發(fā)芽率顯著 （P＜0.05）高于歌納和D-23，中苜3 號(hào)、A-17 的相對(duì)發(fā)芽率與其他3 個(gè)材料差異不顯著（P＞0.05）。在15%處理組中，A-17和D-23 的相對(duì)發(fā)芽率顯著（P＜0.05）低于其他3個(gè)苜蓿材料，其他3 個(gè)苜蓿材料之間相對(duì)發(fā)芽率差異不顯著（P＞0.05）。在20%處理組中，中苜3號(hào)、歌納、D-23 的相對(duì)發(fā)芽率顯著（P＜0.05）高于A-17，新牧4 號(hào)的相對(duì)發(fā)芽率與其他4 個(gè)材料差異不顯著（P＞0.05）。

圖5 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的相對(duì)發(fā)芽率

不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下，新牧4號(hào)材料CK 組、5%處理組的相對(duì)發(fā)芽率顯著 （P<0.05）高于15%、20%處理組。中苜3 號(hào)材料5 個(gè)處理組的相對(duì)發(fā)芽率差異均不顯著（P＞0.05）。歌納材料10%處理組的相對(duì)發(fā)芽率顯著（P<0.05）低于其他4 個(gè)處理組，其他4 個(gè)處理組之間相對(duì)發(fā)芽率差異不顯著（P＞0.05）。A-17 材料CK 組的相對(duì)發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于15%、20%處理組；5%、10%處理組的相對(duì)發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于15%處理組，與CK 組差異不顯著（P＞0.05）。D-23 材料CK 組、20%處理組的相對(duì)發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于其他3 個(gè)處理組，5%、10%處理組的相對(duì)發(fā)芽率顯著（P<0.05）高于15%處理組，CK 組與20%處理組差異不顯著（P＞0.05），5%處理組與10%處理組差異不顯著（P＞0.05）。

由圖6 可知，在CK 組中，5 個(gè)苜蓿材料的相對(duì)發(fā)芽勢均無顯著差異（P＞0.05）。在5%、15%處理組中，A-17 和D-23 的相對(duì)發(fā)芽勢顯著 （P<0.05）低于其他3 個(gè)材料，其他3 個(gè)材料之間相對(duì)發(fā)芽勢差異不顯著（P＞0.05）。在10%處理組中，新牧4 號(hào)的相對(duì)發(fā)芽勢顯著（P<0.05）高于歌納、A-17、D-23，中苜3 號(hào)的相對(duì)發(fā)芽勢與新牧4 號(hào)、歌納、D-23 差異不顯著（P＞0.05）。在20%處理組中，A-17 的相對(duì)發(fā)芽勢顯著（P<0.05）低于其他4 個(gè)材料，其他4 個(gè)材料之間相對(duì)發(fā)芽勢差異不顯著（P＞0.05）。

圖6 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的相對(duì)發(fā)芽勢

不同濃度PEG-6000 處理下，新牧4 號(hào)材料CK 組以及5%、10%處理組的相對(duì)發(fā)芽勢顯著（P<0.05）高于15%、20%處理組，CK 組、5%、10%處理組的相對(duì)發(fā)芽勢差異不顯著（P＞0.05），15%處理組的相對(duì)發(fā)芽勢與20%處理組差異不顯著 （P＞0.05）。中苜3 號(hào)材料5 個(gè)不同處理組的相對(duì)發(fā)芽勢差異均不顯著（P＞0.05）。歌納材料10%處理組的相對(duì)發(fā)芽勢顯著 （P<0.05）低于其他4 個(gè)處理組，其他4 個(gè)處理組之間相對(duì)發(fā)芽勢差異不顯著（P＞0.05）。A-17 材料CK 組的相對(duì)發(fā)芽勢顯著（P<0.05）高于5%、10%、15%處理組，20%處理組的相對(duì)發(fā)芽勢與CK 組以及5%、10%處理組差異不顯著（P＞0.05）。D-23 材料CK 組、20%處理組的相對(duì)發(fā)芽勢顯著（P<0.05）高于5%、10%、15%處理組，5%處理組的相對(duì)發(fā)芽勢與10%、15%處理組差異不顯著（P＞0.05）。

