陕西麦区小麦品种萌发期抗旱性分析

高宝云，张 军

(商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 726000)

陕西麦区小麦品种萌发期抗旱性分析

高宝云，张 军

(商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 726000)

以21份陕西主栽小麦品种为材料，采用20% PEG-6000溶液模拟干旱胁迫，研究了小麦萌发期发芽势等8个指标的变化，并进行抗旱性综合分析。结果表明：(1)PEG胁迫后，发芽势、发芽率、初生根条数、胚根长、胚芽长、芽鲜重、根鲜重和全株鲜重等均有不同程度降低，其降幅依次为21.32%、11.32%、23.59%、40.54%、71.81%、65.39%、25.93%和39.45%；(2)通过隶属函数法分析，依据综合抗旱性D值筛选出晋麦47为强抗旱性品种，商麦5226、陕农138、陕旱981、长武134、商麦1619、小偃15、西农979和西农2000为中等抗旱性品种，郑麦9023和秦麦9号为不抗旱品种，其余为弱抗旱性品种。

小麦；萌发期；抗旱性鉴定；隶属函数法

干旱是影响作物生长和发育的主要限制因子，由于干旱造成的减产可能要超过其他自然灾害所导致的产量损失之和[1-2]。由于极端天气出现频率日益增加，我国北方大部分小麦产区全生育期都可能遭受干旱威胁[3]。抗旱性是干旱、半干旱地区小麦生产的基本要求，因此快速准确地鉴定抗旱性对于小麦抗旱栽培具有重要意义。

萌发出苗是小麦整个生育期的关键阶段，生产上播种出苗阶段遭遇干旱会导致断垄缺苗，会对群体构建和产量造成不可逆的影响[4]。前人曾采用药剂拌种[5]、磁处理[6]等方法提高小麦的发芽率，但目前最有效的方法仍是选(培)育萌发期抗旱性好的小麦品种[7]。萌发期鉴定具有耗时短、容量大、操作性强和重复性好等特点，众多学者将其作为衡量作物抗旱性的重要时期[8-9]。李国瑞等[10]采用PEG-6000溶液模拟胁迫，对西南地区小麦品种萌发期抗旱性进行评价，筛选出蜀万8号为强抗旱型品种，这为后续研究提供了较好的借鉴和参考。陕西小麦主要种植在丘陵旱地，灌溉设施差，属于雨养农业区域。为此，选用21个陕西省近几年主栽小麦品种为材料，在PEG胁迫下测定了萌发期抗旱指标并进行分析，以期为陕西小麦品种的选用(育)提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选用新洛8号等21个陕西省近几年主栽小麦品种(表1)，种子均由西北农林科技大学农学院提供。

表1 供试品种名称

1.2 试验设计

人工挑选大小一致的种子，用1% NaClO消毒5 min，蒸馏水反复冲洗后置于培养皿中，加蒸馏水放置于室温下24 h。每个品种挑选300粒萌动种子，均匀地放置于6个培养皿中(直径9 mm，双层滤纸做发芽床)。处理加20% PEG-6000溶液10 mL，对照加等量蒸馏水，3次重复。放置于人工气候箱中，温度控制在(25±1) ℃，每天光照12 h。每天定时向胁迫培养皿中加入6 mL 20% PEG-6000溶液，对照中加等量蒸馏水。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 种子萌发情况测定 从种子置床之日起观察，以胚芽长度大于等于种子长度的1/2作为发芽的标准，分别于第3天和第7天调查种子发芽势和发芽率。其中，发芽势(%)=3 d后正常发芽种子数/供试种子数×100%；发芽率(%)=7 d后正常发芽种子数/供试种子数×100%；降低幅度(%)=(对照-处理)/对照×100%。

1.3.2 发芽形态指标和生长指标测定 第7天后从各重复中随机取出10粒发芽种子，统计初生根条数，测量胚根与胚芽长度；调查后分芽、根和全株分别测定鲜重。

1.3.3 抗旱性评价 参照贾寿山等[11]的方法计算单个性状的抗旱系数：

抗旱系数=胁迫测定值/对照测定值×100%

综合抗旱系数=n个性状指标的相对值之和/n

(1)

