張娟偉 石亞飛 路旭平 楊文偉 田 蕾 李培富 張振海 羅成科,*

(1 寧夏大學農(nóng)學院，寧夏 銀川 750021；2 寧夏農(nóng)林科學院農(nóng)作物研究所，寧夏 銀川 750021)

西北干燥區(qū)單季稻作區(qū)為我國六大稻作區(qū)之一，在我國糧食生產(chǎn)中具有不可替代的作用[1]。寧夏引黃灌區(qū)是西北干燥區(qū)單季稻作區(qū)主要稻區(qū)之一，該區(qū)域熱量充沛、晝夜溫差大，光溫條件好，灌排便利，發(fā)展單季稻生產(chǎn)具有得天獨厚的優(yōu)勢[2]。盡管該區(qū)域水稻種植面積較小，但出產(chǎn)的稻米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，已被列為優(yōu)質(zhì)粳稻最佳生態(tài)區(qū)之一[3]。水稻是高需水作物，對水分缺失較為敏感，水分不足會明顯影響水稻的生長發(fā)育和產(chǎn)量。水稻生活史的起始階段是萌發(fā)期，該時期種子發(fā)育的好壞對隨后的成苗效果起著決定作用，以萌發(fā)期作為關鍵時期進行水稻種質(zhì)資源耐旱性鑒定，有助于挖掘水稻耐旱種質(zhì)資源和培育耐旱品種，對提高作物水分利用效率、保證干旱易發(fā)地區(qū)稻谷的產(chǎn)量穩(wěn)定具有重要意義。

聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)作為一種理想的滲透調(diào)節(jié)劑，被用于模擬干旱脅迫處理水稻種子萌發(fā)[4]，耐逆育種工作者往往通過測定脅迫處理后的根、芽有關形態(tài)指標，進行水稻萌發(fā)期耐旱性鑒定。在進行水稻萌發(fā)期或芽期耐旱性鑒定指標的篩選研究中，王賀正等[5]認為相對芽長和相對芽干重與品種的耐旱性緊密相關，這兩個形態(tài)指標可以作為鑒定水稻耐旱性的評價指標；李其勇等[6]篩選出儲藏物質(zhì)轉化率可作為一級耐旱鑒定指標，活力指數(shù)和D值為二級耐旱鑒定指標；田又升等[7]分析認為，胚芽干重、發(fā)芽率、胚芽鞘長和根冠比均可作為耐旱主要指標；翟榮榮等[8]和袁杰等[9]的研究結果均表明，相對發(fā)芽率、相對芽長和相對根長為耐旱鑒定的3個重要指標；敬禮恒等[10]對湖南省內(nèi)推廣的12個秈稻品種萌發(fā)期的耐旱性鑒定結果表明，相對發(fā)芽率、相對芽長、相對根長、相對根芽干重和種子萌發(fā)耐旱指數(shù)均可作為耐旱評價關鍵指標。

本研究結合以上文獻報道，選擇相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率、相對芽長、相對根長、相對根芽干重、相對根芽鮮重、活力指數(shù)、萌發(fā)耐旱指數(shù)8個根、芽形態(tài)指標進行試驗。首先篩選出水稻萌發(fā)期模擬干旱脅迫(PEG-6000)的適宜濃度，然后針對139份不同來源粳稻種質(zhì)資源進行萌發(fā)期耐旱性鑒定。在此基礎上，利用主成分分析法、隸屬函數(shù)結合權重分析法對這些種質(zhì)資源的耐旱性進行綜合評價，以期鑒定出較為理想的耐旱種質(zhì)，為西北干燥區(qū)單季稻作區(qū)耐旱新品種選育提供耐旱種質(zhì)資源。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選用的139份粳稻種質(zhì)資源主要來源于我國不同省份(103份)，少量來自其他各國，其中法國2份、葡萄牙2份、阿爾巴尼亞1份、南斯拉夫1份、澳大利亞2份、美國1份、巴西1份、孟加拉國1份、韓國4份、朝鮮4份、日本17份，具體信息見表1。

表1 139份粳稻種質(zhì)資源信息及萌發(fā)期耐旱性表現(xiàn)