2.4 PEG-6000 模擬干旱脅迫下苜蓿種子相對(duì)發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)活力指數(shù)的變化

由圖7 可知，在CK 組中，5 個(gè)苜蓿材料的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)均無顯著差異（P＞0.05）。在5%、15%處理組中，A-17 和D-23 的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）低于其他3 個(gè)材料，A-17 的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）低于D-23，而其他3 個(gè)材料之間相對(duì)發(fā)芽指數(shù)差異均不顯著（P＞0.05）。在10%處理組中，新牧4 號(hào)、中苜3 號(hào)的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他3 個(gè)材料，而其他3 個(gè)材料之間也存在顯著差異（P<0.05）。在20%處理組中，A-17 的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）低于其他4 個(gè)材料，其他4 個(gè)材料之間相對(duì)發(fā)芽指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。

圖7 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)

新牧4 號(hào)材料CK 組以及5%、10%處理組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）高于15%、20%處理組，CK 組、5%處理組、10%處理組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)差異不顯著（P＞0.05），15%處理組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與20%處理組差異不顯著（P＞0.05）。中苜3 號(hào)材料5 個(gè)不同處理組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)差異均不顯著（P＞0.05）。歌納材料CK 組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）高于5%、10%、15%處理組，且CK 組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與20%處理組差異不顯著 （P＞0.05），5%處理組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與15%處理組差異不顯著（P＞0.05）。A-17 材料CK 組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)顯著（P<0.05）高于5%、10%、15%、20%處理組，5%處理組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與10%、15%處理組差異不顯著（P＞0.05）。D-23 材料CK 組和20%處理組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)顯著 （P<0.05）高于5%、10%、15%處理組，10%處理組的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與5%、15%處理組差異不顯著（P＞0.05）。

由圖8 可知，在CK 組中，5 個(gè)苜蓿材料的相對(duì)活力指數(shù)均無顯著差異（P＞0.05）。在5%處理組中，中苜3 號(hào)的相對(duì)活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于A-17、D-23，新牧4 號(hào)和歌納的相對(duì)活力指數(shù)與其他3 個(gè)材料均不存在差異顯著 （P＞0.05）。在10%、20%處理組中，5 個(gè)苜蓿材料的相對(duì)活力指數(shù)均無顯著差異（P＞0.05）。在15%處理組中，中苜3 號(hào)和歌納的相對(duì)活力指數(shù)均顯著（P<0.05）高于其他3 個(gè)材料，中苜3 號(hào)的相對(duì)活力指數(shù)與歌納差異不顯著（P＞0.05），其他3 個(gè)材料之間相對(duì)活力指數(shù)差異也不顯著（P＞0.05）。

圖8 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的相對(duì)活力指數(shù)

不同濃度PEG-6000 處理下，新牧4 號(hào)材料CK 組的相對(duì)活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他4個(gè)處理組，其他4 個(gè)處理組之間相對(duì)活力指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。中苜3 號(hào)材料5 個(gè)不同處理組的相對(duì)活力指數(shù)均無顯著差異（P＞0.05）。歌納材料CK 組的相對(duì)活力指數(shù)顯著 （P<0.05）高于5%、20%處理組，10%、15%處理組的相對(duì)活力指數(shù)與其他3 個(gè)處理組差異不顯著（P＞0.05）。A-17材料CK 組的相對(duì)活力指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他4 個(gè)處理組，10%處理組與5%、15%、20%處理組的相對(duì)活力指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。D-23 材料CK 組和20%處理組的相對(duì)活力指數(shù)顯著 （P<0.05）高于其他3 個(gè)處理組，其他3 個(gè)處理組之間相對(duì)活力指數(shù)差異不顯著（P＞0.05），CK 組的相對(duì)活力指數(shù)與20%處理組差異也不顯著（P＞0.05）。

