李 潔 張小寧 晉凡生 韓彥龍 李海金

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 山西有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)研究院/有機(jī)旱作山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山西 太原 030000)

普通菜豆(PhaseolusvulgarisL.)又稱蕓豆，屬豆科(Leguminosae)菜豆屬(Phaseolus)，是我國(guó)主要雜糧作物之一，其籽粒營(yíng)養(yǎng)豐富，具有藥用價(jià)值，既是傳統(tǒng)食糧，又是現(xiàn)代重要的保健品，頗受人們青睞，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，出口潛力巨大[1-2]。普通菜豆具有生長(zhǎng)周期短，適應(yīng)范圍廣，耐旱耐瘠、易于種植管理等優(yōu)點(diǎn)，主要分布在北方和西南高寒冷涼地區(qū)。這些地區(qū)大多自然降雨量小，基礎(chǔ)設(shè)施差，無(wú)灌溉條件，導(dǎo)致干旱成為普通菜豆生產(chǎn)的主要限制因子。因此，研究建立普通菜豆苗期抗旱性鑒定方法，用以篩選、發(fā)掘抗旱種質(zhì)資源，對(duì)普通菜豆的抗旱性遺傳改良、抗旱品種的選育具有重要意義。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者在各種作物的各個(gè)生育時(shí)期，針對(duì)作物抗旱性鑒定及抗旱指標(biāo)篩選，開展了大量研究[3-6]。在普通菜豆方面，李龍等[7]利用灰色關(guān)聯(lián)度理論進(jìn)行苗期的抗旱性指標(biāo)篩選，通過加權(quán)抗旱指數(shù)和抗旱度量值進(jìn)行抗旱性綜合評(píng)價(jià)，并通過聚類分析將50份普通菜豆參試材料分為高抗、中抗、敏感和高敏感4個(gè)等級(jí)；暢建武[8]采用蔗糖高滲溶液對(duì)615份菜豆資源進(jìn)行鑒定，篩選出14份高度抗旱資源；曾輝等[9]通過隸屬函數(shù)法和灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)30份普通菜豆進(jìn)行抗旱姓綜合評(píng)價(jià)，鑒定出F1863、F2973、F3992和F3057 4個(gè)抗旱性較強(qiáng)的菜豆品種；Rao等[10]通過籽粒收獲指數(shù)篩選出SER16、SER5和SEA5這3種抗旱材料。目前，大量研究都是對(duì)作物某一時(shí)期的指標(biāo)進(jìn)行篩選，然后用隸屬函數(shù)值或抗旱度量值進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，這種方法比以前僅用某一指標(biāo)評(píng)價(jià)作物抗旱性，在可靠性上有了很大的提高，但是作物各個(gè)時(shí)期的抗旱性鑒定的結(jié)果差異仍然較大[11-13]。因此，研究普通菜豆某一時(shí)期新的抗旱性評(píng)價(jià)方法，有利于提高對(duì)普通菜豆抗旱種質(zhì)資源鑒定的準(zhǔn)確性。鑒于此，本研究選取50份普通菜豆材料，在苗期時(shí)測(cè)定干旱脅迫及復(fù)水后菜豆的各項(xiàng)生長(zhǎng)及生理指標(biāo)，并將干旱脅迫下的各項(xiàng)指標(biāo)和復(fù)水后的各項(xiàng)指標(biāo)分別進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將兩者綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行比較，以期為更準(zhǔn)確地篩選和鑒定出抗旱能力強(qiáng)的種質(zhì)資源，為普通菜豆抗旱種質(zhì)資源鑒定提供方法及理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用不同抗旱性的普通菜豆材料共50份，所有種子均由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院品種資源所提供，其中引進(jìn)法國(guó)品種2份、黑龍江省品種3份、山西省品種24份、陜西省品種16份、內(nèi)蒙古自治區(qū)品種1份、貴州省品種1份、河北省品種1份、北京市品種2份。具體品種名稱、來(lái)源等信息見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年5月20日—7月5日在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究中心旱棚進(jìn)行，采用盆栽法，選用20 cm(盆口直徑)×20 cm(高)×18 cm(盆底直徑)的塑料盆作為試驗(yàn)用盆，盆土用育苗土與蛭石按1∶1等量混合，每盆裝土10 kg，5月20日播種，播前澆水，使盆土達(dá)到最大持水量，每個(gè)品種種植6盆，每盆播種6穴，每穴2粒，播后覆土1 kg。出苗后進(jìn)行間苗，每盆保留均勻生長(zhǎng)的幼苗6株，正常供水，使其正常生長(zhǎng)，待幼苗長(zhǎng)至第1個(gè)三出復(fù)葉完全展開時(shí)(6月5日)進(jìn)行干旱脅迫處理，將材料分成2組，一組繼續(xù)正常供水，作為對(duì)照(CK)；另一組停止供水，進(jìn)行自然干旱處理。待40%左右的材料出現(xiàn)嚴(yán)重水分脅迫癥狀時(shí)(6月17日，斷水12 d)，取樣測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)[14]。然后進(jìn)行復(fù)水，使盆土達(dá)到最大持水量，復(fù)水3 d后再進(jìn)行取樣測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

