朱珍珍 陳宏偉 廖芳麗 李莉 劉昌燕 劉良軍 楊訪問(wèn) 孫虎 范如旖 毛政 沙愛(ài)華 萬(wàn)正煌
摘要:【目的】研究80份小豆種質(zhì)材料萌發(fā)期的耐旱性,篩選小豆耐旱種質(zhì),為小豆耐旱品種選育、耐旱生理機(jī)制及分子機(jī)制研究提供理論參考?!痉椒ā坎捎酶事洞寄M干旱脅迫的方法對(duì)80份小豆種質(zhì)材料種子萌發(fā)期耐旱性進(jìn)行初步鑒定,以相對(duì)發(fā)芽率作為耐旱性評(píng)價(jià)的參考指標(biāo),從中篩選出3份不同耐旱性的小豆種質(zhì)材料,對(duì)其進(jìn)行不同濃度梯度甘露醇(0、5.0%、7.5%和10.0%)干旱脅迫試驗(yàn),以確定小豆萌發(fā)期耐旱性鑒定的最適甘露醇濃度。然后用最適濃度的甘露醇溶液對(duì)初步鑒定為高耐、耐旱和弱耐的種質(zhì)資源進(jìn)行干旱脅迫,以相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽勢(shì)和相對(duì)根鮮重等作為耐旱性評(píng)價(jià)指標(biāo),并采用隸屬函數(shù)法對(duì)小豆萌發(fā)期耐旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?!窘Y(jié)果】初步鑒定獲得高耐種質(zhì) 3份、耐旱種質(zhì)9份、中耐種質(zhì)37份、弱耐種質(zhì)4份。10.0%甘露醇對(duì)種子萌發(fā)有明顯的抑制作用,達(dá)不到發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn),而5.0%甘露醇對(duì)3份材料種子萌發(fā)的影響無(wú)明顯差異,小豆種子耐旱性鑒定的最適甘露醇濃度為7.5%。用7.5%甘露醇溶液模擬干旱脅迫對(duì)初步鑒定獲得的16份小豆種質(zhì)(3份高耐種質(zhì)、9份耐旱種質(zhì)和4份弱耐種質(zhì))進(jìn)行萌發(fā)期耐旱性等級(jí)劃分,共發(fā)現(xiàn)2份高耐種質(zhì)、4份耐旱種質(zhì)、7份中耐種質(zhì)、2份較敏感種質(zhì)和1份敏感種質(zhì)。16份小豆種質(zhì)耐旱性初步鑒定與隸屬函數(shù)法鑒定結(jié)果存在差異,但二者相關(guān)系數(shù)為0.63,呈極顯著正相關(guān)(P<0.01,下同)?!窘Y(jié)論】以相對(duì)發(fā)芽率為參考指標(biāo)對(duì)小豆種質(zhì)資源的耐旱性進(jìn)行初步鑒定,可實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)獲取大量小豆種質(zhì)萌發(fā)期耐旱性的基本情況。但利用多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)種質(zhì)資源的耐旱性更全面,鑒定結(jié)果更可靠。篩選出的耐旱性強(qiáng)的種質(zhì)資源可用于小豆抗旱性育種,也可用于開(kāi)展分子水平的耐旱機(jī)制研究。
關(guān)鍵詞: 小豆;耐旱;種質(zhì)資源;萌發(fā)期;篩選;甘露醇
中圖分類(lèi)號(hào): S521.034? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào):2095-1191(2019)06-1183-08
Abstract:【Objective】The drought tolerance of 80 adzuki bean materials during seed germination was studied, and? drought-tolerant germplasms were screened to provide theoretical reference for breeding of adzuki bean drought-tolerant varieties and studying on physiological and molecular machanism of drought tolerance. 【Method】Average relative germination rate was as a reference index to identification of the drought tolerance of 80 adzuki bean germplasms during seed germination with mannitol simulating drought stress,screening out three Adzuki bean germplasm whose tolerance to drought was different. The three germplasm were treated with different concentrations of mannitol(0, 5.0%, 7.5% and 10.0%) to determine the optimal concentration of mannitol to conduct the identification of drought tolerance. The