汪燦，周棱波，張國兵，張立異，徐燕，高旭，姜訥，邵明波

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薏苡種質資源苗期抗旱性鑒定及抗旱指標篩選

汪燦1,2，周棱波1,2，張國兵1,2，張立異1，徐燕1，高旭1，姜訥1，邵明波1,2

（1貴州省農(nóng)業(yè)科學院旱糧研究所，貴陽 550006；2貴州粱豐農(nóng)業(yè)科技有限公司，貴陽 550006）

【目的】干旱是影響薏苡生產(chǎn)的重要非生物脅迫因素，鑒定薏苡種質資源的抗旱性，確定抗旱指標，篩選抗旱種質，促進薏苡產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！痉椒ā恳?0份薏苡種質為材料，設置正常供水和反復干旱2個處理，在旱棚內進行盆栽試驗，測定干旱對幼苗存活率、株高、莖粗、葉長、葉寬、地上部鮮重、地上部干重、根長、根粗、根鮮重和根干重的影響；采用抗旱性度量值（D值）、綜合抗旱系數(shù)（CDC值）、加權抗旱系數(shù)（WDC）、相關分析、頻次分析、主成分分析、灰色關聯(lián)度分析、隸屬函數(shù)分析、聚類分析和逐步回歸分析相結合的方法，對其進行苗期抗旱性鑒定及抗旱指標篩選?！窘Y果】干旱脅迫對各指標均有極顯著影響。相關分析表明，幼苗干旱存活率與莖粗、葉寬和根粗呈極顯著正相關，與葉長、地上部鮮重、地上部干重、根長、根鮮重和根干重呈顯著正相關，與株高呈不顯著的正相關。頻次分析表明，各指標對干旱脅迫反應的敏感程度依次為根干重、根鮮重、葉寬、根粗、根長、幼苗干旱存活率、地上部干重、莖粗、地上部鮮重、葉長和株高。主成分分析表明，6個主成分可代表薏苡抗旱性91.40%的原始數(shù)據(jù)信息量?；贒值、CDC值和WDC值的供試薏苡種質抗旱性排序相近?；疑P聯(lián)度分析表明，各指標DC值與D值間的關聯(lián)度大小依次為根干重、葉寬、根鮮重、莖粗、根粗、幼苗干旱存活率、根長、株高、地上部鮮重、地上部干重、葉長，這與各指標DC值與WDC值的密切程度基本吻合。根據(jù)D值進行聚類分析，可將供試薏苡種質劃分為5個抗旱級別，其中Ⅰ級3份、Ⅱ級17份、Ⅲ級9份、Ⅳ級20份、Ⅴ級1份。除葉長、地上部鮮重、地上部干重和根干重外，其余指標的隸屬函數(shù)值、CDC值、D值和WDC值均隨抗旱級別的升高而增大。逐步回歸分析表明，與D值密切相關的指標有幼苗干旱存活率、株高、葉寬、根長和根鮮重?！窘Y論】苗期抗旱性強的薏苡種質yy18-1、yy14-3和yy13-1，可作為薏苡抗旱育種、抗旱機理及干旱調控緩解機制研究材料。幼苗存活率、株高、葉寬、根長和根鮮重可作為評價薏苡種質資源苗期抗旱性的指標性狀。