株高用直尺直接測(cè)量；葉片相對(duì)含水量(relative water content, RWC)參照孫群等[15]的方法，采用烘干稱重法測(cè)定；葉綠素相對(duì)含量參照汪明華等[16]的方法，利用SPAD-502葉綠素儀(柯尼卡美能達(dá)，日本)測(cè)定，每株選擇3片上層三出復(fù)葉的中間葉片測(cè)定葉綠素相對(duì)含量；生理指標(biāo)參照孫群等[15]植物生理學(xué)研究技術(shù)的方法進(jìn)行測(cè)定：超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性采用氮藍(lán)四唑光還原法檢測(cè)；過氧化物酶(peroxidase, POD)活性采用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定；丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定。以上指標(biāo)均重復(fù)3次，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2007對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，用DPS 18.10對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析、主成分分析、聚類分析及逐步回歸分析。參照劉海卿等[17]、汪燦等[12,18-19]、張彥軍等[20]的方法分別計(jì)算各單項(xiàng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)(drought resistance coefficient, DC)、綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)值[subordinative function value,μ(xi)]和抗旱性度量值(drought resistance comprehensive evaluation value,D)。計(jì)算公式如下：

DC=處理測(cè)定值/對(duì)照測(cè)定值

(1)

負(fù)向指標(biāo)的抗旱系數(shù)DC=-處理測(cè)定值/對(duì)照測(cè)定值

(2)

(3)

由公式(3)計(jì)算各綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，式中，xi、ximin和ximax分別表示第i個(gè)綜合指標(biāo)及第i個(gè)綜合指標(biāo)的最小值和最大值。

(4)

(5)

分別按公式(4)和(5)計(jì)算各綜合指標(biāo)的因子權(quán)重(ωi)和抗旱性度量值(D)。式中，ωi表示第i個(gè)綜合指標(biāo)在所有綜合指標(biāo)中的重要程度；pi為第i個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 各單項(xiàng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)分析

與對(duì)照相比，供試材料在干旱脅迫處理和復(fù)水后，各指標(biāo)均發(fā)生了不同程度的變化(表2、3)。干旱脅迫后，葉片MDA含量和SOD、POD活性的抗旱系數(shù)平均值的絕對(duì)值均大于1，說(shuō)明水分脅迫后，葉片MDA含量和SOD、POD活性均升高，絕對(duì)值越大，升高幅度越大；復(fù)水3 d后，葉片MDA含量和SOD、POD活性的抗旱系數(shù)平均值與干旱脅迫下的數(shù)值相比，都有不同程度地下降。由此可見，植物受到脅迫后，SOD、POD活性升高用以幫助植物清除氧自由基，且抗氧化物酶活性越高，植物抗旱性越強(qiáng)；MDA含量為負(fù)向指標(biāo)能夠體現(xiàn)出葉片膜脂過氧化的程度，含量越高，抗旱性越弱，復(fù)水后，含量降低的幅度越大，抗旱性越強(qiáng)。

表1 試驗(yàn)材料Table 1 Material list

干旱脅迫后，相對(duì)葉綠素含量、相對(duì)含水量和株高的抗旱系數(shù)平均值小于1，說(shuō)明水分脅迫后，相對(duì)葉綠素含量、相對(duì)含水量和株高降低；復(fù)水3 d后，相對(duì)葉綠素含量的抗旱系數(shù)平均值小于干旱脅迫下的數(shù)值，相對(duì)含水量抗旱系數(shù)平均值大于干旱脅迫下的數(shù)值，說(shuō)明復(fù)水后，相對(duì)葉綠素含量繼續(xù)降低，相對(duì)含水量則升高。由此可知，在水分脅迫下，葉綠素大量降解，使光合作用降低，復(fù)水后，相對(duì)葉綠素含量繼續(xù)降低，這可能與復(fù)水的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，即時(shí)間過短，不能使相對(duì)葉綠素含量迅速恢復(fù)。相對(duì)含水量在干旱脅迫和復(fù)水中能夠體現(xiàn)出植物的保水能力和恢復(fù)能力，干旱脅迫后，相對(duì)含水量降低，說(shuō)明植物出現(xiàn)了萎蔫的情況，降幅越大，植物萎蔫的程度越嚴(yán)重，復(fù)水后，相對(duì)含水量升高，說(shuō)明植物的萎蔫情況得到了緩解，升幅越大，植物的恢復(fù)能力越強(qiáng)，抗旱性隨之越強(qiáng)。

