玉米品種初期抗旱性分析

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摘要：對山東省主推的9個玉米品種進行了萌發期PEG模擬水分脅迫試驗，結果表明：水分脅迫對每個玉米品種的發芽勢、發芽率、胚根長、胚根干重等都有影響，但不同雜交種在抗旱性上存在明顯差異。本研究使用隸屬函數法對參試材料抗旱性進行了定量評價，其中菜農14、農大108、登海701為早期典型抗旱型品種；浚單20、金海5號、青農105、中科11為早期較抗旱型品種；登海662、鄭單958為早期不抗旱型品種。其它各抗旱篩選指標中，種子萌發抗旱指數與隸屬函數對品種抗旱性分析結果較為一致。

關鍵詞：玉米；滲透脅迫；抗旱指數；隸屬函數法；抗旱性

中圖分類號：S513.01文獻標識號：A文章編號：1001－4942(2011)02－0021－03

“十年九旱”是我國北方的自然特點，干旱已成為我國農業可持續發展的主要限制因素，嚴重影響著農業生產的發展。玉米雖是雨熱同期作物，但近幾年來山東經常出現伏旱，玉米早期出苗及苗期生長受到不同程度的影響，造成不同程度的減產或絕收。因此篩選早期抗旱性強的高產品種對于規避玉米早期階段旱情，保證穩產高產具有重要意義。目前國內已形成規范的利用PEG(聚乙二醇)室內水分脅迫模擬鑒定品種抗旱性的具體方法及鑒定指標，如《國際種子檢驗規程》(ISTA)。本試驗采用室內15％PEG－6000溶液模擬水分脅迫，對山東省主推的9個玉米品種進行了萌發期滲透脅迫試驗，測定了與抗旱性有關的7項指標，利用隸屬函數法進行定量分析，評價玉米品種早期抗旱性，篩選出早期抗旱高產玉米品種。本研究結果將對山東省玉米高產穩產具有重要指導意義。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2010年5～6月在青島農業大學旱作技術實驗室進行。供試9個玉米雜交種為：中科11、金海5號、登海662、登海701、青農105、農大108、鄭單958、菜農14、浚單20。

1.2試驗方法

種子水分脅迫萌發試驗根據《國際種子檢驗規程》(ISTA)進行。將精選飽滿的種子用75％的酒精消毒3min，用無菌蒸餾水沖洗干凈，自然風干后放在12.5cm×9.5cm的無菌塑料盒(15粒/盒，種子間距離為粒長的1～2倍)中，雙層濾紙做發芽床。本試驗先對所有參試材料進行20％、15％PEG-6000(天津天泰精細化學有限公司)脅迫敏感反應預備試驗，結果20％PEG-6000造成80％的材料發芽受到抑制，因此，本研究采用15％PEG-6000，每培養皿加40ml，對照加等量蒸餾水。將種子置于25℃恒溫培養箱中暗萌發。每隔1天調查1次發芽數(以胚根長2mm為發芽標準)至第8天。第4天調查發芽勢，第7天調查發芽率，處理8天后測定各指標(重復3次)。

1.3調查項目及方法

調查發芽勢、發芽率、胚根長、胚芽干重、胚根干重、籽粒剩余部分干重等性狀。

種子萌發抗旱指數(GDRI)=水分脅迫下種子萌發指數(PIS)/對照萌發指數(PIC)，PI=1.00nd2+0.75nd4+0.50nd6+0.25nd8，其中nd2、nd4、nd6、nd8分別為第2、4、6、8天種子的萌發率。

干旱傷害率(％)=[(CK－T)/CK]×100CK為對照值，T為處理值，均為供試材料第8天的發芽數。

貯藏物質運轉率(％)=[(芽+根)干質量/(芽+根+籽粒)干質量]×100

隸屬度(Uij)=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin)，其中Uij為某品種對于第i項指標的隸屬度，Xij為某品種第i項指標測定值，Ximin為全部品種i項指標的最小值，Ximax為全部品種i項的最大值，i為某項指標，j為某個品種。并求出各品種隸屬函數平均值。

數據統計分析采用SAS1996軟件。

2結果與分析

2.1滲透脅迫對不同品種種子發芽及胚根生長的影響

由表1可以看出，PEG滲透脅迫對每個玉米品種的發芽勢、發芽率、胚根長、胚根干重都有影響，但品種間敏感程度存在明顯差異。在PEG脅迫下，農大108、浚單20等品種仍保持較高的發芽勢和發芽率，而登海662、鄭單958的發芽勢和發芽率受影響較大。脅迫條件下胚根生長受抑制程度在一定程度上取決于是否能夠獲取足夠的水分，也是判斷玉米萌發期抗旱性的重要指標。同樣，發芽勢強的農大108、菜農14等品種胚根長與胚根干重受影響較小，而鄭單958、登海662受影響較大。

2.2滲透脅迫對不同品種貯藏物質運轉率的影響

貯藏物質運轉是指萌發種子內的貯藏物質消耗用來供給胚根、胚芽生長的過程，貯藏物質運轉率越高說明該玉米品種萌發期抗旱能力越強。在PEG滲透脅迫下，與對照相比，貯藏物質運轉率顯著下降，而且品種間敏感程度存在顯著差異，品種間相對貯藏物質運轉率差異顯著(表2)。相對貯藏物質運轉率在一定程度上可以反映出品種的抗旱性，其值越高則說明品種的抗旱能力越強。參試材料中，農大108的相對貯藏物質運轉率較高，登海662值較小。

2.3滲透脅迫對不同品種干旱傷害率與抗旱性指數的影響

干旱傷害率是玉米抗旱性鑒定的一個重要指標，抗旱性與干旱傷害率呈負相關。參試材料中，登海662干旱傷害率值最大，農大108值最低。品種間萌發抗旱指數差異顯著(表3)，在0.51～1.04之間。根據張振文等的方法，將參試材料分為5類：極抗旱型(≥0.90)有登海701(1.04)、浚單20(0.93)；比較抗旱型(0.75～0.90)有菜農14(0.89)、農大108(0.79)、金海5號(0.75)、中科11(0.75)；抗旱型(0.50～0.75)有青農105(0.71)、登海662(0.60)、鄭單958(0.51)；不抗旱型(0.35～0.50)無；極不抗旱型(≤0.35)無。

2.4滲透脅迫下各品種隸屬函數分析

隸屬函數均值也是玉米抗旱性鑒定的重要指標，抗旱性越強其均值越高。根據李壯等的研究，本研究從所測指標中選出發芽勢、發芽率、胚根長、萌發抗旱指數、貯運物質轉運率5個指標進行隸屬度分析，最后得出隸屬函數均值。參試材料中菜農14均值最高(0.841)，農大108、登海701次之，均屬于典型的抗旱品種；浚單20、金海5號、青農105、中科11均值在0.613～0.486范圍內，屬于較抗旱類型品種；登海662、鄭單958均值均在0.4以下，屬于不抗旱類型品種(表4)。

3小結

本研究采用隸屬函數法對參試材料抗旱性進行了定量評價，其中菜農14、農大108、登海701為早期典型抗旱型品種；浚單20、金海5號、青農105、中科11為早期較抗旱型品種；登海662、鄭單958為早期不抗旱型品種。其它各抗旱篩選指標中，種子萌發抗旱指數與隸屬函數對品種抗旱性分析結果較為一致，生產實踐中也可結合兩者對參試材料早期抗旱性進行綜合評價。