薏苡；苗期抗旱性；抗旱指標；綜合評價

0 引言

【研究意義】薏苡（L.）是禾本科（Gramineae）薏苡屬（）一年生草本植物，具有豐富的營養(yǎng)價值和醫(yī)藥價值[1-2]。薏苡主要食用和藥用部位為種仁，是一種高蛋白質、中脂肪、中糖的綠色食品，其營養(yǎng)堪稱“禾本科植物之王”，具有健脾利濕、除脾止瀉、清熱解毒等功效[3]。干旱是影響薏苡生產(chǎn)的重要非生物脅迫因素[4]。因此，進行薏苡種質資源苗期抗旱性鑒定及抗旱指標篩選，對薏苡抗旱育種、抗旱機理及干旱調控緩解機制的研究具有重要意義。【前人研究進展】作物抗旱性鑒定及抗旱指標篩選是開展作物抗旱性研究首先要解決的關鍵技術，需要將不同指標相結合，對各個時期進行綜合評價[5-7]，其中，苗期鑒定因其時間短、容量大、重復性強、易于活體測定、環(huán)境影響小等優(yōu)點[8]，被廣大研究者廣泛采用。多年來，國內外學者在作物苗期抗旱性鑒定及抗旱指標篩選方面開展了大量研究工作[9-11]。武斌等[12]結合SSR分子標記、簡單相關分析和重心聚類方法研究53份玉米自交系的苗期耐旱性，認為葉片相對含水量和保水力是玉米苗期耐旱性的重要指標。鄒成林等[13]通過相關分析和五級評分法綜合評價玉米苗期抗旱性，認為相對含水量、葉綠素含量、硝酸還原酶活性、可溶性糖和丙二醛含量可作為玉米苗期的抗旱性鑒定指標。李真等[14]分析比較油菜DH群體各性狀表現(xiàn)及其抗旱系數(shù)，并以抗旱系數(shù)對DH群體進行苗期抗旱性評價，認為地上部干重、根干重和總干重可作為甘藍型油菜苗期抗旱性的主要評價指標。袁哲明等[15]基于支持向量回歸非線性，篩選出了苗高、脯氨酸、丙二醛、葉齡、心葉下倒一葉面積和抗壞血酸6個水稻苗期抗旱性綜合指標。王蘭芬等[16]采用平均隸屬函數(shù)法對70份綠豆種質進行苗期抗旱性綜合評價，認為第1次旱脅迫幼苗存活率、萎蔫指數(shù)和株高為綠豆苗期抗旱性評價的適宜指標。李龍等[17]采用加權抗旱指數(shù)、抗旱度量值、相關分析、頻次分析、灰色關聯(lián)度分析、隸屬函數(shù)分析和聚類分析相結合的方法，對50個普通菜豆品種進行苗期抗旱性鑒定，認為葉片相對含水量、PSⅡ最大量子產(chǎn)量和葉綠素含量可用于普通菜豆苗期抗旱性綜合評價。【本研究切入點】在中國的大多數(shù)薏苡產(chǎn)區(qū)，雖然降水量充沛，但由于雨量不均，土壤保水能力較差，對薏苡生產(chǎn)不同程度上發(fā)生春旱和伏旱的威脅，干旱已成為制約薏苡生產(chǎn)的主要限制條件，目前，關于薏苡種質資源苗期抗旱性鑒定及抗旱指標篩選的研究鮮見報道?！緮M解決的關鍵問題】本研究采用反復干旱脅迫法，在旱棚內進行盆栽試驗，利用綜合評價法對50份薏苡種質的幼苗干旱存活率、株高、莖粗、葉長、葉寬、地上部鮮重、地上部干重、根長、根粗、根鮮重和根干重進行鑒定與評價，從而篩選出苗期抗旱性強的薏苡種質及易測定的與薏苡種質抗旱性密切相關的指標，以期為薏苡抗旱育種、抗旱機理及干旱調控緩解機制的研究提供基礎材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試薏苡種質共計50份，其中野生種3份、國審品種2份、黔薏苡1號選系3份、黔薏苡2號選系3份、云南地方品種3份、廣西地方品種5份、四川地方品種3份、盤縣地方品種10份、晴隆地方品種5份、興仁地方品種5份、正安地方品種4份、安龍地方品種4份（電子版附表1）。

1.2 試驗方法

試驗于2016年4月至2016年7月在貴州省旱糧研究所旱棚內進行盆栽試驗。在盆內（盆高50 cm、內徑50 cm）裝入20 cm厚的中等肥力水平的耕層土壤，土壤含有機質27.93 g·kg-1、全氮1.45 g·kg-1、全磷1.01 g·kg-1、全鉀14.23 g·kg-1、堿解氮93.1 mg·kg-1、有效磷31.33 mg·kg-1、速效鉀656.67 mg·kg-1、pH 7.6。播種前各盆施總養(yǎng)分≥45%的高效復合肥（含N 14%、P2O516%、K2O 15%）10 g，并澆水至田間持水量的80%（16.5%絕對含水量）。從每份薏苡種質中選取50粒大小均勻一致、飽滿的種子，用0.1%的HgCl2消毒8 min后用蒸餾水沖洗5次，用濾紙吸干后用蒸餾水浸種24 h，然后按每盆50粒進行播種，播種后覆土2 cm。試驗采用隨機區(qū)組設計，設置正常供水（CK）和反復干旱（T）2個處理，3次重復。