由此可見，普通菜豆的各單項(xiàng)指標(biāo)的變化和變化幅度不完全相同，很難用單一指標(biāo)說(shuō)明材料的抗旱性，因此需要利用多個(gè)指標(biāo)通過綜合分析的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表2 斷水12 d后各單項(xiàng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)Table 2 Drought resistance coefficients of single index after 12 days without water supply

表3 復(fù)水3 d后各單項(xiàng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)Table 3 Drought resistance coefficients of single index after rewatering for 3 days

2.2 抗旱性綜合評(píng)價(jià)

2.2.1 主成分分析 利用DPS 18.1軟件分別對(duì)水分脅迫和復(fù)水后的單項(xiàng)指標(biāo)的抗旱系數(shù)進(jìn)行主成分分析(表4、5)，水分脅迫和復(fù)水后的前4個(gè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率分別為26.443%、23.125%、18.283%、12.551%和29.533%、27.854%、17.992%、13.399%，累計(jì)貢獻(xiàn)率分別達(dá)到80.402%和88.778%，特征值的累計(jì)貢獻(xiàn)率均超過了80%，因此前4個(gè)因子足以反應(yīng)該數(shù)據(jù)的絕大部分信息，分別用F1、F2、F3、F4和F1′、F2′、F3′、F4′來(lái)表示。在F1中脅迫后的POD活性有較高的載荷量，在F2中脅迫后的MDA含量有較高的載荷量，在F3中脅迫后的株高有較高的載荷量，F(xiàn)4中脅迫后的SOD活性有較高的載荷量；在F1′中復(fù)水后的葉綠素含量有較高的載荷量，在F2′中復(fù)水后的SOD活性有較高的載荷量，在F3′中復(fù)水后的MDA含量有較高的載荷量，在F4′中復(fù)水后的相對(duì)含水量有較高的載荷量。

表4 斷水12 d后各綜合指標(biāo)載荷矩陣及貢獻(xiàn)率Table 4 Component matrix and cumulative contribute rate after 12 days without water supply

2.2.2D值及綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)公式(2)(3)(4)可以得出各供試材料脅迫和復(fù)水后的抗旱性度量值D值(表6)，兩者的D值分別介于0.215～0.778 和0.168～0.831，平均值分別為0.656 和0.617，變異系數(shù)分別為19.5%和21.4%，根據(jù)各自的D值對(duì)供試材料進(jìn)行排序，結(jié)果表明，兩種方法對(duì)供試材料的抗旱性排序雖然不完全相同，但是相同率很高，例如干旱脅迫下的D值排序前10的材料，分別在復(fù)水后D值的排序中排名第8、第29、第10、第4、第12、第3、第9、第5、第17、第11位。

表5 復(fù)水3 d后各綜合指標(biāo)載荷矩陣及貢獻(xiàn)率Table 5 Component matrix and cumulative contribute rate after rewatering for 3 days