2.5 PEG-6000 模擬干旱脅迫下苜蓿種子根芽比和抗旱指數(shù)的變化

由圖9 可知，在CK 組中，新牧4 號(hào)材料的根芽比顯著（P＜0.05）高于A-17，而新牧4 號(hào)和A-17 的根芽比與其他3 個(gè)材料差異不顯著 （P＞0.05）。在5%處理組中，新牧4 號(hào)、中苜3 號(hào)材料的根芽比顯著（P＜0.05）高于D-23，歌納和A-17的根芽比與其他3 個(gè)材料差異不顯著 （P＞0.05）。在10%處理組中，中苜3 號(hào)、歌納的根芽比顯著（P＜0.05）高于A-17、D-23，新牧4 號(hào)的根芽比與其他4 個(gè)材料差異均不顯著（P＞0.05）。在15%處理組中，中苜3 號(hào)的根芽比顯著（P＜0.05）高于其他4 個(gè)材料，新牧4 號(hào)、歌納的根芽比顯著（P＜0.05）高于A-17，而D-23 材料的根芽比與新牧4號(hào)、歌納、A-17 差異均不顯著（P＞0.05）。在20%處理組中，D-23 的根芽比顯著（P＜0.05）高于其他4個(gè)材料，其他4 個(gè)材料之間根芽比差異均不顯著（P＞0.05）。

圖9 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的根芽比

不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下，新牧4號(hào)材料CK 組的根芽比顯著（P<0.05）高于5%處理組，CK 組和5%處理組與其他3 個(gè)處理組的差異不顯著（P＞0.05）。中苜3 號(hào)材料10%、15%處理組的根芽比顯著（P<0.05）高于5%處理組，CK 組和20%處理組的根芽比與其他3 個(gè)處理組差異不顯著（P＞0.05）。歌納材料10%處理組的根芽比顯著（P<0.05）高于5%、15%、20%處理組，10%處理組的根芽比與CK 組差異不顯著（P＞0.05），20%處理組的根芽比與5%、15%處理組差異也不顯著 （P＞0.05）。A-17 材料20%處理組根芽比顯著（P<0.05）高于其他4 個(gè)處理組，其他4 個(gè)處理組之間根芽比差異不顯著（P＞0.05）。D-23 材料20%處理組的根芽比顯著（P<0.05）高于其他4 個(gè)處理組，而CK組、5%處理組的根芽比與10%、15%處理組差異不顯著（P＞0.05）。

由圖10 可知，在CK 組中，5 個(gè)苜蓿材料的抗旱指數(shù)均無顯著差異（P＞0.05）。在5%和15%處理組中，紫花苜蓿材料的抗旱指數(shù)顯著（P＜0.05）高于黃花苜蓿材料，其中2 個(gè)黃花苜蓿材料的抗旱指數(shù)差異顯著（P＜0.05），而3 個(gè)紫花苜蓿材料的抗旱指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。在10%處理組中，新牧4 號(hào)、中苜3 號(hào)的抗旱指數(shù)顯著（P＜0.05）高于其他3 個(gè)材料，其他3 個(gè)材料的抗旱指數(shù)也存在顯著差異（P＜0.05）。在20%處理組中，A-17 的抗旱指數(shù)顯著（P＜0.05）低于其他4 個(gè)材料，其他4個(gè)材料的抗旱指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。

圖10 不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下5 個(gè)苜蓿材料的抗旱指數(shù)

不同濃度PEG-6000 模擬干旱脅迫下，新牧4號(hào)材料CK 組、5%、10%處理組的抗旱指數(shù)顯著（P<0.05）高于15%、20%處理組，CK 組以及5%、10%處理組的抗旱指數(shù)差異不顯著（P＞0.05），15%處理組的抗旱指數(shù)與20%處理組差異不顯著（P＞0.05）。中苜3 號(hào)材料5 個(gè)處理組的抗旱指數(shù)差異均不顯著（P＞0.05）。歌納材料CK 組的抗旱指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他4 個(gè)處理組，5%、15%、20%處理組的抗旱指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）。A-17 材料CK 組的抗旱指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他4 個(gè)處理組，5%處理組的抗旱指數(shù)與10%、15%處理組差異不顯著（P＞0.05）。D-23 材料CK 組和20%處理組的抗旱指數(shù)顯著（P<0.05）高于其他3 個(gè)處理組，CK 組和20%處理組的抗旱指數(shù)差異不顯著（P＞0.05），10%處理組的抗旱指數(shù)與5%、15%處理組差異不顯著（P＞0.05）。