1.2 試驗方法

試驗前先對各種質(zhì)資源種子進行42℃預處理 2 d，打破種子休眠，然后挑選均一、飽滿和健康的各種質(zhì)資源種子150粒(3次重復，每個重復50粒)，用10%次氯酸鈉溶液消毒30 min，蒸餾水沖洗5次后，將其分別接種于含有蒸餾水(對照)和PEG-6000溶液(模擬干旱)浸濕的雙層濾紙培養(yǎng)皿中，置于人工氣候箱中發(fā)芽培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為28℃光照12 h/26℃黑暗12 h。脅迫處理期間，每天進行不同溶液更換以保證脅迫濃度的穩(wěn)定性，脅迫處理共8 d。

為了篩選模擬干旱脅迫的PEG-6000溶液的最佳濃度，在前期預備試驗并結合前人報道[11]的基礎上，將寧粳7號、寧粳9號、寧粳36號暫定為萌發(fā)期耐旱種質(zhì)，將寧粳16號、富源4號、長白9號暫定為萌發(fā)期旱敏感種質(zhì)，以這6份種質(zhì)為供試材料，設置PEG-6000溶液濃度梯度分別為0%、5%、10%、15%、20%進行最佳濃度篩選試驗，獲得的最佳濃度用于139份粳稻種質(zhì)資源萌發(fā)期耐旱性鑒定。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 萌發(fā)指標測定 以胚根長度與種子等長、胚芽長度為種子長度一半為發(fā)芽標準[12],每日定時測定發(fā)芽種子數(shù)。根據(jù)以下公式計算發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、種子萌發(fā)指數(shù)、萌發(fā)耐旱指數(shù)：

發(fā)芽勢=第4天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)

(1)

發(fā)芽率=第8天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)

(2)

發(fā)芽指數(shù)=∑(DG/DT)

(3)

式中，DG為逐日發(fā)芽種子數(shù)，DT為相應DG的發(fā)芽天數(shù)，計數(shù)至第8天。

活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×(芽長+根長)

(4)

萌發(fā)耐旱指數(shù)=水分脅迫下種子萌發(fā)指數(shù)/對照種子萌發(fā)指數(shù)

(5)

式中，種子萌發(fā)指數(shù)=(1.00)nd2+(0.75)nd4+(0.50)nd6+(0.25)nd8，其中nd2、nd4、nd6、nd8分別為第 2、第4、第6、第8天的種子發(fā)芽率，1.00、0.75、0.50、0.25 分別為相應萌發(fā)天數(shù)所賦予的權重系數(shù)。

根芽性狀：處理后第8天在各培養(yǎng)皿內(nèi)隨機選取15粒已發(fā)芽的種子，計算各種子的芽長、根長，稱量鮮重后105℃烘箱內(nèi)殺青0.5 h，80℃烘至恒重后稱量干重。

1.3.2 根、芽相關指數(shù)計算方法 針對不同處理，隨機挑取模擬干旱處理后第8天已發(fā)芽的種子15粒，分別統(tǒng)計各種子的芽長和根長，以及根和芽的鮮重，稱量鮮重后將它們分別置烘箱內(nèi)烘干至恒重，稱量根和芽的干重。根據(jù)公式計算各指標耐旱系數(shù)(drought coefficient，DC)：DC=脅迫指標測定值/對照指標測定值。計算出的相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率、相對根長、相對芽長、發(fā)芽指數(shù)、相對根芽鮮重、相對根芽干重和活力指數(shù)均用于后續(xù)試驗分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

使用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，利用 SPSS 20.0 軟件進行方差分析、相關性分析和主成分分析，利用TBtools軟件進行聚類分析，采用隸屬函數(shù)結合權重分析法進行萌發(fā)期耐旱性綜合評價。綜合評價過程中用到的隸屬函數(shù)值、各指標的權重、綜合耐旱能力D值的具體計算方法和公式見參考文獻[13]。