2.2.3 聚類分析及抗旱級(jí)別劃分 采用歐式距離可變類平均法對(duì)50個(gè)供試材料的D值進(jìn)行系統(tǒng)聚類(圖1)，當(dāng)距離約在0.4和0.6處時(shí)，可將50個(gè)供試材料的脅迫和復(fù)水的抗旱性聚為3類，分別為高抗、中抗和低抗。由表7可知，在脅迫12 d后的聚類結(jié)果中，篩選出高抗材料34份，占總數(shù)的68%；中抗材料9份，占總數(shù)的18%；低抗材料7份，占總數(shù)的14%。在復(fù)水3 d后的聚類結(jié)果中高抗材料、中抗材料和低抗材料分別為11、37和2份，分別占總數(shù)的22%、74%和4%。其中，復(fù)水3 d后篩選出的10份高抗材料和2份低抗材料與脅迫12 d后篩選出高抗材料和低抗材料完全相同；脅迫12 d后篩選出的9份中抗材料中的8份與復(fù)水3 d后篩選出的中抗材料完全相同；脅迫12 d后篩選出的其余24份高抗材料、其余5份低抗和1份中抗材料分別歸于復(fù)水3 d后的中抗和高抗材料中。從各個(gè)材料在脅迫和復(fù)水過程中的生理指標(biāo)的變化來(lái)看，兩種方法篩選出的完全相同的10份高抗材料，在受到脅迫時(shí)，葉片細(xì)胞膜脂過氧化作用較輕，SOD活性和POD活性迅速升高，復(fù)水后，MDA含量降幅較大，葉片細(xì)胞膜損害受到修復(fù)的程度更深，質(zhì)膜透性減??；C33安播和C24紅豆這兩份材料在受到脅迫時(shí)，葉片細(xì)胞膜脂過氧化作用嚴(yán)重，SOD活性和POD活性升高較小，復(fù)水后，MDA含量降幅較小，葉片細(xì)胞膜損害受到修復(fù)的程度較低，表現(xiàn)出較弱的抗旱性；兩種方法篩選出相同的8份中抗材料的抗旱表現(xiàn)則介于高抗和低抗之間。

表6 供試材料抗旱性評(píng)價(jià)的D值Table 6 D value of drought resistance evaluation in tested Materials

表6(續(xù))

圖1 基于D值的供試材料抗旱性系統(tǒng)聚類圖Fig.1 Fuzzy clustering dendrogram of drought resistance in tested materials based on D value

表7 供試材料抗旱性的聚類分析結(jié)果Table 7 Cluster analysis for the drought resistance of tested Materials

表7(續(xù))

2.3 抗旱指標(biāo)篩選

以斷水12 d后和復(fù)水3 d后的D值為因變量，以兩者各個(gè)指標(biāo)的抗旱系數(shù)為自變量分別進(jìn)行逐步回歸分析，得到各自的回歸方程，兩個(gè)回歸方程的決定系數(shù)分別為R2=0.999 和R2=0.998，P=0.000 1達(dá)極顯著水平(表8)，說(shuō)明上述回歸方程擬合度好，可以用于普通菜豆苗期的抗旱性評(píng)價(jià)。由兩個(gè)回歸方程可知，斷水12 d后的SOD活性、MDA含量、POD活性、相對(duì)含水量、株高和復(fù)水3 d后的 SOD活性、MDA含量、相對(duì)葉綠素含量、相對(duì)含水量對(duì)普通菜豆苗期抗旱性有顯著影響，可作為普通菜豆苗期抗旱性鑒定的指標(biāo)。由表9、10可知，斷水12 d后SOD活性(x1)、POD活性(x3)和復(fù)水3 d后相對(duì)葉綠素含量(x′3)、相對(duì)含水量(x′4)與各自D值呈顯著相關(guān)性；斷水12 d后MDA含量(x2)和復(fù)水3 d后MDA含量(x′2)與各自D值呈極顯著相關(guān)性。說(shuō)明斷水12 d后MDA含量(x2)和復(fù)水3 d后MDA含量(x′2)對(duì)各自D值的直接作用大于間接作用總和，兩者對(duì)各自D值起主要作用，而其余指標(biāo)對(duì)各自D值的貢獻(xiàn)主要是通過斷水12 d后MDA含量(x2)和復(fù)水3 d后MDA含量(x′2)間接實(shí)現(xiàn)的。

表8 供試材料抗旱性模型預(yù)測(cè)Table 8 Model predict of drought resistance in tested Materials

