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(安陽工學院生物與食品工程學院，　河南 安陽 455000)

小麥是人類主要的糧食資源之一，隨著全球氣候驟變，水資源缺失，干旱發(fā)生的頻率及范圍變大，對作物產(chǎn)量造成嚴重影響，干旱也成為小麥減產(chǎn)的重要因素。前人研究表明，由于干旱導致的作物減產(chǎn)量可超過其它因素所造成的減產(chǎn)的總和[1-2]。在中國，近40年來因干旱缺水而使糧食減產(chǎn)近1億t[3]。我國北方種植小麥的地區(qū)，秋冬雨水較少，嚴重影響了種子萌發(fā)，直接影響基本苗數(shù)[4]。為了保證小麥的生長，提高其抗旱能力，通常采用蹲苗、擱苗和餓苗等措施[5]，但因可操作性差、成本較高等因素很難推廣普及。因此，鑒定、篩選培育抗旱性小麥品種，對抵抗惡劣氣候、降低糧食損失有著重要意義。

干旱嚴重影響作物的生長發(fā)育。萌發(fā)期出苗的多少決定小麥后期的生長發(fā)育，小麥幼苗階段遭遇干旱會導致斷壟缺苗的嚴重后果，對種群構建和經(jīng)濟產(chǎn)量造成不可逆的影響[1,3]，同時萌發(fā)期鑒定具有耗時短、容量大、操作性強和重復性好等特點，眾多學者將其作為衡量作物抗旱性的重要依據(jù)[6-7]。小麥萌發(fā)期的抗旱性是在長期環(huán)境脅迫下形成的自身抵制機制，由多種性狀相互作用，近年來研究人員多主張綜合指標法來評價各形態(tài)、生理因素與抗旱性之間的關系，對鑒定小麥抗旱性提供理論基礎?；疑P聯(lián)度分析法(Grey Relational Analysis)是把系統(tǒng)之間的所有因素(目標性狀)視為一個動態(tài)灰色系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)中目標性狀進行量化評估和綜合評述的統(tǒng)計方法，它可以根據(jù)系統(tǒng)中各因素的關聯(lián)程度判斷相互關系[8]。結合采用灰色關聯(lián)度分析法可以有效的評價小麥萌發(fā)期的抗旱性。

近年來，PEG-6000(聚乙二醇)被廣泛使用模擬干旱環(huán)境進行萌發(fā)試驗[1,7,9]。前人研究表明，如李國瑞等[10]采用PEG-6000溶液模擬自然干旱環(huán)境，鑒定我國西南地區(qū)的小麥品種萌發(fā)期的抗旱性，篩選出強抗旱型品種蜀萬8號，為以后研究作物抗旱性提供了理論依據(jù)。因此，運用PEG-6000(聚乙二醇)模擬自然干旱脅迫具有一定的可靠性，可以用來鑒定小麥品種的抗旱性。

本試驗以新培育的13個小麥新品系作為研究對象，用黃淮冬麥區(qū)域試驗對照品種周麥18作為對照，運用PEG-6000水溶液模擬自然干旱環(huán)境，測定小麥品種的各個指標，并且觀察不同小麥品種在萌發(fā)期對于干旱脅迫做出的反應，利用灰色關聯(lián)度分析法和隸屬函數(shù)法綜合分析其抗旱性狀之間的相關性，鑒定小麥的抗旱性，為今后篩選小麥抗旱品種提供參考依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　供試材料

供試材料含13份小麥新品系，分別為AG 1519、AG 0926、AG 1267、16 PYT 093、AG 1312、AG 1207、AG 1538、AG 1110、AG 1404、AG 1026、AG 1320、AG 1502、AG 1528和周麥18(對照)。以上這些小麥新品系均由安陽工學院小麥灰色定量化育種重點實驗室培育而成。