2 結果與分析

2.1 模擬干旱脅迫PEG-6000最佳濃度篩選

本試驗初步選擇了3個耐旱和3個旱敏感種質(zhì)，利用不同濃度PEG-6000脅迫6份種質(zhì)的種子萌發(fā)。結果表明，5% PEG-6000對旱敏感種質(zhì)的發(fā)芽影響不明顯，當濃度為10%～20%對旱敏感種質(zhì)的發(fā)芽影響顯著，而對耐旱種質(zhì)來說，5%～10% PEG-6000對其發(fā)芽影響不顯著，當濃度在15%～20%之間時耐旱種質(zhì)的發(fā)芽明顯受到影響。隨著PEG-6000濃度的不斷增加，萌發(fā)期耐旱、旱敏種質(zhì)的大多數(shù)耐旱相關指標基本呈現(xiàn)下降趨勢。其中，與低濃度脅迫(5% PEG-6000)相比，15%濃度脅迫下旱敏感種質(zhì)的大多數(shù)耐旱相關指標(相對發(fā)芽勢、相對芽長、相對根芽鮮重、相對根芽干重、活力指數(shù)、萌發(fā)耐旱指數(shù))均存在顯著差異(P<0.05)，耐旱種質(zhì)中有一半耐旱相關指標(相對根長、相對芽長、相對根芽鮮重、相對根芽干重)存在顯著差異(P<0.05)(表2)。此外，試驗還觀察到，20% PEG-6000濃度嚴重抑制了不同種質(zhì)的萌發(fā)。因此，本研究選擇15% PEG-6000作為種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱性鑒定的最佳濃度。

表2 不同 PEG-6000 濃度下不同種質(zhì)萌發(fā)期耐旱相關指標統(tǒng)計分析

2.2 種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱相關指標分析

利用15% PEG-6000模擬干旱脅迫粳稻種質(zhì)資源的種子萌發(fā)，統(tǒng)計分析8個耐旱相關指標在139份材料間的變異情況，結果表明，耐旱相關指標的變異系數(shù)介于13.2%～53.0%之間，變異系數(shù)從大到小依次為：活力指數(shù)>相對芽長、相對根芽鮮重>相對根長>相對根芽干重>相對發(fā)芽勢>萌發(fā)耐旱指數(shù)>相對發(fā)芽率。其中，活力指數(shù)在品種間差異最大，變異系數(shù)為53%，相對發(fā)芽率在品種間差異最小，變異系數(shù)為13.2%。除了相對發(fā)芽率外，其他耐旱相關指標的變異系數(shù)均大于25%(表3)。說明這些指標在139份種質(zhì)資源之間存在著豐富的變異，可作為重要的粳稻耐旱性篩選指標。

表3 粳稻種質(zhì)資源萌發(fā)期耐旱相關指標分析

2.3 種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱性指標相關性分析

針對萌發(fā)期8個耐旱相關指標，如相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率、相對根長、相對芽長、相對根芽干重、相對根芽鮮重、萌發(fā)耐旱指數(shù)和活力指數(shù)進行相關性分析。8個耐旱相關指標間均呈極顯著正相關，其中，相對發(fā)芽勢與萌發(fā)耐旱指數(shù)、相對發(fā)芽勢與相對發(fā)芽率、活力指數(shù)與萌發(fā)耐旱指數(shù)、相對發(fā)芽率與萌發(fā)耐旱指數(shù)、相對根長與活力指數(shù)、相對芽長與活力指數(shù)，兩兩指標之間的相關系數(shù)均達到0.6以上(表4)，說明這些指標的變化趨勢具有一致性。

表4 粳稻種質(zhì)資源萌發(fā)期耐旱指標間的相關性分析

2.4 種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱性主成分分析

本研究對萌發(fā)期 8個耐旱相關指標進行了主成分分析，結果如表5所示。CI1、CI2、CI3、CI44個主成分的特征值分別為4.190、1.246、0.743和0.619，均大于0.6，累計貢獻率達到84.963%，能充分概括大多數(shù)指標，符合指標選擇的原則[14]，因而提取這4個主成分進行分析。在主成分1中，相對發(fā)芽勢、相對芽長、活力指數(shù)和萌發(fā)耐旱指數(shù)的載荷值較高，均在0.73以上，這4個指標是該主成分的主要作用因子。在主成分2中，相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽勢的載荷絕對值分別是0.495和0.487，這兩個指標為該主成分的主要作用因子。而在主成分3中，僅有相對根芽鮮重表現(xiàn)出較高的載荷值(0.738)，可以作為該主成分的作用因子。在主成分4中，相對根芽干重的載荷絕對值也表現(xiàn)的較高(0.556)，能夠作為該主成分的作用因子。綜合考慮，將相對發(fā)芽勢、相對芽長、活力指數(shù)及萌發(fā)耐旱指數(shù)4個指標作為種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱性評價的關鍵指標。

