7份喀麦隆水稻种质资源萌发期抗旱性综合鉴定

(商洛学院，陕西 商洛 726000)

水稻是重要的粮食作物，世界上一半以上的人口以水稻作为主粮[1]。在全球人口快速增长、耕地面积缩减及全球气候日益严峻的形势下，作物实现稳产高产将主要依赖单产水平的提高[2]。干旱是影响作物生长发育的主要环境因子，在所有生物胁迫中，其对作物造成的损失高居首位[3]。因此，筛选和培育抗旱性强的水稻品种对保障粮食安全具有重要的意义。

准确高效地鉴定方法和优质种质资源的选用是选育抗逆新品种的重要前提。PEG-6000溶液模拟干旱胁迫因其操作简单、快速高效且不受环境因素影响，被众多学者用于作物的抗旱性鉴定。田又升等[4]对参试水稻品种在萌发期进行PEG-6000模拟干旱胁迫，筛选出XS-13-12等2个高度抗旱品系。敬礼恒等[5]认为相对发芽率、相对芽长等指标可作为水稻种子萌发期抗旱性评价指标，这为后续研究提供了较好地借鉴和参考。本试验以从喀麦隆引进的7份水稻种质资源为材料，基于其在PEG-6000溶液下发芽势等6个指标，加权隶属函数法进行综合分析，以期筛选出萌发期抗旱性强的品种，为抗旱型水稻品种的培育提供优良的种质资源。

1 材料与方法

1.1 参试材料

参试水稻品种8个。其中喀麦隆水稻品种4个(Africa7、Nerica L9、Nerica L42、Nerica L36)，旱稻品种3个(Nerica L3、Nerica L7、Nerica L8)，种子由笔者从喀麦隆引进。为增强可比性，将中国杂交稻D优202作为参照。

1.2 试验处理

人工挑选大小一致、谷壳完整的水稻种子，双蒸水浸种24 h，滤纸擦干后转移到培养皿中。双层滤纸做发芽床，每皿50粒。设置3个浓度梯度，依次为0%、10%(MS)、20%(SS)。3次重复。每天视皿内液体变化酌量补对应溶液或双蒸水。

1.3 测定指标和方法

调查50粒种子的发芽势(4 d)和发芽率(8 d)；每皿随机选取10株测定胚芽鞘长、芽长、根数目和根鲜重。发芽以胚根长等于种子长，胚芽长达种子长的1/2为标准[6]。抗旱系数 = 干旱胁迫下性状测定值/对照性状测定值，综合抗旱系数为各指标抗旱系数的平均值[7]。

1.4 抗旱性综合评价

以各参试品种的抗旱系数为依据，利用加权隶属函数法进行综合评价。隶属函数法参考参考文献[8]，公式为：

u(Xj)=(Xij-Xmin)/(Xmax-Xmin) ，j=1、2、3……

(1)

(1)

1.5 数据分析

Excel进行数据整理，SPSS进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 各单项指标的抗旱系数

由表1可得，与对照相比，干旱胁迫后参试品种的发芽势、发芽率、胚芽鞘长、芽长、根数目和根鲜重在品种间变化趋势不尽一致。以发芽势为例，中度干旱下Africa 7、Nerica L3、Nerica L7和Nerica L8发芽势高于对照，其余4个品种的发芽势则不同程度地低于对照；而重度干旱下Africa 7、Nerica L3和Nerica L8的发芽势高于对照，其余5个品种低于对照。可见，用任一单项指标评价小麦的萌发期抗旱性都有片面性。

表1 参试材料各单项指标的抗旱系数 (%)

2.2 不同指标抗旱系数间相关分析

由表2可得，不同指标的抗旱系数间存在着不同程度地相关性。其中，中度干旱下发芽势与发芽率在0.01水平上正相关，胚芽鞘长与发芽势、发芽率在0.05水平上正相关。严重干旱下发芽势、发芽率、胚芽鞘长间均在0.01水平上正相关。指标之间的相关性使得提供的信息有不同程度地重叠，需采用隶属函数来进行综合评价。

表2 不同指标抗旱系数间相关分析

注：左下角和右上角分别为中度干旱和严重干旱下的相关系数，*和**分别为0.05和0.01水平相关。

2.3 萌发期抗旱性综合分析

根据公式(1)，求得各单项指标的隶属函数(表3)。中度干旱下，Nerica L3的隶属函数值u(X1)最大，为1.00，表明Nerica L3在发芽势这一指标上表现为抗旱性最强，Nerica L9的u(X1)最小，为0.00，表明其在发芽势这一指标上不抗旱。根据公式(2)，求出各参试品种萌发期抗旱能力综合评价值D值(表3)，基于D值进行抗旱性排序。其中，中度胁迫下为：Nerica L3>Nerica L7>Nerica L8>Africa 7>D优202>Nerica L9>Nerica L42>Nerica L36；重度干旱下为Nerica L3>Nerica L8>Africa 7>D优202、Nerica L7>Nerica L42>Nerica L9>Nerica L36。

表3 参试材料各单项各指标抗旱系数隶属函数值

3 讨论

PEG-6000模拟干旱胁迫后种子萌发特性是分析植物萌发期抗旱性鉴定行之有效的方法。前人采用PEG-6000模拟干旱，对番茄[9]、玉米[10]、小麦[7]、水稻[4, 5]等作物进行抗旱性鉴定，并筛选出对应的抗旱材料。试验中，Nerica L3、Nerica L8和Africa 7这3个喀麦隆水稻品种在中度和严重干旱下均表现出较好地抗旱性，有望作为优良的种质资源在抗旱水稻新品种等的选育过程中加以利用。

科学的鉴定指标和评价方法是准确评价植物抗旱性的关键。众多研究表明，发芽势、发芽率、胚芽鞘长、根数目可用于反映作物种子的萌发特征[3, 8, 9, 10]。本试验也支持这一结论，表现为干旱胁迫后各指标在综合抗旱评价中所占权重较大(中度干旱依次为0.20、0.22、0.23、0.15、0.14；重度干旱下依次为0.25、0.22、0.20、0.13、0.19)。另外，Africa 7、Nerica L3和Nerica L8在干旱胁迫后其部分单个指标的抗旱系数大于1，这可能是一定程度地干旱胁迫会促进部分品种的某些生理过程，从而表现出对干旱胁迫具有较强的适应性[4, 12]。在评价方法上，隶属函数法得到的综合评价值D值是一个无量纲常数[11]，从而使得品种间的抗旱性具有可比性。鉴于作物对逆境响应的复杂性[13]，种子萌发期的抗旱性能否反映水稻全生育期的抗旱性，有待进一步研究。