3 討論

3.1 干旱脅迫和復(fù)水對(duì)普通菜豆苗期形態(tài)及生理特性的影響

普通菜豆大多生長(zhǎng)在自然環(huán)境惡劣、土地貧瘠的干旱冷涼區(qū)，在長(zhǎng)期的生長(zhǎng)過程中形成了復(fù)雜的抗逆生理機(jī)制。張美俊等[21]研究表明，逆境可導(dǎo)致植株的形態(tài)和生理生化指標(biāo)發(fā)生改變。本研究表明，在干旱脅迫下，與對(duì)照相比，植株株高普遍變矮，相對(duì)葉綠素含量和相對(duì)含水量下降，葉片MDA含量和SOD、POD活性升高，且抗旱性越強(qiáng)的品種株高和相對(duì)含水量下降越少，SOD活性和POD活性升高得越多，MDA積累得越少。Turkan等[22]研究指出，耐旱品種的脯氨酸積累量、SOD活性、過氧化氫酶(catalase, CAT)活性均高于敏感品種，并且能保持更高的氣孔導(dǎo)度，耐旱品種通過保持較高的抗氧化酶活性，從而減弱活性氧對(duì)機(jī)體的損傷。邵惠芳[23]等通過研究豫煙10號(hào)和豫煙12號(hào)兩種煙草幼苗葉片在不同干旱脅迫下生理指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫下仍保持較強(qiáng)的抗氧化酶活性是豫煙12號(hào)耐旱的主要生理原因。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，在苗期，抗旱性強(qiáng)的品種在水分虧缺的狀態(tài)下，通過維持地上部一定的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，為生殖生長(zhǎng)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)抗旱性強(qiáng)的品種可以維持較高的葉片保水能力和SOD、POD活性，從而較好地保持自身葉片的水分平衡，快速清除干旱脅迫環(huán)境下產(chǎn)生的有害成分，減輕MDA積累對(duì)植株的傷害，以保證植株在干旱環(huán)境下能夠更好地生長(zhǎng)。

表9 斷水12 d后各指標(biāo)與D值的通徑分析Table 9 Path analysis of single index and Dvalue after 12 days without water supply

表10 復(fù)水3 d后各指標(biāo)與D值的通徑分析Table 10 Path analysis of single index and D value after rewatering for 3 days

復(fù)水后，植株恢復(fù)的快慢和程度與品種的抗旱性關(guān)系緊密。徐穎等[24]通過對(duì)13個(gè)類型盆栽海棠的干旱及復(fù)水后的葉片凈光合速率(net photosynthesis rate, Pn)，蒸騰速率(transpiration rate, Tr)及水分利用效率(water use efficiency, WUE)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在干旱脅迫下維持高水平的Pn和WUE以及復(fù)水后能夠很快恢復(fù)甚至超過原初狀態(tài)的點(diǎn)種更有利于適應(yīng)干旱。本試驗(yàn)通過研究復(fù)水3 d后不同品種生理指標(biāo)的變化來(lái)說(shuō)明復(fù)水后植物的表現(xiàn)與抗旱性的關(guān)系，結(jié)果表明，與干旱脅迫相比，復(fù)水后MDA含量均有不同程度地下降，相對(duì)含水量有小幅度上升，抗旱性強(qiáng)的品種在復(fù)水后SOD活性、POD活性和葉片相對(duì)含水量能維持較高水平且MDA含量大幅度降低。由此可知，復(fù)水后植物各個(gè)生理指標(biāo)的變化與植物的抗旱性關(guān)系很緊密，將植物復(fù)水后的生理指標(biāo)與干旱脅迫后的生理指標(biāo)進(jìn)行兩相比較，可以更科學(xué)準(zhǔn)確地鑒定植物的抗旱性。

3.2 普通菜豆苗期抗旱性評(píng)價(jià)方法的選擇

目前，前人對(duì)多種作物不同生育時(shí)期的抗旱性鑒定都采用了隸屬函數(shù)法、主成分分析法和D值等綜合評(píng)價(jià)方法[25-27]。路之娟等[28]采用D值評(píng)價(jià)不同基因型苦蕎的耐旱能力，并將參試品種劃分為耐旱型、中間型和不耐旱型，鑒定結(jié)果較為理想。汪燦等[19]以D值、綜合抗旱系數(shù)(comprehensive drought resistance coefficient, CDC)、加權(quán)抗旱系數(shù)(weight drought resisitance coefficient, WDC)為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)參試材料進(jìn)行抗旱性排序，結(jié)果基本相同，但只有基于D值的聚類分析結(jié)果與各材料在田間的實(shí)際抗旱表現(xiàn)更接近，且與產(chǎn)量的相關(guān)性最為密切。D值是一個(gè)無(wú)量綱的純數(shù)，使得不同品種間的抗旱性差異具有可比性，是一種比較可靠的評(píng)價(jià)方法[29]。本試驗(yàn)分別對(duì)干旱脅迫和復(fù)水的D值進(jìn)行聚類，根據(jù)聚類結(jié)果分別對(duì)從試材料進(jìn)行抗旱級(jí)別分類，可分為高抗、中抗和低抗3類，兩者總體分類結(jié)果的一致率(劃分在相同級(jí)別)達(dá)到40%，鄰級(jí)率(劃分在相鄰級(jí)別)為60%，未出現(xiàn)跨級(jí)的材料，由此說(shuō)明這兩種研究方法的一致性很好。尤其是在高抗和低抗的品種分類中，復(fù)水后篩選出的品種與干旱脅迫后篩選出的品種重疊部分分別達(dá)到了90%和100%，進(jìn)一步說(shuō)明了復(fù)水后的抗旱性在普通菜豆苗期抗旱性綜合評(píng)價(jià)中的驗(yàn)證補(bǔ)充作用。本研究將復(fù)水后普通菜豆的抗旱性引入到普通菜豆苗期綜合抗旱性的評(píng)價(jià)中，改變了以往在苗期抗旱性鑒定中只依靠干旱脅迫后的指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的單一性，這兩種研究方法的結(jié)合使得鑒定結(jié)果更加科學(xué)和準(zhǔn)確。