表5 主成分貢獻率及特征向量

2.5 種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱性綜合評價

利用139份粳稻種質(zhì)資源萌發(fā)期耐旱性的綜合指標值(CI1～CI4)分別計算隸屬函數(shù)值。根據(jù)萌發(fā)期各綜合指標貢獻率的大小，依次求出4個綜合指標的權重，分別為0.616、0.183、0.109和0.091。用上述4個隸屬函數(shù)值與權重的乘積并累加得到綜合評價值(D)，并根據(jù)D值對139份粳稻種質(zhì)資源萌發(fā)期的耐旱性進行排序(表1)。

由結果可知，139份粳稻種質(zhì)D值范圍介于0.109～0.891之間，其中，D≥0.81的種質(zhì)有No.128(松粳3號)、No.127(通院515)、No.129(龍粳807)、No.44(松粳20)、No.11(Farry)，可以將上述種質(zhì)視為萌發(fā)期耐旱能力強的種質(zhì)資源；D值≤0.19的種質(zhì)資源有No.35(京引58)、No.31(Calrose)、No.93(寧大15149)、No.66(新稻10號)、No.102(山形86)。D值在一定程度上能夠客觀反映出種子萌發(fā)期各粳稻種質(zhì)資源耐旱性的強弱。一般而言，D值越大，耐旱性越強。因此，本研究認為上述種質(zhì)為萌發(fā)期耐旱能力弱的種質(zhì)資源。

2.6 種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱性相關指標的聚類分析

根據(jù)D值大小將139份粳稻種質(zhì)資源分成三種類型，分別為耐旱種質(zhì)(0.698

圖1 基于4個萌發(fā)期耐旱關鍵指標及D值的139份粳稻種質(zhì)資源聚類圖

2.7 種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱性地域差異比較

139份粳稻種質(zhì)資源廣泛分布于歐美、日韓、中國。為了進一步分析這些粳稻種質(zhì)資源萌發(fā)期的耐旱性是否存在地域差異，對萌發(fā)期耐旱性4個關鍵指標分別進行地域差異顯著性分析。結果表明，來自歐美的種質(zhì)資源的相對發(fā)芽勢、相對芽長及萌發(fā)耐旱指數(shù)均顯著低于日韓和中國(P<0.05)，種質(zhì)資源表現(xiàn)為旱敏感表型；日韓種質(zhì)資源的相對發(fā)芽勢、相對芽長、萌發(fā)耐旱指數(shù)和D值與中國無顯著差異(P>0.05)，這兩種地域的種質(zhì)資源均表現(xiàn)為中等耐旱表型(表6)。

表6 不同區(qū)域粳稻種質(zhì)資源萌發(fā)期耐旱性差異比較

進一步對來源于我國不同稻作區(qū)的種質(zhì)資源進行耐旱性差異分析，結果表明不同稻作區(qū)的種質(zhì)資源的耐旱關鍵指標、D值差異不顯著(P>0.05)，總體表現(xiàn)出中等耐旱表型(表7)，種子萌發(fā)期不同稻作區(qū)種質(zhì)資源耐旱性無明顯地域差異，不同稻作區(qū)個別種質(zhì)資源表現(xiàn)出的明顯表型差異可能與其所屬地的特殊氣候、地貌特征、地理位置等自然生態(tài)條件相關。

表7 不同稻作區(qū)粳稻種質(zhì)資源萌發(fā)期耐旱性差異比較

3 討論

3.1 種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)PEG-6000濃度的篩選

PEG-6000是一種理想的滲透調(diào)節(jié)劑，其通過調(diào)節(jié)溶液的滲透壓進而限制水分進入種子，從而影響水稻種子的萌發(fā)，以達到水分脅迫的目的[15]，PEG-6000已被廣泛用于萌發(fā)期水稻耐旱資源的篩選與評價[16-18]。由于水稻類型、水稻品種、種子處理方法和培養(yǎng)條件的不同，篩選得到的PEG-6000濃度也有所不同。彭朝才等[19]和李其勇等[6]利用不同濃度PEG-6000分別對貴州和四川秈稻進行芽期和萌發(fā)期干旱脅迫處理，表明PEG-6000的最適濃度為20%，而旱稻芽期干旱脅迫的最佳PEG-6000處理濃度為12.5%[20]。對于粳稻而言，成熟期不同，萌發(fā)期耐旱性篩選的適宜濃度也不同，翟榮榮等[8]認為25% PEG-6000是浙江晚粳稻芽期耐旱性篩選的適宜濃度；袁杰等[9]認為，新疆早粳稻萌發(fā)期耐旱性篩選的適宜濃度為20%，而田又升等[7]認為適宜濃度為15%。本研究利用不同濃度PEG-6000模擬干旱脅迫6份粳稻種質(zhì)資源，發(fā)現(xiàn)5% PEG-6000嚴重抑制旱敏感種質(zhì)和耐旱種質(zhì)種子萌發(fā)的影響差異不顯著，10% PEG-6000對兩種不同類型種質(zhì)種子萌發(fā)的影響不一致，20% PEG-6000嚴重抑制旱敏感種質(zhì)種子萌發(fā)，無法對比鑒定不同類型種質(zhì)，15% PEG-6000能夠明顯區(qū)分種子萌發(fā)期不同粳稻種質(zhì)耐旱性差異。因此，本研究認為15% PEG-6000可作為篩選鑒定種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱性的最適濃度，這與田又升等[7]的研究結論一致。