1.2　試驗設計

1) 小麥萌發(fā)期PEG-6000處理的最適濃度篩選實驗：分別選取每個小麥品系30粒(含對照)飽滿、大小一致的種子。使用10%的次氯酸鈉溶液給種子消毒10 min；用蒸餾水沖洗5次，之后用濾紙吸干種子表面水分；把種子放在鋪有雙層濾紙直徑15 cm的培養(yǎng)皿中。用PEG-6000水溶液模擬脅迫條件，設置4個干旱脅迫水平，PEG-6000質量濃度分別為250，200 g/L、150 g/L和100 g/L，每個培養(yǎng)皿中加入5 mL PEG-6000水溶液。用封口膠將培養(yǎng)皿密封好后放入光照培養(yǎng)箱進行培養(yǎng)，箱內(nèi)白天14 h，溫度為30 ℃，晚上10 h，溫度28 ℃，連續(xù)培養(yǎng)8 d，每個濃度下進行3次重復試驗。在實驗第2，6，7，8天記錄發(fā)芽種子數(shù)；第4天調(diào)查發(fā)芽勢；第7天調(diào)查發(fā)芽率；第8天隨機選取5顆幼苗，剪切芽和根，測定芽和根長、芽和根干濕重，并做好記錄，其中種子萌發(fā)的標準是根長度與種子長度等長，而且芽的長度達種子一半以上。干重測量的方法是把相關材料分別裝入牛皮紙袋中，置于100 ℃烘箱中殺菌5 min后，在60 ℃烘箱中烘干8 h。通過觀察得出。在PEG-6000的質量濃度為250 g/L時，發(fā)芽率為33%，在200 g/L條件下，發(fā)芽率為60%，為了后期苗數(shù)充足和實驗能夠繼續(xù)進行，選用200 g/L處理作為最佳PEG-6000處理濃度。

2) 正式實驗：將參試的小麥種子在PEG-6000濃度為200 g/L的條件下進行萌發(fā)，具體人工培養(yǎng)條件和調(diào)查過程與預備條件篩選試驗相同。每種濃度處理設3次重復。在第8天試驗結束時，每處理組隨機取幼苗5株，連續(xù)培養(yǎng)過程中分別測定了發(fā)芽率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數(shù)；芽長、芽鮮重和芽干重；根長和根干重、根鮮重。

1.3　數(shù)據(jù)分析

測定的農(nóng)藝性狀等共計9項指標，分別是發(fā)芽率、發(fā)芽勢、芽長、根長、芽鮮重、芽干重、根干重、根鮮重和萌發(fā)指數(shù)，具體公式如下：

發(fā)芽勢(%)=4 d發(fā)芽種子數(shù)/參試種子總數(shù)×100%；

…(1)

發(fā)芽率(%)=8 d發(fā)芽種子數(shù)/參試種子總數(shù)×100%；

…(2)

種子萌發(fā)指數(shù)=1.00 nd2+0.75 nd4+0.50 nd6+0.25 nd8；

…(3)

其中，nd2、nd4、nd6、nd8分別為第2、4、6、8天的種子發(fā)芽率。

基于前人的研究[11-15]，利用公式(4)計算抗旱系數(shù)，利用公式(5)計算綜合抗旱系數(shù)，利用公式(6)計算抗旱指數(shù)，利用公式(7)計算隸屬函數(shù)值，利用公式(8)計算抗旱性量度(D)值；并根據(jù)灰色系統(tǒng)分析方法，按照公式(9)對各指標的抗旱系數(shù)進行無量綱化處理，并按照公式(10)、(11)計算關聯(lián)系數(shù)和關聯(lián)度。

抗旱系數(shù)PI=Xs/Xr；

…(4)

…(5)

…(6)

…(7)

…(8)

…(9)

…(10)

…(11)