germplasm resources with high,medium and weak level of drought tolerance were subjected to drought stress with the optimal concentration of mannitol,with comprehensive evaluation indexes including relative germination rate, relative germination potential and relative root fresh weight of seeds, subordinative function method was used to assess the level of drought tolerance. 【Result】Three high drought-tolerant germplasms, nine drought-tolerant germplasm, 37 medium drought-tolerant germplasms and 4 low drought-tolerant germplasms were obtained. 10.0% mannitol had obvious inhibitory effect on seed germination, which could not reach the germination standard, while 5.0% mannitol had no obvious influence on seed germination among three materials. Therefore,7.5% was the optimum concentration of mannitol solution for identifying of drought tolerance. For identification of drought tolerance level of sixteen adzuki bean germplasms(three high drought-tolerant level germplasms, nine drought-tolerant germplasms and four low drought-tolerant germplasms),with 7.5% mannitol solution simulated drought stress, two belonged to high drought-tolerant germplasms, four drought-resistant germplasms, seven medium drought-resistant germplasms, two sensitive germplasms, one very sensitive germplasm. There were differences between the results of preliminary identification? and subordinative function method identification of 16 samples of Adzuki bean germplasms, but the correlation coefficient(0.63) showing an extremely significant positive correlation between them(P<0.01, the same below). 【Conclusion】The drought tolerance of adzuki bean resources is preliminarily identified with the relative germination rate as the reference index, which can obtain the drought tolerance situation at germination period of adzuki bean materials within a short period of time.However, it is more comprehensive and reliable to evaluate drought tolerance of germplasms by subordinative function method with multiple indexes.The selected drought-tolerant germplasms can be used for drought-tolerance breeding of adzuki bean, and the molecular drought-tole-rant mechanism can be further studied.
Key words: adzuki bean; drought tolerance; germplasm resources; germination period; screening; mannitol
0 引言