2.6 不同苜蓿種質(zhì)材料種子抗旱性能綜合評(píng)價(jià)

如表2 所示，對(duì)不同濃度PEG-6000 處理下不同苜蓿材料萌發(fā)期的發(fā)芽指標(biāo)進(jìn)行雙因素方差分析，結(jié)果表明，與不同苜蓿材料抗旱性直接相關(guān)的發(fā)芽指標(biāo)在不同濃度PEG-6000 處理下均有極顯著（P<0.01）變化，且在不同品種間也存在極顯著（P<0.01）變化，不同PEG-6000 濃度和不同苜蓿材料二者之間的交互作用對(duì)紫花苜蓿和黃花苜蓿的發(fā)芽指標(biāo)都有極顯著（P<0.01）影響。

表2 不同PEG-6000 濃度和苜蓿材料發(fā)芽指標(biāo)的雙因素方差分析

利用隸屬函數(shù)法對(duì)不同苜蓿種質(zhì)材料的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)、抗旱指數(shù)、根芽比進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得到5 個(gè)苜蓿材料的抗旱指標(biāo)隸屬函數(shù)值（見表3）。根據(jù)隸屬函數(shù)值的均值進(jìn)行排序，得出5 個(gè)苜蓿材料的種子萌發(fā)期抗旱性強(qiáng)弱依次為歌納>A-17>新牧4 號(hào)>D-23＞中苜3 號(hào)。

表3 不同苜蓿材料發(fā)芽指標(biāo)隸屬函數(shù)值及耐旱性綜合評(píng)價(jià)

3 討論

植物的抗旱性受多種復(fù)雜因素的影響，不同品種植物種子對(duì)同一干旱水平的抗性反應(yīng)不一定相同［27］。在該研究中，5 種不同苜蓿材料種子的某些發(fā)芽指標(biāo)存在顯著的種間差異，可能是由于種子的成熟度不盡相同。大量研究表明，利用不同濃度的PEG-6000 溶液模擬干旱脅迫對(duì)不同牧草的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、抗旱指數(shù)等進(jìn)行研究，可初步判定植物整體的抗旱性［28-30］?；菅咆龋?2］研究發(fā)現(xiàn)，隨著PEG-6000 脅迫濃度的升高，甘農(nóng)1 號(hào)、中苜1 號(hào)、新疆大葉苜蓿、中天1 號(hào)紫花苜蓿種子的發(fā)芽率和抗旱指數(shù)不斷下降。該研究同樣采用PEG-6000 模擬自然干旱的方法對(duì)不同苜蓿材料進(jìn)行干旱脅迫處理，結(jié)果表明，不同濃度的PEG-6000溶液對(duì)5 種苜蓿種子的萌發(fā)均有抑制作用，這與伏兵哲等［31］的研究結(jié)果一致。

關(guān)于紫花苜蓿和黃花苜蓿萌發(fā)期抗旱指標(biāo)的選取，前人已經(jīng)做了大量的研究。該研究選取的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)、根芽比、抗旱指數(shù)等指標(biāo)，均有學(xué)者做了相應(yīng)的研究［32-33］。苜蓿種子萌發(fā)過程中涉及復(fù)雜的生理生化反應(yīng)［34］，如果用單一的指標(biāo)去衡量苜蓿種子萌發(fā)期抗旱性的強(qiáng)弱，不能準(zhǔn)確地反映結(jié)果。隸屬函數(shù)法運(yùn)用多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行多維度衡量，評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確性高［35-36］，被廣泛應(yīng)用于植物抗旱性評(píng)價(jià)［37-38］。

4 結(jié)論

在PEG-6000 模擬自然干旱的試驗(yàn)條件下，綜合抗旱性最好的苜蓿品種為歌納，其次是A-17。