第1次干旱-復水處理：出苗后正常供水，待幼苗長至四葉期時停止供水，當土壤絕對含水量降至田間持水量的20%（3.8%絕對含水量）時，復水至田間持水量的80%（16.5%絕對含水量）。

第2次干旱-復水處理：第1次復水后不再供水，當土壤絕對含水量降至田間持水量的20%（3.8%絕對含水量）時，復水至田間持水量的80%（16.5%絕對含水量）。

1.3 測定項目與方法

參照王蘭芬等[16]方法，分別于第1次和第2次復水72 h后調查存活率，以幼苗葉片轉為鮮綠色為存活。幼苗干旱存活率（seedling drought survival rate，DS）=（DS1/TT×100%＋DS1/TT×100%）/2。式中DS1和DS2分別為第1次和第2次復水后存活苗數(shù)，TT為第1次干旱前總苗數(shù)。

于第2次復水72 h后，每盆隨機選擇5株植株，洗凈后將根系剪下與幼苗分開。量取主莖自地面至植株頂端的距離，即為株高（plant height，PH）；主莖中部最長節(jié)間中部的直徑（不包括葉鞘），即為莖粗（culm diameter，CD）；主莖中部最大葉片基部至葉尖的長度，即為葉長（leaf length，LL）；主莖中部最大葉片最寬處的長度，即為葉寬（leaf width，LW）；主根的長度，即為根長（root length，RL）；第1側根發(fā)根處主根的直徑，即為根粗（root diameter，RD）；分別稱取幼苗和根系鮮物質重量，即為地上部鮮重（shoot fresh weight，SFW）和根鮮重（root fresh weight，RFW）；將幼苗和根系晾干，于60℃下烘干后分別稱重，即為地上部干重（shoot dry weight，SDW）和根干重（root dry weight，RDW）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用Microsoft Excel 2013整理數(shù)據(jù)，用SPSS 19進行統(tǒng)計分析。參照謝小玉等[18]的方法，采用配對處理檢驗對各指標測定值進行平均數(shù)差異顯著性檢測。按公式（1）和（2）分別計算單項抗旱系數(shù)（drought resistance coefficient，DC）和綜合抗旱系數(shù)（comprehensive drought resistance coefficient，CDC）。式中x和CK分別表示反復干旱和正常供水處理的指標測定值。

（2）

參照羅俊杰等[19]和蘭巨生[20]方法，針對各指標DC值，進行簡單相關分析、連續(xù)變數(shù)次數(shù)分布統(tǒng)計分析和主成分分析。按公式（3）、（4）和（5）分別計算因子權重系數(shù)（ω）、各基因型各綜合指標的隸屬函數(shù)值[(x)]和抗旱性度量值（drought resistance comprehensive evaluation value，D）。式中P為第個綜合指標貢獻率，表示第個指標在所有指標中的重要程度，x、xmax和xmin分別表示第個綜合指標及第個綜合指標的最大值和最小值。

（4）

（5）

參照孟慶立等[21]和祁旭升等[22]方法，以各指標DC值為比較序列，D值為參考序列進行灰色關聯(lián)度分析，獲得各指標DC值與D值間的關聯(lián)度（D），按公式（6）和（7）分別計算各指標權重系數(shù)[ω(γ)]和加權抗旱系數(shù)（weight drought resistance coefficient，WDC）。式中γ為各指標關聯(lián)度。

（7）

參照朱宗河等[23]和張彥軍等[24]方法，以各指標DC值為比較序列，WDC值為參考序列進行灰色關聯(lián)度分析，獲得各指標DC值與WDC值間的關聯(lián)度（WDC）。最后針對供試薏苡種質D值，采用歐式距離和加權配對算術平均法（weighted pair group method average，WPGMA）進行聚類分析，劃分抗旱級別，并分別以D值、CDC值和WDC值為參考序列，對各指標DC值進行逐步回歸分析，求取回歸方程。

2 結果

2.1 供試種質的代表性及其指標測定值分析

干旱脅迫對供試種質各指標測定值均有顯著影響，處理間和種質間的差異均達顯著水平（表1）。種質間變異系數(shù)為0.134—0.747，說明本試驗所選薏苡種質類型豐富，所選指標對干旱脅迫反應較敏感，干旱脅迫處理效果好，具有較好的代表性。此外，供試種質各指標在反復干旱和正常供水處理下的測定值相關系數(shù)介于0.621—0.945，這進一步說明各指標對干旱脅迫反應的敏感性存在差異，采用各指標測定值難以直接考量其抗旱性。