利用隶属函数法，对单个观测指标进行加权求均值，以评价各品种抗旱性差异[8]：

u(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)，j=1、2、3…

(2)

式中：u(Xj)为隶属函数值；Xj表示第j个指标的抗旱系数；Xmin和Xmax分别表示第j个指标抗旱系数的最小值和最大值。

抗旱性综合评价值(D)计算公式[12-13]：

(3)

参照李国瑞等[10]的分级标准，即D>0.80为强抗旱型(1级)，0.50

1.4 数据分析

采用Excel 2003软件整理试验数据，用SAS 8.1软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 PEG胁迫对小麦发芽势和发芽率的影响

由表2可知，PEG胁迫后供试品种的发芽势和发芽率均有不同程度的下降。胁迫后发芽势和发芽率的变动范围分别为38.75%～87.26%和59.54%～98.76%，较清水对照降低幅度分别为9.35%～37.97%和1.24%～38.46%，平均降低幅度为21.32%和11.32%。从各品种的发芽势来看，V11降低幅度最小(9.35%)，V6和V12降幅较大，在33%以上；从发芽率来看，V11降低幅度最小(1.24%)，V6和V13降幅较大，在30%以上。

2.2 PEG胁迫对小麦形态指标的影响

PEG胁迫下小麦单株根条数、胚根长和胚芽长较对照呈下降趋势(表3)。胁迫后单株根数、胚根长和胚芽长的变动范围分别为2.00～4.55条/株、1.39～6.59 cm和0.90～3.71 cm，降低幅度分别为6.59%～37.01%、1.39%～6.59%和53.75%～85.11%，平均降低幅度分别为23.59%、40.54%和71.81%。从单株根长来看，V7和V12降幅较小，均在7%左右；V2、V13、V18和V21降幅较大，在30%以上。从胚根长来看，V11降幅最小(5.17%)，V1、V4、V5、V8和V16降幅较大，在60%以上。从胚芽长来看，V4降幅相对最小(53.75%)，V2降幅最大(85.11%)。

2.3 PEG胁迫对小麦生长指标的影响

由表4可知，PEG胁迫后小麦单株芽重、单株根重和全株重量呈下降趋势。胁迫后单株芽重、根重和全株重的变动范围分别为0.013～0.036、0.064～0.099和0.081～0.157，降低幅度分别为45.76%～76.40%、11.73%～37.95%和21.67%～48.70%，平均降低幅度分别为65.39%、25.93%和39.45%。从单株芽重来看，V11降幅相对最小(45.76%)，V2、V8、V9和V16和V20降幅较大，在70%以上。从单株根重来看，V5降幅最小(11.73%)，V4和V10降幅较大，在35%以上。从全株重来看，V11降幅相对最小(21.67%)，V4降幅最大(48.70%)。

2.4 萌发期抗旱性综合分析

根据公式(1)求出各指标抗旱系数，用公式(2)求出供试品种的隶属函数值(表5)。对于同一指标如相对发芽率而言，胁迫后V11隶属函数值u(Xj)最大，为1.00，表明该品种在这一指标上抗旱性最强。根据公式(3)求得每个品种的综合抗旱评价值D，根据D值大小判断抗旱性。由表5可得：D值介于0.284～0.806之间，抗旱性处于1级的为V11；处于2级的为V3、V5、V7、V12、V14、V15、V20和V21；4级的为V4和V6；其余为3级。