2　結果與分析

2.1　不同小麥新品系的各萌發(fā)性狀隸屬函數(shù)值及耐旱性評價

表1不同小麥新品系干旱脅迫萌發(fā)條件下的農(nóng)藝性狀

品種芽長根長芽鮮重根鮮重芽干重根干重發(fā)芽勢發(fā)芽率萌發(fā)指數(shù)周麥185．389．610．030．030．010．010．880．922．14AG15192．894．610．020．030．000．010．500．540．96AG09264．578．140．030．030．010．010．540．581．31AG12675．437．370．030．030．010．010．710．921．7116PYT0931．542．950．010．030．010．010．790．791．98AG13123．966．070．020．040．010．010．830．831．96AG12073．795．820．020．030．010．010．920．922．29AG15385．135．930．030．020．010．010．630．631．42AG11105．185．670．040．040．010．010．710．711．73AG14044．976．140．040．030．010．010．880．881．94AG10266．99．290．040．030．010．010．830．881．94AG13204．116．520．020．030．000．010．630．631．45AG15024．135．770．030．030．010．010．710．711．69AG15284．26．30．020．020．000．010．380．630．96

表2不同小麥新品系在正常萌發(fā)條件下的農(nóng)藝性狀

品種芽長根長芽鮮重根鮮重芽干重根干重發(fā)芽勢發(fā)芽率萌發(fā)指數(shù)周麥189．569．100．080．040．010．010．921．202．21AG15196．647．890．030．040．010．011．001．602．17AG09269．1810．120．080．040．010．010．920．752．31AG12679．029．700．070．040．010．011．000．832．5016PYT0938．0410．680．060．040．010．011．000．902．50AG131210．388．900．080．030．010．010．920．822．29AG120710．5810．580．090．030．010．011．001．202．50AG15389．149．400．070．030．010．010．750．671．71AG111012．0011．840．100．050．010．010．751．121．88AG14045．706．480．020．020．010．011．001．102．50AG10269．5610．320．060．020．010．010．921．002．31AG13205．346．200．010．010．010．010．830．832．08AG150211．7611．640．090．040．010．010．830．832．10AG152810．5611．500．080．040．010．010．920．922．29

小麥的抗旱性是由環(huán)境條件和多基因型相互調(diào)控的復雜性狀，不能用單一的指標來評價小麥的抗旱性，可以通過測定出苗期相關生理、生化及農(nóng)藝性狀等指標在干旱脅迫下的變化來鑒定其抗旱性[16]。本研究測定(表1和表2)13份小麥新品系在模擬干旱和正常萌發(fā)條件下的9項農(nóng)藝性狀指標(分別為根長、芽長、根鮮重、根干重、芽鮮重、芽干重、芽率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數(shù))，然后分別計算抗旱系數(shù)、綜合抗旱系數(shù)及隸屬函數(shù)值。

前人研究中，王剛[17]、冷益豐[11]、南炳東[18]等直接用平均隸屬函數(shù)值對植物抗旱性進行綜合評價，本試驗的結果表明(表3)，小麥品種區(qū)域試驗對照周麥18的平均隸屬值為0.571 6，在供試的13份小麥新品系中，其中有AG 1404、AG 1320、AG 1026這3份材料的平均隸屬函數(shù)值比周麥18高，分別為0.717 7、0.685 5、0.651 2，以AG 1404的表現(xiàn)最為突出，比對照高出25.56%，AG 1320和AG 1026，分別比對照周麥18高出19.93%和13.93%。

由公式(8)所計算的抗旱性度量值(D值)，廣泛應用在多種植物的抗旱性綜合評價中，大多數(shù)學者通過分析D值來對植物的抗旱性進行綜合評價[16,18-21]。本試驗中計算的13份小麥新品系萌發(fā)期的9項抗旱相關指標D值見表4。結果表明，D值前4名依次為AG 1404、AG 1026、周麥18(對照)、AG 1320；D值大小依次為0.772 0、0.749 7、0.711 1、0.701 4，2份小麥新品系AG 1404和AG 1026的D值超過區(qū)域試驗對照品種周麥18，表現(xiàn)突出，分別高出對照8.56%和5.43%，而AG 1320的D值低于對照1.36%。