2.2 單項指標分析

與正常供水處理相比，供試種質在反復干旱處理后，各指標均發(fā)生不同程度變化（表2）。同一指標各種質的DC值差異明顯，變異系數(shù)介于0.156—0.405，但不同種質間DC值所反映的抗旱性不同，且同一種質各指標的DC值存在較大差異，說明各指標對干旱脅迫反應的敏感性各異。

相關分析表明（表3），各指標都至少與一個其它指標呈顯著或極顯著相關，說明各指標間存在一定程度的相關性。其中，幼苗干旱存活率與莖粗、葉寬和根粗呈極顯著正相關，與葉長、地上部鮮重、地上部干重、根長、根鮮重和根干重呈顯著正相關，與株高呈不顯著的正相關。

此外，同一區(qū)間各指標DC值分布次數(shù)和頻率相差較大（表4）。DC＞0.6的幼苗干旱存活率、株高、莖粗、葉長、葉寬、地上部鮮重、地上部干重、根長、根粗、根鮮重和根干重的分布頻率分別為66%、84%、68%、82%、42%、78%、66%、56%、52%、38%和32%，說明各指標對干旱脅迫反應的敏感性依次為根干重、根鮮重、葉寬、根粗、根長、幼苗干旱存活率、地上部干重、莖粗、地上部鮮重、葉長和株高。因此，直接采用這些指標會由于指標間信息的重疊，很難客觀、準確、有效地評價各種質的抗旱性，從而影響抗旱鑒定結果。

2.3 主成分分析

各因子特征值中前6個因子的累計貢獻率達91.40%，其特征根＞0.613（表5）。因此，抽取前6個因子，將具有相同本質的變量歸為一類，可將原來各單項指標轉換成6個新的相互獨立的綜合指標（分別用F1、F2、F3、F4、F5和F6表示）。F1在莖粗上有較高載荷量，F(xiàn)2在根粗、根鮮重和根干重上有較高載荷量，F(xiàn)3在地上部鮮重和地上部干重上有較高載荷量，F(xiàn)4在株高和葉寬上有較高載荷量，F(xiàn)5在幼苗干旱存活率上有較高載荷量，F(xiàn)6在根長上有較高載荷量。

2.4 供試種質的綜合抗旱性評價

供試種質CDC值和WDC值分別介于0.251—0.908和0.149—0.908，平均值分別為0.626和0.624，變異系數(shù)分別為0.185和0.186，根據(jù)CDC值和WDC值的大小對供試種質進行抗旱性排序，其結果基本相同（表6）。其中，抗旱性強的種質有yy18-1、yy14-3和yy13-1，抗旱性弱的種質有yy12-7，其余種質介于兩者之間。