3.2 種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)耐旱性鑒定指標的選擇

萌發(fā)期、苗期和孕穗期是水稻生長中最為敏感的3個時期，萌發(fā)期是水稻群體數(shù)量建成的關鍵時期, 易受干旱脅迫的影響[21-22]。由于萌發(fā)期耐旱性鑒定具有脅迫用時短、易于重復、試驗條件穩(wěn)定、適合大批量材料鑒定等優(yōu)點，因而用PEG-6000模擬干旱條件進行萌發(fā)期耐旱性鑒定較為適宜。前人針對水稻、糜子、綠豆、豌豆等不同作物萌發(fā)期耐旱性鑒定與評價開展了大量的研究，常選用發(fā)芽率、根長、芽長、萌發(fā)耐旱指數(shù)、活力指數(shù)等指標或相對值作為耐旱關鍵指標[23-26]。對水稻，不同研究者所選用的耐旱鑒定指標不同，李其勇等[6]采用儲藏物質(zhì)轉化率作為耐旱鑒定一級指標，活力指數(shù)為耐旱鑒定二級指標；楊瑰麗等[27]選擇芽鞘長和最長根長2個指標、王賀正等[5]選用相對芽長和相對芽干重2個指標分別作為耐旱性鑒定指標；翟榮榮等[8]和袁杰等[9]認為相對發(fā)芽率、相對芽長和相對根長是耐旱鑒定的3個關鍵指標，田又升等[7]選擇了胚芽干重、發(fā)芽率、胚芽鞘長和根冠比為耐旱鑒定4個指標；敬禮恒等[10]在水稻萌發(fā)期耐旱鑒定中選用了更多的耐旱指標，包括相對發(fā)芽率、相對芽長、相對根長、相對根芽干重和種子萌發(fā)耐旱指數(shù)等。本研究在8個耐旱相關指標的基礎上，通過主成分分析法確定了相對發(fā)芽勢、相對芽長、活力指數(shù)、萌發(fā)耐旱指數(shù)4個指標作為耐旱鑒定關鍵指標，適合大量種質(zhì)萌發(fā)期耐旱性鑒定，這與李其勇等[6]的研究結論較一致。

3.3 種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源耐旱性綜合評價

耐旱性是一個復雜的數(shù)量性狀，僅利用單項耐旱指標評價種子萌發(fā)期水稻種質(zhì)資源耐旱性存在局限性[28]，宜采用多項指標對不同種質(zhì)的耐旱性進行綜合評價，從而保證結果的準確性和科學性[29]。在多數(shù)研究中，由于相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率、相對芽長、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等生長指標能夠比較全面地反映出種質(zhì)的萌發(fā)及生長狀態(tài)，因而在作物萌發(fā)期耐旱性綜合評價中被廣泛采用[30-32]。本研究選用相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率、相對根長、相對芽長、相對根芽干重、相對根芽鮮重、萌發(fā)耐旱指數(shù)和活力指數(shù)8個指標進行測定。發(fā)現(xiàn)8個指標兩兩之間均存在極顯著相關性，在此基礎上利用主成分分析將8個指標轉化為4個彼此獨立的新指標，結合隸屬函數(shù)值與權重的乘積并累加得到各種質(zhì)耐旱性的綜合評價D值，利用該指標將139份粳稻種質(zhì)資源劃分為耐旱、中等耐旱和旱敏感3種類型，準確地評價了這些資源的耐旱性，這與趙愉風等[33]對豌豆耐旱性評價結果相似。聚類分析是根據(jù)變量的數(shù)值特征變化對研究對象進行分類的一種多元統(tǒng)計分析方法，具有較高的可靠性[34]。本研究在耐旱性綜合評價的基礎上，以相對發(fā)芽勢、相對芽長、萌發(fā)耐旱指數(shù)和活力指數(shù)4個關鍵指標數(shù)值為依據(jù)進行聚類分析，以D值作為參考，將139份粳稻種質(zhì)材料分成4個亞群。其中，亞群Ⅰ為典型旱敏感亞群，亞群Ⅱ為耐旱亞群，亞群Ⅲ被視為旱敏感亞群(除6份中等耐旱種質(zhì)外)，亞群Ⅳ被視為中等耐旱亞群。從聚類圖(圖1)中可以清楚地看出，活力指數(shù)與D值表現(xiàn)出較好的一致性，說明在種質(zhì)資源聚類分析時，4個耐旱關鍵指標中的活力指數(shù)起著關鍵作用，與前人研究結果一致[35-38]。