3.3 普通菜豆苗期抗旱性鑒定指標(biāo)的篩選

作物的抗旱性很復(fù)雜，是眾多因素和多種機(jī)制共同作用的結(jié)果，不同作物在不同時(shí)期的抗旱機(jī)制也不同[30-33]。對(duì)普通菜豆苗期的抗旱性進(jìn)行鑒定，指標(biāo)的合理選擇尤為重要。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在不同作物苗期的抗旱性鑒定方面做了大量的工作，發(fā)現(xiàn)多種性狀和指標(biāo)都與抗旱性有關(guān)。例如，趙利等[34]采用苗期反復(fù)干旱法，對(duì)16份胡麻品種進(jìn)行苗期抗旱性鑒定，發(fā)現(xiàn)根冠比和反復(fù)干旱成活率可作為胡麻苗期抗旱性鑒定的指標(biāo)；Munoz-Perea等[35]在干旱脅迫和非脅迫環(huán)境下，對(duì)6個(gè)中粒普通菜豆品種進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)水分利用效率在這些品種中差異顯著；Lizana等[36]在智利和玻利維亞的不同地點(diǎn)測(cè)定了24個(gè)菜豆品種的產(chǎn)量和光合特性，發(fā)現(xiàn)耐旱品種在氣孔導(dǎo)度、光合速率等方面表現(xiàn)出極大的可塑性；李龍等[7]根據(jù)各性狀指標(biāo)與綜合抗旱指數(shù)的關(guān)聯(lián)度篩選出葉片相對(duì)含水量、相對(duì)葉綠素含量及PSⅡ最大量子產(chǎn)量3個(gè)與抗旱性關(guān)系最為密切的指標(biāo)，認(rèn)為在普通菜豆苗期抗旱性鑒定中應(yīng)注重葉片生理指標(biāo)的選用。本研究選取斷水12 d后和復(fù)水3 d后的形態(tài)和生理指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)這些指標(biāo)與普通菜豆的抗旱性都有不同程度的相關(guān)性。通過逐步回歸分析及進(jìn)一步的通徑分析得到與D值顯著相關(guān)的指標(biāo)有斷水12 d后的SOD活性、MDA含量、POD活性、相對(duì)含水量、株高和復(fù)水3 d后的SOD活性、MDA含量、葉綠素含量、相對(duì)含水量，且兩者的MDA含量與各自D值呈極顯著相關(guān)性。由此可見，普通菜豆苗期的抗旱性鑒定中生理指標(biāo)的測(cè)定尤為重要，尤其是干旱脅迫和復(fù)水后的MDA含量，可作為普通菜豆苗期抗旱性鑒定的有效評(píng)價(jià)指標(biāo)。

本試驗(yàn)是在盆栽的條件下研究了不同菜豆品種苗期脅迫12 d(重度脅迫)和復(fù)水3 d后的抗旱性，而對(duì)于菜豆在不同生育期及不同的脅迫程度(輕度脅迫、中度脅迫和重度脅迫)和復(fù)水后不同時(shí)間(復(fù)水1、2和3 d)下各自對(duì)抗旱性的影響方面仍有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，普通菜豆復(fù)水后的生理指標(biāo)與苗期的抗旱性關(guān)系緊密，在此基礎(chǔ)上確定了干旱脅迫和復(fù)水后兩者D值互相比較驗(yàn)證的抗旱性綜合評(píng)價(jià)方法。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，普通菜豆苗期干旱脅迫和復(fù)水后的MDA含量可有效用于普通菜豆資源的抗旱性鑒定中，從而簡(jiǎn)化鑒定篩選工作。