表2 PEG胁迫对小麦发芽势和发芽率的影响

注：同列数据后不同小写字母表示品种间差异达显著水平(P<0.05)。下同。

表3 PEG胁迫对小麦形态指标的影响

表4 PEG胁迫对小麦生长指标的影响

表5 不同小麦品种萌发期抗旱性综合评价结果

3 讨论与结论

抗旱性鉴定是抗旱品种选用(育)的关键环节，快速有效的抗旱性鉴定指标是进行抗旱性鉴定的关键[7]。前人研究表明，PEG-6000胁迫下相对发芽势、相对发芽率、相对根条数、相对根长与相对胚芽长与作物萌发期抗旱能力极显著相关[10]。赖运平等[14]研究表明，PEG-6000胁迫后地上部鲜重和地下部鲜重等8个形态指标与小麦苗期抗旱性密切相关。考虑到抗旱性评价的复杂性，笔者借鉴杜彩艳等[15]的方法，将地上部鲜重、地下部鲜重、全株鲜重与相对发芽势等指标结合起来，以期提高抗旱性鉴定的准确性和可靠性。本研究中，PEG胁迫后，种子发芽势、发芽率、初生根条数、胚根长、胚芽长，芽、根和全株鲜重均有不同程度的降低。从各个指标的平均降幅来看，发芽率变化幅度最小，为11.32%；其次为发芽势、根条数和根鲜重，降幅分别为21.32%、23.59%和25.93%；胚芽长和芽鲜重平均降幅较大，分别为71.81%和65.39%。可见不同指标对干旱的敏感程度有较大差异。

作物抗逆性是受多种因素共同作用的数量性状，不同品种的抗逆机理不同，从而使得不同品种在同一逆境下反应也不尽相同，若用单一指标评价作物抗逆性则存在片面性[16]。作物抗旱性评价方法较多，每种方法均有一定的利弊，大多数学者认为隶属函数法是综合评价作物抗旱性的有效方法之一[17～18]。本研究中，根据D值大小，将21个供试品种按抗旱性分为4类，这和生产上的表现基本一致。晋麦47从2000年开始作为国家黄淮麦区、陕西省等省旱地小麦区试的对照品种[19]，可能与其优良的抗旱性有关；抗旱2级品种中，商麦5226、陕农138、陕旱981、长武134、商麦1619、小偃15、西农979和西农2000在适宜区种植中也表现出较好的抗旱性，也佐证了本研究结果的可靠性。郑麦9023的抗旱性相对最弱，可能与其本身是高水肥品种有关。可见应用隶属函数法来综合评价小麦萌发期抗旱性是可行的。

综上，在20% PEG-6000胁迫处理后，供试小麦品种的发芽势、发芽率、初生根条数、胚根长、胚芽长、芽鲜重、根鲜重和全株鲜重等较对照均有不同程度下降；通过隶属函数法分析，依据综合抗旱性D值筛选出晋麦47为强抗旱性品种，商麦5226、陕农138、陕旱981、长武134、商麦1619、小偃15、西农979和西农2000为中等抗旱性品种，新洛8号、商麦8928、矮抗58、远丰175、车前、小偃22、小偃216、西农889和西农928为弱抗旱性品种，郑麦9023和秦麦9号为不抗旱品种。

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(责任编辑：许晶晶)

Analysis of Drought Resistance of Different Wheat Varieties during Germination in Shaanxi

GAO Bao-yun, ZHANG Jun

(College of Biopharmaceutical and Food Engineering, Shangluo University, Shangluo 726000, China)

The germination potential and 7 other indexes of 21 mainly-planted wheat varieties during germination in Shaanxi were measured under drought stress simulated with 20% PEG-6000 solution, and the comprehensive evaluation of drought resistance of each variety was conducted by using membership function method. The resulted showed that: (1) After PEG stress, the germination potential, germination rate, radicle number, radicle length, coleoptile length, fresh bud weight, fresh root weight, and total plant fresh weight of wheat were reduced by 21.32%, 11.32%, 23.59%, 40.54%, 71.81%, 65.39%, 25.93% and 39.45%, respectively; (2) Through membership function analysis, according to the comprehensive drought resistance indexD, Jinmai 47 was identified to be strongly resistant to drought; Shangmai 5226, Shannong 138, Shanhan 981, Changwu 134, Shangmai 1619, Xiaoyan 15, Xinong 979 and Xinong 2000 had a medium drought resistance; Zhengmai 9023 and Qinmai No. 9 had no drought resistance; the other varieties were weakly resistant to drought.

Wheat; Germination stage; Drought resistance identification; Membership function method

2016-11-03

高宝云(1973─)，女，陕西洛南人，实验师，主要研究方向：作物抗逆的生理生化。

S512

A

1001-8581(2017)03-0033-05