3.4 粳稻耐旱種質(zhì)資源的挖掘與利用策略

水稻育種的重要物質(zhì)基礎是種質(zhì)資源，由于不同的地理、生態(tài)環(huán)境以及長期的種植制度等因素，形成了遍布全球的不同類型種質(zhì)資源。水稻種質(zhì)資源中蘊藏著豐富的自然變異，篩選水稻耐旱種質(zhì)資源有望挖掘耐旱基因，為培育耐旱品種提供基因資源。Vivek等[39]利用分子標記對不同秈稻品種進行遺傳多樣性分析，發(fā)現(xiàn)在不同品種間存在著廣泛的耐旱優(yōu)異等位變異，進而篩選鑒定出Norungan和TK-M1 2個耐旱品系。Yusaku等[40]從菲律賓干旱高地品種KinandangPatong中獲得了一個深根基因DRO1，將其導入到水稻栽培品種IR64中，培育出具有明顯耐旱性的Dro1轉基因水稻。Vanniarajan等[41]利用簡單重復序列(simple sequence repeat, SSR)標記對印度地方品種、秈稻和粳稻進行了遺傳多樣性分析，發(fā)現(xiàn)很多耐旱的有利等位變異多分布在粳稻品種和地方品種中。本研究從139份粳稻種質(zhì)資源中均鑒定出耐旱性強的地方品種，如Farry、Hangarlan No.1、Bertone、Galhardo和Daniela，這些種質(zhì)資源中均可能蘊藏著耐旱性狀相關的優(yōu)異等位變異，但仍需要進一步挖掘，其相應的耐旱分子標記的開發(fā)與利用也有待深入研究。

與其他稻作區(qū)相比，西北干燥區(qū)單季稻作區(qū)具有光熱充沛、晝夜溫差大和氣候干燥等優(yōu)勢條件，使該區(qū)域生產(chǎn)的稻米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)具有較好的市場前景，但現(xiàn)今水資源供給不足已明顯地限制了西北早粳稻生產(chǎn)的規(guī)模。本研究篩選鑒定到耐旱種質(zhì)寧粳36號和2012-441，中等耐旱種質(zhì)寧粳50號、寧粳51號、寧粳53號、寧粳39號和08GM38，其均為近年來新育成品種(系)，表現(xiàn)出較優(yōu)的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性；寧粳36號和寧粳50號還表現(xiàn)出品質(zhì)優(yōu)良的特性，分別達到國家1級和2級標準[42]，寧粳51號和寧粳53號的生育期還表現(xiàn)出中早熟性狀[43]。因而，在適應現(xiàn)階段西北干燥區(qū)種植業(yè)結構調(diào)整和發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的大背景下，建議以這些耐旱品種為育種親本材料，培育多耐高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的早粳稻聚合體，研發(fā)適于干燥氣候條件下的早粳稻直播技術，以保證西北干燥區(qū)稻谷的產(chǎn)量穩(wěn)定。

4 結論

本研究表明模擬干旱脅迫(PEG-6000)的最佳濃度為15%，利用8個耐旱指標綜合評價了種子萌發(fā)期粳稻種質(zhì)資源，確定了相對發(fā)芽勢、相對芽長、活力指數(shù)、萌發(fā)耐旱指數(shù)為4個關鍵指標，采用D值結合聚類分析，將139份粳稻種質(zhì)資源劃分為耐旱種質(zhì)(0.698