【研究意義】小豆(Vigna angularis)別名紅小豆、赤豆等,既是調(diào)劑人民生活的營(yíng)養(yǎng)佳品,也是食品和飲料加工業(yè)的重要原料之一,在我國(guó)以河南、河北、山西、陜西及東北三省種植面積較大,其次是安徽和湖北省等。但這些地區(qū)常年降雨量并不充沛,加之全球氣溫變暖加劇,土壤水分含量已無(wú)法滿足作物正常生長(zhǎng)需求(趙倩等,2017),而干旱是降低農(nóng)作物產(chǎn)量的主要環(huán)境脅迫因子之一(Xu et al.,2015),因此造成的經(jīng)濟(jì)損失在非生物脅迫中居首位(徐聯(lián),2011)。種子萌發(fā)是保證植株正常生長(zhǎng)發(fā)育的前提,故種子萌發(fā)期是研究植物耐旱性的關(guān)鍵時(shí)期(李萍等,2015)。因此,開(kāi)展小豆種質(zhì)資源萌發(fā)期耐旱性評(píng)價(jià)及耐旱種質(zhì)資源篩選,可為小豆耐旱品種選育及改良提供參考?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,已有較多關(guān)于干旱對(duì)小豆生理生化特性影響的研究報(bào)道。郝建軍等(2012)比較不同小豆品種的耐旱生理指標(biāo),結(jié)果表明,超氧化物歧化酶(SOD)活性、過(guò)氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量和電導(dǎo)率可作為抗旱性主要指標(biāo),并篩選出2個(gè)抗旱性較強(qiáng)的品種。羅海婧等(2014)采用盆栽控水方法對(duì)3個(gè)紅小豆品種的苗期形態(tài)特征及根系生理生化特性進(jìn)行研究,結(jié)果表明,可作為紅小豆苗期耐旱性鑒定的指標(biāo)包括株高、主根長(zhǎng)、根鮮重、SOD活性和MDA含量等。王姣和張永清(2016)采用盆栽控水的方法研究4個(gè)小豆品種根系對(duì)干旱脅迫的響應(yīng),結(jié)果表明,干旱脅迫會(huì)抑制根系生長(zhǎng),不同小豆品種對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)存在明顯差異。郝曦煜等(2017)利用不同濃度的聚乙二醇(PEG)對(duì)小豆幼苗進(jìn)行模擬干旱脅迫處理,結(jié)果表明,相對(duì)電導(dǎo)率、SOD活性、脫落酸含量和可溶性糖含量等生理指標(biāo)可作為小豆苗期抗旱性鑒定因子。張曉紅等(2017)以4個(gè)小豆品種為材料進(jìn)行盆栽試驗(yàn),結(jié)果表明,干旱脅迫后耐旱力強(qiáng)的品種植株中可溶性糖含量、游離脯氨酸含量和POD活性明顯升高,但耐旱力弱的品種植株中MDA含量明顯升高。但關(guān)于小豆種質(zhì)資源耐旱性評(píng)價(jià)及篩選的報(bào)道較少。王云等(2004)研究發(fā)現(xiàn),模擬干旱條件下小豆比綠豆和豇豆耐回干能力強(qiáng)。吉雯雯等(2017)使用隸屬函數(shù)法對(duì)來(lái)自不同地區(qū)的65份小豆種質(zhì)資源進(jìn)行芽期抗旱性鑒定,結(jié)果表明,15%聚乙二醇(PEG-6000)對(duì)小豆芽期耐旱性指標(biāo)影響更顯著,篩選出9個(gè)耐旱性較強(qiáng)的種質(zhì)資源。趙倩等(2017)采用PEG-6000模擬干旱脅迫的方法對(duì)來(lái)自黑龍江等7個(gè)省份的40份紅小豆種質(zhì)資源進(jìn)行萌發(fā)期耐旱性鑒定,篩選出2份耐旱種質(zhì)。【本研究切入點(diǎn)】目前,利用高滲溶液進(jìn)行模擬干旱脅迫是鑒定作物萌發(fā)期耐旱性的常用方法,常用的滲透介質(zhì)有甘露醇、聚乙二醇和蔗糖等,但鮮見(jiàn)利用該方法進(jìn)行小豆萌發(fā)期耐旱性評(píng)價(jià)及耐旱種質(zhì)資源篩選的研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】采用甘露醇模擬干旱脅迫對(duì)80份小豆種質(zhì)的種子萌發(fā)期耐旱性進(jìn)行初步鑒定,從中篩選出高耐或高敏感的小豆種質(zhì),對(duì)其進(jìn)行不同濃度梯度甘露醇干旱脅迫試驗(yàn),以確定小豆萌發(fā)期耐旱性鑒定的最適甘露醇濃度。然后用最適濃度的甘露醇溶液對(duì)初步鑒定為耐旱和敏感的種質(zhì)資源進(jìn)行重復(fù)鑒定,并進(jìn)行耐旱性等級(jí)劃分,從中篩選出2份高耐和1份高度敏感的小豆種質(zhì)資源,為小豆耐旱品種選育、耐旱生理機(jī)制及分子機(jī)制研究提供理論參考。
1 材料與方法
1. 1 試驗(yàn)材料
供試的80份小豆種質(zhì)材料及來(lái)源地如表1所示,由湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院雜糧研究工程中心和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供。主要試劑:甘露醇和NaClO溶液購(gòu)自天津市北辰方正化學(xué)試劑廠。主要設(shè)備儀器:HP1500GS-B全智能人工氣候植物箱(上海精勝科學(xué)儀器有限公司)和實(shí)驗(yàn)室純水機(jī)(濟(jì)南帕特生物技術(shù)有限公司)。
1. 2 試驗(yàn)方法