表1 反復干旱和正常供水條件下供試薏苡種質各指標測定值及其均值差異性分析

續(xù)表1 Continued table 1

編號Number幼苗干旱存活率DS (%)株高PH (cm)莖粗CD (mm)葉長LL (cm)葉寬LW (cm)地上部鮮重SFW (g)地上部干重SDW (g)根長RL (cm)根粗RD (mm)根鮮重RFW (g)根干重RDW (g) CKTCKTCKTCKTCKTCKTCKTCKTCKTCKTCKT YG33—46.0024.7020.955.153.587.555.380.970.693.242.280.400.251.420.804.512.910.200.160.050.03 YG34—48.8727.1723.874.133.159.286.421.271.121.951.670.240.192.071.533.622.560.170.090.040.02 YG35—85.1023.7016.004.563.5510.806.731.150.651.951.720.660.201.651.474.002.890.110.040.030.01 YG36—91.9324.0211.906.365.428.906.731.070.642.482.060.310.232.051.605.584.400.260.170.060.04 YG37—91.8022.1518.577.326.4910.089.331.050.905.304.940.330.271.851.706.695.580.180.160.040.04 YG38—81.6029.3825.252.491.4310.055.851.170.351.591.270.200.141.751.072.181.160.260.090.060.02 YG39—46.7824.2017.303.532.879.726.301.080.242.412.050.300.233.032.173.102.330.190.120.040.03 YG40—51.0225.3217.526.654.439.487.821.750.514.303.720.540.413.872.505.833.600.350.230.080.05 YG41—90.5024.5313.274.013.318.124.801.230.731.401.110.180.122.070.883.522.690.270.100.050.02 YG42—76.0625.8318.232.641.8212.209.581.700.942.602.000.330.223.152.402.321.090.150.100.030.02 YG43—91.8323.4312.652.912.1610.078.251.660.441.531.350.190.152.771.672.551.760.170.110.040.02 YG44—32.5831.4824.203.312.0814.9011.321.250.854.743.640.590.404.222.972.901.690.330.160.080.04 YG45—88.4030.9526.777.636.5714.3010.241.731.195.233.540.650.394.123.055.274.040.480.320.110.07 YG46—34.2324.6513.323.661.448.324.351.200.183.591.050.260.051.420.373.761.160.180.040.030.01 YG47—87.4030.5021.986.805.2718.009.471.471.044.513.460.560.383.352.535.964.280.310.220.070.05 YG48—78.6035.7023.136.315.4716.4514.801.911.495.763.110.720.353.922.335.534.450.700.480.160.10 YG49—59.8734.4725.805.493.8414.7711.801.530.854.733.750.590.423.481.454.823.120.390.200.090.04 YG50—29.6030.8313.842.690.8813.374.951.110.121.660.330.210.042.430.522.830.780.120.020.040.01 平均值Average—69.5712.1217.844.433.0110.577.441.220.662.571.800.320.192.211.383.872.400.230.130.050.03 變異系數(shù)CV—0.2920.1340.2050.3230.4760.3000.3730.2810.5410.4820.5810.4820.5420.3800.5390.3250.4980.5510.7470.5290.712 標準誤SE—0.4340.0950.2380.0390.0870.0130.0650.0810.0060.002 t—16.7815.0913.1614.508.759.8112.6418.0914.9013.18 P—0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001** 相關系數(shù)R—0.6210.8910.8490.6960.8680.8120.8360.8920.9450.923

CK：正常供水處理；T：反復干旱處理。**表示0.01水平差異顯著

CK: Normal water supply treatments; T: Repeated drought treatments. ** is significant difference at 0.01 probability level

表2 供試薏苡種質各指標的抗旱系數(shù)

表3 供試薏苡種質各指標抗旱系數(shù)的相關性

*和**分別表示0.05和0.01水平顯著相關。下同

* and ** are significant correlation at 0.05 and 0.01 probability level, respectively. The same as below

表4 供試薏苡種質各指標抗旱系數(shù)在不同區(qū)間的分布

Freq.: Frequency

表5 供試薏苡種質各指標主成分的特征向量及貢獻率

供試種質D值介于0.196—0.775，平均值為0.517，變異系數(shù)為0.206，根據(jù)D值的大小對供試種質進行抗旱性排序，其抗旱性強的種質有yy18-1、yy14-3和yy13-1，抗旱性弱的種質有yy12-7，其余種質介于兩者之間（表6）。這與基于CDC值和WDC值的供試種質抗旱性強弱評價結果基本吻合。

2.5 灰色關聯(lián)度分析

各指標DC值與D值間的關聯(lián)度大小依次為根干重、葉寬、根鮮重、莖粗、根粗、幼苗干旱存活率、根長、株高、地上部鮮重、地上部干重、葉長（表7），反映了各指標DC值與D值的密切程度，這與各指標對干旱脅迫反應的敏感性基本吻合。

此外，各指標DC值與WDC值間的關聯(lián)度大小依次為根干重、根鮮重、莖粗、根粗、葉寬、地上部鮮重、地上部干重、根長、株高、幼苗干旱存活率、葉長（表7），這與各指標DC值與D值的密切程度基本吻合。

表6 供試薏苡種質抗旱性評價的CDC值、WDC值及D值

1、2、3、4、5和6分別表示6個因子的隸屬函數(shù)值

1,2,3,4,5, and6are subordinate function values of six factors, respectively

表7 供試薏苡種質各指標DC值與D值和WDC值的關聯(lián)度及各指標權重

2.6 聚類分析及抗旱級別的劃分

在=10處將50份供試種質分為5類（圖1）。其中第Ⅰ類為高度抗旱型種質，有yy18-1、yy14-3和yy13-1共3份，占總數(shù)的6%；第Ⅱ類為抗旱型種質，共17份，占總數(shù)的34%；第Ⅲ類為中等抗旱型種質，共9份，占總數(shù)的18%；第Ⅳ類為敏感型種質，共20份，占總數(shù)的40%；第Ⅴ類為高度敏感型種質，有yy12-7共1份，占總數(shù)的2%。