由分析結果看，平均隸屬函數(shù)值和抗旱性量度D值2種評價方法鑒定小麥新品系抗旱性，分析結果大體相同。如AG 1404和AG 1026在2種評價方法中分別排名第一和第二；但兩者之間還是有些許差異，如AG 1320在用平均隸屬函數(shù)值時其綜合抗旱性排名第三，而在抗旱性量度D值評價時則低于對照位列第四。

2.2　灰色關聯(lián)度分析

灰色關聯(lián)度分析法主要描述群體中因素(各性狀組成)的參考數(shù)列和比較數(shù)列之間的關聯(lián)程度，關聯(lián)度越大表明該參考數(shù)列和比較數(shù)列間的關系越緊密[14,22-23]。本研究，按照灰色系統(tǒng)理論分析方法，將測定的9項農(nóng)藝性狀指標的抗旱系數(shù)納入一個灰色系統(tǒng)，各個性狀視為該系統(tǒng)的一個灰因素，以抗旱指數(shù)為參考數(shù)列，通過公式(9)對各供試材料所測定的9項性狀的抗旱系數(shù)數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，再用公式(10)和(11)分別計算關聯(lián)系數(shù)和關聯(lián)度，同時對各性狀的關聯(lián)度進行了排序(表5)。由表5可以明顯看出，根鮮重與萌發(fā)期抗旱指數(shù)的關聯(lián)度最大，為0.749 3，其余依次為萌發(fā)指數(shù)、芽干重、芽長、萌發(fā)耐旱指數(shù)、芽鮮重、發(fā)芽勢、根干重、發(fā)芽率。

表3不同小麥新品系萌發(fā)期農(nóng)藝性狀的隸屬函數(shù)值及抗旱性綜合評價

品種芽長根長芽鮮重根鮮重芽干重根干重發(fā)芽勢發(fā)芽率萌發(fā)指數(shù)平均數(shù)排名周麥180．54820．99490．10620．12880．44160．38140．99240．55410．99700．57164AG15190．36060．39010．21310．12880．06170．10310．0000-0．00320．04070．143913AG09260．45270．67220．08160．12880．36360．72160．18900．56280．26750．382210AG12670．60590．61510．10310．12880．28570．28350．45650．99800．48000．4396716PYT0930．0023-0．00480．00000．12880．68830．24480．63040．69840．67640．340512AG13120．28160．51540．03420．48670．05630．36080．87430．87300．79250．47506AG12070．24740．34630．02540．28220．33501．00300．91300．55410．90180．51205AG15380．54600．44980．07830．07770．14290．00000．73910．77960．74620．39558AG11100．35540．25500．08680．15950．21470．09420．97100．38170．90950．380911AG14041．00280．85580．73060．58900．99350．21650．82610．59740．64730．71771AG10260．78200．79510．18410．68100．47300．60660．87430．70130．76330．65123AG13200．85240．98921．00171．00090．36410．35310．56310．54070．50380．68552AG15020．23700．27650．03770．16290．15750．53240．77270．66940．69960．39409AG15280．30550．34340．02940．00080．00140．1434-0．18900．4478-0．00140．120114

表4不同小麥新品系萌發(fā)期農(nóng)藝性狀D值及抗旱性綜合評價

品種芽長根長芽鮮重根鮮重芽干重根干重發(fā)芽勢發(fā)芽率萌發(fā)指數(shù)D值排序周麥180．06860．14180．00550．01000．03840．03660．16250．08800．15970．71113AG15190．04510．05560．01100．01000．00540．00990．0000-0．00050．00650．143013AG09260．05660．09580．00420．01000．03170．06920．03100．08940．04280．430711AG12670．07580．08770．00530．01000．02490．02720．07480．15850．07690．5410716PYT0930．0003-0．00070．00000．01000．05990．02350．10320．11100．10830．415612AG13120．03520．07340．00180．03780．00490．03460．14320．13870．12690．59666AG12070．03100．04930．00130．02190．02920．09620．14950．08800．14450．61095AG15380．06830．06410．00400．00600．01240．00000．12100．12390．11950．51938AG11100．04450．03630．00450．01240．01870．00900．15900．06060．14570．490710AG14040．12550．12190．03770．04570．08650．02080．13530．09490．10370．77201AG10260．09780．11330．00950．05290．04120．05820．14320．11140．12230．74972AG13200．10660．14100．05170．07770．03170．03390．09220．08590．08070．70144AG15020．02970．03940．00190．01270．01370．05110．12650．10630．11210．49349AG15280．03820．04890．00150．00010．00010．0138-0．03100．0711-0．00020．142514