1. 2. 1 小豆種質(zhì)資源耐旱性初步鑒定 參考國(guó)家農(nóng)作物種質(zhì)資源平臺(tái)—國(guó)家作物科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.cgrchina.cn/?page_id=12112)的小豆抗逆性鑒定方法,用11個(gè)大氣壓(相當(dāng)于8.3%濃度)的甘露醇溶液對(duì)80份小豆種質(zhì)材料萌發(fā)期的耐旱性進(jìn)行初步鑒定。每份材料選取大小一致、無(wú)破損的種子,用10% NaClO溶液浸泡種子5 min后,自來(lái)水清洗3~4次,用濾紙將種子表面水分吸干。將處理過(guò)的種子擺放在鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿上,每個(gè)培養(yǎng)皿擺放25粒種子,用15 mL 7.5%甘露醇溶液浸潤(rùn),以等量蒸餾水作為對(duì)照。每處理3次重復(fù),對(duì)照設(shè)2次重復(fù)。置于25 ℃培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)。每天定時(shí)加入少量7.5%甘露醇溶液,每2 d更換一次濾紙。6 d后分別統(tǒng)計(jì)處理組和對(duì)照組的發(fā)芽率,以相對(duì)發(fā)芽率(3次重復(fù)的平均值)作為耐旱性評(píng)價(jià)的參考指標(biāo),將小豆萌發(fā)期耐旱性分為5個(gè)等級(jí):高耐(種子相對(duì)發(fā)芽率≥80%)、耐(60%≤種子相對(duì)發(fā)芽率<80%)、中耐(30%≤種子相對(duì)發(fā)芽率<60%)、弱耐(10%≤種子相對(duì)發(fā)芽率<30%)和不耐(種子相對(duì)發(fā)芽率<10%)。
1. 2. 2 甘露醇濃度梯度試驗(yàn) 選取3份不同耐旱性的小豆種質(zhì)材料,對(duì)其進(jìn)行甘露醇濃度梯度脅迫[0(蒸餾水,CK)、5.0%、7.5%和10.0%]試驗(yàn),觀察其種子萌發(fā)、胚根及芽生長(zhǎng)情況,以確定小豆萌發(fā)期耐旱性鑒定的甘露醇最適濃度。種子處理及萌發(fā)條件同1.2.1。
1. 2. 3 耐旱性相關(guān)指標(biāo)測(cè)定 選用最適甘露醇溶液對(duì)初鑒定為高耐、耐旱和弱耐的種質(zhì)材料進(jìn)行干旱脅迫處理,種子處理和萌發(fā)條件均同1.2.1,測(cè)定耐旱性相關(guān)指標(biāo)。從種子放置培養(yǎng)皿第2 d開(kāi)始每日統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù),第5 d計(jì)算種子發(fā)芽勢(shì),第8 d后結(jié)束發(fā)芽試驗(yàn)并計(jì)算種子發(fā)芽率。每個(gè)培養(yǎng)皿中隨機(jī)選取10株幼苗測(cè)定其芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)及鮮重等指標(biāo)。測(cè)定辦法及鑒定評(píng)價(jià)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均來(lái)自國(guó)家農(nóng)作物種質(zhì)資源平臺(tái)—國(guó)家作物科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.cgrchina.cn/?page_id=12112)。胚根長(zhǎng)度與種子籽粒長(zhǎng)度相等,且兩片子葉葉瓣完好或破損低于1/3,即為發(fā)芽。各指標(biāo)公式如下:
其中,相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)根重、相對(duì)根長(zhǎng)、活力指數(shù)、萌發(fā)耐旱指數(shù)和萌發(fā)脅迫指數(shù)為耐旱性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)(李玲等,2017),萌發(fā)耐旱指數(shù)和萌發(fā)脅迫指數(shù)參考安永平等(2006)、王贊等(2008)的方法進(jìn)行計(jì)算。
2 結(jié)果與分析
2. 1 耐旱性初步鑒定結(jié)果
以相對(duì)發(fā)芽率為參考指標(biāo),初步鑒定獲得3份高耐種質(zhì),分別為XD017、XD036和XD210,占供試材料的3.75%;耐旱種質(zhì)9份,分別為XD021、XD037、XD039、XD087、XD149、XD175、XD198、XD209和XD213,占供試材料的11.25%;中耐種質(zhì)37份,占供試材料的46.25%;弱耐種質(zhì)4份,分別為XD030、XD032、XD208和恩紅小豆1號(hào),占供試材料的5.00%(表2)。其他27份材料種子質(zhì)量較差(對(duì)照組發(fā)芽率均達(dá)不到80%),故鑒定結(jié)果未列出。
2. 2 小豆萌發(fā)期耐旱性鑒定的最適甘露醇濃度