根據(jù)供試種質的抗旱性聚類分析及抗旱級別劃分結果，對供試種質抗旱性評價指標進行分級統(tǒng)計，結果表明（表8），除葉長、地上部鮮重、地上部干重和根干重外，其余指標的隸屬函數(shù)值、CDC值、D值和WDC值均隨抗旱級別的升高而增大。此外，CDC值、D值和WDC值在不同抗旱級別上的差異較大，可為其他薏苡種質抗旱級別的劃分提供依據(jù)。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示不同抗旱級別

2.7 抗旱指標的篩選

分別以D值、CDC值和WDC值為參考序列，對各指標DC值進行逐步回歸分析，得到的3個回歸方程的決定系數(shù)2≈1，檢驗均達極顯著水平（表9）。說明模型擬合度好，回歸方程最優(yōu)，其解釋能力強，預測精度高，用這3個方程進行薏苡種質資源苗期抗旱性評價效果好。

根據(jù)D值與各指標DC值的回歸方程可知（表9），在薏苡種質資源苗期抗旱性鑒定中，有選擇性地測定與D值密切相關的指標，如幼苗干旱存活率、株高、葉寬、根長和根鮮重，可有效鑒定薏苡種質資源的抗旱性，從而使鑒定工作簡化。

表8 供試薏苡種質抗旱性評價指標的分級

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示不同抗旱級別

Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, and Ⅴ represent different drought resistance levels

表9 供試薏苡種質抗旱性模型預測

1：幼苗干旱存活率；2：株高；3：莖粗；4：葉長；5：葉寬；7：地上部干重；8：根長；10：根鮮重

1: Seedling drought survival rate;2: Plant height;3: Culm diameter;4: Leaf length;5: Leaf width;7: Shoot dry weight;8: Root length;10: root fresh weight

3 討論

3.1 薏苡種質資源苗期抗旱性評價方法

作物抗旱性的綜合評價不僅需要選擇適宜的評價指標，而且要有合適的評價方法。一般認為，多指標多方法相結合的綜合評價比較可靠[25-30]。對于作物抗旱性評價的方法，大多數(shù)采用等權重的評價方法，卻忽視了各項指標的不同重要程度。本研究采用D值、CDC值和WDC值等綜合評價指標，結合單項指標抗旱系數(shù)、相關分析、頻次分析、主成分分析、灰色關聯(lián)度分析、隸屬函數(shù)分析、聚類分析及逐步回歸分析，對薏苡種質資源的抗旱性綜合評價值作出評判，消除因各指標單位不同帶來的差異，同時結合指標變異系數(shù)來確定每一個指標在抗旱性評價體系中的權重，對與抗旱性相關密切的指標分配較高的比重。以D值為主要綜合評價指標，以CDC值和WDC值作為輔助綜合評價指標的評價方法，既考慮了各指標間的相互關系，又考慮到各指標的重要性，評價結果客觀、可靠。

3.2 薏苡種質資源苗期抗旱性的鑒定

作物抗旱性鑒定的最終結果是要劃分供試種質的抗旱等級，以此來判定其抗旱能力[22]。在本研究中，針對D值，將供試薏苡種質劃分為高度抗旱型種、抗旱型種質、中等抗旱型種質、敏感型種質和高度抗旱型種質5類，這與羅俊杰等[19]在胡麻上的研究結果基本一致。此外，在本研究中，鑒定出抗旱性強的種質有yy18-1、yy14-3和yy13-1，抗旱性弱的種質有yy12-7，其余種質介于兩者之間。因此，本研究篩選出苗期抗旱性強的薏苡種質分別為yy18-1、yy14-3和yy13-1，可為薏苡抗旱育種、抗旱機理及干旱調控緩解機制的研究提供基礎材料。

3.3 薏苡種質資源苗期抗旱指標的篩選

作物的抗旱性是復雜的數(shù)量性狀，是眾多因素、多種機制共同作用的結果，最終通過各種指標在不同生育時期的一系列變化表現(xiàn)出來[22]。因此，指標的合理選擇是作物抗旱性鑒定的關鍵。目前，國內外學者在作物苗期抗旱指標篩選方面開展了大量研究工作，并針對不同的作物篩選出了不同的抗旱指標[12-18]。本研究中，由于各指標受干旱脅迫影響的程度各異，且各指標間存在一定程度的相關性。因此，直接利用這些指標很難客觀、準確地評價各種質的抗旱性，從而影響抗旱鑒定結果。各指標與D值的密切程度與各指標對干旱脅迫反應的敏感性及各指標與WDC值的密切程度吻合。通過逐步回歸分析，得到與D值密切相關的指標有幼苗干旱存活率、株高、葉寬、根長和根鮮重。因此，幼苗干旱存活率、株高、葉寬、根長和根鮮重可作為薏苡種質資源苗期鑒定、直觀的抗旱性評價指標。