表5小麥新品系萌發(fā)期主要農(nóng)藝性狀與抗旱性的關聯(lián)度和關聯(lián)序

項目芽長根長芽鮮重根鮮重芽干重根干重發(fā)芽勢發(fā)芽率萌發(fā)指數(shù)萌發(fā)耐旱指數(shù)關聯(lián)度ri0．67620．57310．65980．74930．70240．62120．63110．59610．74050．6675關聯(lián)序41061387925

3　討　論

作物的抗旱性是復雜的數(shù)量性狀和生物學性狀，是由多種因素共同決定的，不能用單一指標來準確評價其抗旱性，需要通過測定一系列生理生化指標進行綜合評價[13,22]。近些年來，國內(nèi)外學者注重研究鑒定抗旱性的指標和評價方法，并且提出了許多抗旱性鑒定指標和評價方法[15]。前人研究抗旱性鑒定指標主要有形態(tài)指標、農(nóng)藝性狀指標和生理生化指標。不同的指標在鑒定作物抗旱性中起的作用不同，因此選擇材料不同，鑒定指標也不盡相同；在綜合分析上，大多數(shù)學者采用多指標的綜合評價作物的抗旱性[24]。本實驗研究中利用各個指標的相關程度并考慮到其重要性，通過用模糊數(shù)學的隸屬函數(shù)分析法計算出抗旱性度量D值，可以準確的評判各個小麥品系的抗旱性，同時也提高了效率。

本試驗以13份小麥新品系為研究對象，用PEG-6000模擬自然干旱環(huán)境，測定各小麥萌發(fā)期9個性狀，計算各小麥品系性狀的抗旱系數(shù)，并通過灰色關聯(lián)度分析法，得到了每份小麥材料的平均隸屬函數(shù)值和抗旱性量度D值，依照不同研究者用平均隸屬函數(shù)值[9,11,13-15,17,25]以及抗旱性量度D值的方法[16,18-22]進行抗旱性綜合評價，結果表明2種分析方法所得到的結果大致相同，13份小麥新品系中有AG 1404和AG 1206的抗旱性比對照周麥18強，其中AG 1404的表現(xiàn)最突出；但AG 1320在2種分析方法中的抗旱性排名差距較大(表4和表5)。由公式(5)可以看出，隸屬函數(shù)值與抗旱性度量D值互相關聯(lián)，同時考慮了各性狀指標的權重及各指標與綜合抗旱系數(shù)之間的相關系數(shù)。由于不同的性狀在作物中發(fā)揮的作用不同，所以抗旱性度量D值可以更加準確的綜合評價抗旱性。

而且利用灰色關聯(lián)度分析法對系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢提供動態(tài)歷程的量化對比，分析系統(tǒng)中因素之間的同步變化程度越高，說明其變化態(tài)勢越相近，兩者的關聯(lián)度大，相互關系越密切，反之，其相互關聯(lián)度較小[22]。近年來對各性狀指標和抗旱性之間的關系提供量化的可靠評價大多利用灰色關聯(lián)度分析法[26-30]。本試驗中抗旱關聯(lián)序(關聯(lián)度排名)結果顯示(表5)，指標依次排名分別為根鮮重、發(fā)指數(shù)、芽干重、芽長、萌發(fā)耐旱指數(shù)、芽鮮重、發(fā)芽勢、根干重、發(fā)芽率，結合前人的的研究基礎，可以體現(xiàn)小麥萌發(fā)期的主要抗旱相關性狀的緊密程度，為萌發(fā)期鑒定作物的抗旱性提供了重要的依據(jù)。

參考文獻：

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