以初步鑒定篩選出的3份不同耐旱性小豆種質(zhì)(XD017、XD039和XD032)為材料,確定小豆種子萌發(fā)期耐旱性鑒定的最適甘露醇濃度,結(jié)果顯示,蒸餾水處理的種子發(fā)芽率均在90%以上,而不同濃度甘露醇溶液處理對(duì)3份小豆種質(zhì)材料的種子萌發(fā)、胚根及芽生長(zhǎng)有不同程度影響,其中10.0%甘露醇對(duì)種子萌發(fā)有明顯的抑制作用,達(dá)不到發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn),而5.0%甘露醇對(duì)3份小豆種質(zhì)材料種子萌發(fā)的影響無(wú)明顯差異(圖1)。因此,小豆種子耐旱性鑒定的最適甘露醇濃度為7.5%。
2. 3 16份種質(zhì)材料萌發(fā)期耐旱性等級(jí)劃分結(jié)果
用7.5%甘露醇溶液模擬干旱脅迫對(duì)初步鑒定獲得的3份高耐種質(zhì)、9份耐旱種質(zhì)和4份弱耐種質(zhì)進(jìn)行萌發(fā)期耐旱性等級(jí)劃分。利用隸屬函數(shù)法對(duì)這16份種質(zhì)材料進(jìn)行耐旱性等級(jí)劃分,結(jié)果表明,XD213和XD210的隸屬函數(shù)值均為0.88,屬于高耐種質(zhì);XD017、XD021、XD039和XD209的隸屬函數(shù)值為0.62~0.67,屬于耐旱種質(zhì);XD036、XD037、XD087、XD149、XD198、XD030和XD208的隸屬函數(shù)值0.44~0.60,屬于中耐種質(zhì);XD032和XD175的隸屬函數(shù)值分別為0.39和0.37,屬于較敏感種質(zhì);恩紅小豆1號(hào)各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值均為0,屬于敏感種質(zhì)(表3)。
16份小豆種質(zhì)材料耐旱性初步鑒定結(jié)果與隸屬函數(shù)法鑒定結(jié)果存在差異,如XD030和XD208耐旱性由弱耐變?yōu)橹心?。由于干旱脅迫對(duì)種子萌發(fā)及芽生長(zhǎng)發(fā)育均有影響,隸屬函數(shù)法綜合相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)根長(zhǎng)和相對(duì)根重等7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行耐旱性劃分,故隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)更加全面,鑒定結(jié)果更可靠,而初步鑒定是以相對(duì)發(fā)芽率為指標(biāo)劃分種質(zhì)萌發(fā)期耐旱性,評(píng)價(jià)不夠全面。耐旱性初步鑒定結(jié)果與隸屬函數(shù)法鑒定結(jié)果的相關(guān)性分析結(jié)果顯示,二者相關(guān)系數(shù)為0.63,呈極顯著正相關(guān)(P<0.01,下同),表明以相對(duì)發(fā)芽率為參考指標(biāo)對(duì)小豆種質(zhì)資源的耐旱性進(jìn)行初步鑒定,可實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)獲取大量小豆種質(zhì)萌發(fā)期耐旱性的基本情況,但利用多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)種質(zhì)資源的耐旱性更全面,鑒定結(jié)果更可靠。
2. 4 耐旱性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)間及其與平均隸屬函數(shù)值的相關(guān)性分析結(jié)果
干旱脅迫下測(cè)得的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)根長(zhǎng)、相對(duì)根重、萌發(fā)脅迫指數(shù)、萌發(fā)耐旱性指數(shù)和活力指數(shù)等7個(gè)耐旱性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)間及其與平均隸屬函數(shù)值的相關(guān)性分析結(jié)果(表4)顯示,任意兩個(gè)指標(biāo)間均呈正相關(guān),其中相對(duì)發(fā)芽勢(shì)與相對(duì)發(fā)芽率、萌發(fā)脅迫指數(shù)和萌發(fā)耐旱性指數(shù)呈極顯著正相關(guān);相對(duì)發(fā)芽率與萌發(fā)脅迫指數(shù)和萌發(fā)耐旱性指數(shù)呈極顯著正相關(guān);相對(duì)根長(zhǎng)與活力指數(shù)呈極顯著正相關(guān),與相對(duì)根重、萌發(fā)脅迫指數(shù)和萌發(fā)耐旱性指數(shù)呈顯著正相關(guān)(P<0.05,下同);萌發(fā)脅迫指數(shù)與萌發(fā)耐旱性指數(shù)呈極顯著正相關(guān);活力指數(shù)與相對(duì)發(fā)芽率、萌發(fā)耐旱性指數(shù)和萌發(fā)脅迫指數(shù)呈顯著正相關(guān)。平均隸屬函數(shù)值與各指標(biāo)間均呈極顯著正相關(guān)。
3 討論