4 結論

干旱脅迫對薏苡種質資源苗期各指標均有極顯著影響。苗期抗旱性強的薏苡種質分別為yy18-1、yy14-3和yy13-1，可為薏苡抗旱育種、抗旱機理及干旱調控緩解機制的研究提供基礎材料。幼苗存活率、株高、葉寬、根長和根鮮重可作為評價薏苡種質資源苗期抗旱性的指標性狀。

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（責任編輯 李莉）

附表1 50份薏苡種質信息

Attached table 1 The information of 50 Job’s tears germplasms

編號Number名稱Name來源Origin編號Number名稱Name來源Origin YG01yy13-1野生種Wild speciesYG26yy03-4晴隆地方品種Local cultivar in Qianglong YG02yy13-2野生種Wild specieYG27yy18-1興仁地方品種Local cultivar in Xingren YG03yy13-3野生種Wild specieYG28yy12-2正安地方品種Local cultivar in Zhengan YG04粱豐薏16-2Liiangfengyi 16-2黔薏苡2號選系Derived from Qianyiyi 2YG29yy14-5廣西地方品種Local cultivar in Guangxi YG05黔薏苡1號Qianyiyi 1國審品種National authorized cultivarYG30yy08-4安龍地方品種Local cultivar in Anlong YG06黔薏苡16-1Qianyiyi 16-1黔薏苡1號選系Derived from Qianyiyi 1YG31yy14-2廣西地方品種Local cultivar in Guangxi YG07粱豐薏16-1Liiangfengyi 16-1黔薏苡1號選系Derived from Qianyiyi 1YG32yy16-3興仁地方品種Local cultivar in Xingren YG08黔薏苡16-2Qianyiyi 16-2黔薏苡2號選系Derived from Qianyiyi 2YG33yy07-6盤縣地方品種Local cultivar in Panxian YG09粱豐薏14-1Liangfengyi 14-1黔薏苡1號選系Derived from Qianyiyi 1YG34yy14-6廣西地方品種Local cultivar in Guangxi YG10粱豐薏14-2Liangfengyi 14-2黔薏苡2號選系Derived from Qianyiyi 2YG35yy03-2晴隆地方品種Local cultivar in Qianglong YG11yy07-8盤縣地方品種Local cultivar in PanxianYG36yy03-8晴隆地方品種Local cultivar in Qianglong YG12yy12-1正安地方品種Local cultivar in ZhenganYG37yy14-3四川地方品種Local cultivar in Sichuan YG13yy04-2云南地方品種Local cultivar in YunnanYG38yy14-10四川地方品種Local cultivar in Sichuan YG14yy07-2盤縣地方品種Local cultivar in PanxianYG39yy03-7晴隆地方品種Local cultivar in Qianglong YG15yy04-7云南地方品種Local cultivar in YunnanYG40yy14-7四川地方品種Local cultivar in Sichuan YG16yy07-3盤縣地方品種Local cultivar in PanxianYG41yy07-7盤縣地方品種Local cultivar in Panxian YG17yy03-6晴隆地方品種Local cultivar in QianglongYG42yy06-1興仁地方品種Local cultivar in Xingren YG18yy07-5盤縣地方品種Local cultivar in PanxianYG43yy07-10盤縣地方品種Local cultivar in Panxian YG19yy11-2廣西地方品種Local cultivar in GuangxiYG44yy12-3正安地方品種Local cultivar in Zhengan YG20yy07-1盤縣地方品種Local cultivar in PanxianYG45yy04-6云南地方品種Local cultivar in Yunnan YG21黔薏苡2號Qianyiyi 2國審品種National authorized cultivarYG46yy19-8安龍地方品種Local cultivar in Anlong YG22yy11-8廣西地方品種Local cultivar in GuangxiYG47yy18-4興仁地方品種Local cultivar in Xingren YG23yy08-9安龍地方品種Local cultivar in AnlongYG48yy08-5安龍地方品種Local cultivar in Anlong YG24yy18-2興仁地方品種Local cultivar in XingrenYG49yy07-9盤縣地方品種Local cultivar in Panxian YG25yy07-4盤縣地方品種Local cultivar in PanxianYG50yy12-7正安地方品種Local cultivar in Zhengan

Drought Resistance Identification and Drought Resistance Indices Screening of Job’s Tears (L.) Germplasm Resources at Seedling Stage

WANG Can1,2, ZHOU LingBo1,2, ZHANG GuoBing1,2, ZHANG LiYi1, XU Yan1, GAO Xu1, JIANG Ne1, SHAO MingBo1,2

(1Institute of Upland Food Crops, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang 550006;2Guizhou Liangfeng Agricultural Science and Technology Co., LTD, Guiyang 550006)

【Objective】Drought is the important abiotic stress factor for Job’s tears production. Drought resistance identification, indices determination, and germplasms screening of Job’s tears germplasm resources are important for Job’s tears industrial development.【Method】The seedling drought survival rate, plant height, culm diameter, leaf length, leaf width, shoot fresh weight, shoot dry weight, root length, root diameter, root fresh weight, and root dry weight of 50 Job’s tears germplasms were measured at the normal water supply and repeated drought treatments in pot experiments in rainprotection shed. Drought resistance comprehensive evaluation value (D value), comprehensive drought resistance coefficient (CDC value), weight drought resistance coefficient (WDC value), correlation analysis, frequency analysis, principal component analysis, grey relational analysis, subordinate function analysis, clustering analysis, and stepwise regression analysis were used to identify the drought resistance and screen drought resistance indices of tested Job’s tears germplasms at seedling stage.【Result】Drought stress had significant effects on all indices. Correlation analysis showed that the seedling drought survival rate was significantly and positively correlated with culm diameter, leaf width, root diameter, leaf length, shoot fresh weight, shoot dry weight, root length, root fresh weight, and root dry weight, but not with plant height. Frequency analysis showed that the sensitive degrees of all indices response to drought stress in turn for root dry weight, root fresh weight, leaf width, root diameter, leaf length, seedling drought survival rate, shoot dry weight, culm diameter, shoot fresh weight, leaf length, and plant height. Principal component analysis showed that 6 principal components could represent 91.40% of the original data information of Job’s tears drought resistance. The ranks of drought resistance of tested Job’s tears germplasms based on the D value, CDC value, and WDC value were similar. Grey relational analysis showed that the correlation degree between DC value of all indices and D value in turn for root dry weight, leaf width, root fresh weight, culm diameter, root diameter, seedling drought survival rate, root length, plant height, shoot fresh weight, shoot dry weight, and leaf length, which was similar to the correlation degree between DC value of all indices and WDC value. According to D value clustering analysis, tested Job’s tears germplasms were divided into 5 drought resistance grades, 3 belonged to grade I, 17 belonged to grade II, 9 belonged to grade III, 20 belonged to grade IV, and 1 belonged to grade V. The subordinate function values of tested indices except for leaf length, shoot fresh weight, shoot dry weight and root dry weight, CDC value, D value, and WDC value were increased with increase of drought resistance grades. Stepwise regression analysis showed that the seedling drought survival rate, plant height, leaf width, root length, and root fresh weight were closely related to the D value.【Conclusion】yy18-1, yy14-3, and yy13-1 were identified as drought resistance Job’s tears germplasms at seedling stage, which could be used as materials for the researches on cultivar breeding, mechanism, and regulation and alleviation mechanism of drought resistance in Job’s tears. The seedling drought survival rate, plant height, leaf width, root length, and root fresh weight could be used as the simple and intuitive identification indices of drought resistance in Job’s tears germplasm resources at seedling stage.

Job’s tears (L.); drought resistance at seedling stage; drought resistance indices; comprehensive evaluation

2017-01-16；接受日期：2017-04-05

貴州省農(nóng)業(yè)攻關計劃項目（黔科合機農(nóng)字[2013]4025號）、貴州省農(nóng)業(yè)動植物育種專項資金項目（黔農(nóng)育專字[2012]023號）

汪燦，E-mail：wangc.1989@163.com。周棱波，E-mail：85103@163.com。汪燦和周棱波為同等貢獻作者。通信作者邵明波，Tel：0851-83760096；E-mail：563189433@qq.com