種子發(fā)芽率是判斷種子質(zhì)量、衡量種子活力的主要指標(biāo)之一。本研究以相對(duì)發(fā)芽率為參考指標(biāo)對(duì)80份小豆種質(zhì)材料萌發(fā)期的耐旱性進(jìn)行初步鑒定,其原因是供試種質(zhì)資源較多,若對(duì)每份種質(zhì)每個(gè)重復(fù)的各指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,工作量較大,耗時(shí)較長(zhǎng),且同一指標(biāo)測(cè)定時(shí)間間隔較長(zhǎng)易造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。若僅以相對(duì)發(fā)芽率為參考指標(biāo)進(jìn)行初步鑒定,簡(jiǎn)單易行,省時(shí)省工,在短時(shí)間內(nèi)即可完成測(cè)量,數(shù)據(jù)更可靠。以相對(duì)發(fā)芽率作為小豆萌發(fā)期耐旱性的參考指標(biāo)進(jìn)行初步鑒定,減少了不同種質(zhì)材料在蒸餾水處理下發(fā)芽率差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成的影響,種子在干旱脅迫處理下發(fā)芽水平相對(duì)客觀(景蕊蓮和昌小平,2003)。王蘭芬等(2014)、李玲等(2017)鑒定作物耐旱性時(shí)也采用相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽勢(shì)等作為衡量其耐旱性的指標(biāo)。因此,在供試材料較多的情況下,采用該方法對(duì)小豆種質(zhì)資源的耐旱性進(jìn)行初步鑒定可在短時(shí)間內(nèi)獲取大量小豆種質(zhì)萌發(fā)期耐旱性的基本情況。本研究中初步鑒定結(jié)果與隸屬函數(shù)法鑒定結(jié)果不同的主要原因可能是XD175、XD030和XD208等種質(zhì)在干旱環(huán)境下根部發(fā)育緩慢,相對(duì)根長(zhǎng)和相對(duì)根重的隸屬函數(shù)值較小,隸屬函數(shù)法是綜合相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)根長(zhǎng)和相對(duì)根重等7個(gè)指標(biāo),而初步鑒定是以相對(duì)發(fā)芽率為指標(biāo)劃分種質(zhì)萌發(fā)期耐旱性??梢?jiàn),利用多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的隸屬函數(shù)法更加全面,鑒定結(jié)果更可靠。
本研究采用不同濃度的甘露醇對(duì)3份耐旱性不同的小豆種質(zhì)材料進(jìn)行干旱脅迫處理,結(jié)果顯示,小豆種子萌發(fā)期耐旱性鑒定的最適甘露醇濃度為7.5%,該結(jié)果與國(guó)家農(nóng)作物種質(zhì)資源平臺(tái)—國(guó)家作物科學(xué)數(shù)據(jù)中心小豆抗逆性所使用的甘露醇濃度基本一致,表明本研究后續(xù)以7.5%甘露醇溶液對(duì)初步鑒定獲得的16份小豆種質(zhì)種子進(jìn)行干旱脅迫處理具有合理可行性,也保證了所測(cè)得相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)根長(zhǎng)和相對(duì)根重等7個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本研究基于上述測(cè)定的指標(biāo)數(shù)據(jù),利用隸屬函數(shù)法進(jìn)行耐旱性等級(jí)劃分,其好處在于隸屬函數(shù)法綜合多個(gè)耐旱指標(biāo),避免單一指標(biāo)的片面性。李玲等(2017)、趙倩等(2017)也采用隸屬函數(shù)法鑒定蠶豆和小豆耐旱性。耐旱性是一個(gè)復(fù)雜的數(shù)量性狀(Qie et al.,2014),可衡量植物在干旱脅迫下的適應(yīng)性,由遺傳和環(huán)境共同控制,且大量研究表明植物不同發(fā)育階段的耐旱性存在差異(趙晶云,2003)。本研究?jī)H對(duì)小豆種質(zhì)萌發(fā)期的耐旱性進(jìn)行鑒定,對(duì)其他生育期的耐旱性尚不清楚,有待進(jìn)一步研究。此外,應(yīng)利用篩選出的耐旱性強(qiáng)的種質(zhì)資源進(jìn)一步開(kāi)展分子水平的耐旱機(jī)制研究及小豆育種工作。
4 結(jié)論
以相對(duì)發(fā)芽率為參考指標(biāo)對(duì)小豆種質(zhì)資源的耐旱性進(jìn)行初步鑒定,可實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)獲取大量小豆種質(zhì)萌發(fā)期耐旱性的基本情況。但利用多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)種質(zhì)資源的耐旱性更全面,鑒定結(jié)果更可靠。篩選出的耐旱性強(qiáng)的種質(zhì)資源可用于小豆抗旱性育種,也可進(jìn)一步開(kāi)展分子水平的耐旱機(jī)制研究。
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(責(zé)任編輯 陳 燕)