不同种质苜蓿苗期耐旱性评价及其方法的比较
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第32卷 第2期V o l .32 No .2草 地 学 报A C T A A G R E S T I A S I N I C A2024年 2月F e b . 2024d o i :10.11733/j.i s s n .1007-0435.2024.02.016引用格式:侯瑞虹,杜 柯,黄伟业,等.10份不同种源野生花苜蓿材料种子萌发期抗旱性评价[J ].草地学报,2024,32(2):489-494H O U R u i -h o n g ,D U K e ,HU A N G W e i -y e ,e t a l .E v a l u a t i o no nD r o u g h tR e s i s t a n c eo f 10W i l d M e d i c a go r u t h e n i c a L .M a t e r i a l s f r o m D i f f e r e n tP r o v e n a n c e s a tG e r m i n a t i o nP e r i o d [J ].A c t aA gr e s t i aS i n i c a ,2024,32(2):489-49410份不同种源野生花苜蓿材料种子萌发期抗旱性评价侯瑞虹1,杜 柯1,黄伟业1,高佳荷1,刘亚玲2,石凤翎1,张志强1,唐 芳1*(1.内蒙古农业大学草原与资源环境学院,草地资源教育部重点实验室,农业部饲草栽培㊁加工与高效利用重点实验室,内蒙古呼和浩特010010;2.国家草业技术创新中心(筹),内蒙古呼和浩特010070)收稿日期:2023-11-12;修回日期:2023-12-15基金项目:内蒙古自治区科技重大专项(2021Z D 0031);内蒙古自治区种业科技创新重大示范工程 揭榜挂帅 项目(2022J B G S 0040);2023年国家草业技术创新中心(筹)重大创新平台建设专项(C C P T Z X 2023K 01);呼和浩特市科技计划项目(2022-社-重-1-2-2)资助作者简介:侯瑞虹(1998-),女,汉族,内蒙古鄂尔多斯人,硕士研究生,主要从事牧草种质资源与育种研究,E -m a i l :h o u r u i h o n g @e m a i l s .i m a u .e d u .c n ;*通信作者A u t h o r f o r c o r r e s po n d e n c e ,E -m a i l :f t a 223@i m a u .e d u .c n 摘要:为筛选出抗旱花苜蓿(M e d i c a g o r u t h e n i c a L .)种质资源,为花苜蓿抗旱机理研究和品种选育提供研究材料和理论参考,本研究利用P E G -6000溶液模拟干旱胁迫,以无菌水为对照,测定发芽率㊁发芽势㊁胚根长㊁胚芽长㊁鲜重及干重6项指标,同时为消除各材料的背景差异,计算各指标的相对值,并通过模糊数学隶属函数法对10份不同种源花苜蓿材料进行抗旱性综合评价㊂研究表明,在P E G -6000溶液模拟干旱胁迫下,15%P E G -6000溶液可以促进10份花苜蓿材料胚根长的生长,其余指标在干旱胁迫下均受到了一定程度的抑制且随着干旱胁迫程度的增加,抑制作用也随之加大㊂10份材料中,来自西乌线的7号材料和多伦的2号材料抗旱性最强,来自西霍线的9号和8号材料抗旱性最弱㊂关键词:花苜蓿;种子萌发期;抗旱性;综合评价中图分类号:S 551+.7 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2024)02-0489-06E v a l u a t i o no nD r o u gh tR e s i s t a n c e o f 10W i l d M e d i c a g o r u t h e n i c a L .M a t e r i a l s f r o m D i f f e r e n t P r o v e n a n c e s a tG e r m i n a t i o nP e r i o dH O U R u i -h o n g 1,D U K e 1,HU A N G W e i -y e 1,G A OJ i a -h e 1,L I U Y a -l i n g 2,S H IF e n g -l i n g 1,Z H A N GZ h i -q i a n g 1,T A N GF a n g1*(1.K e y L a b o r a t o r y o fG r a s s l a n dR e s o u r c e s ,M i n i s t r y o fE d u c a t i o n ,K e y L a b o r a t o r y o f F o r a g eC u l t i v a t i o n ,P r o c e s s i n g a n dH i g h E f f i c i e n tU t i l i z a t i o no fM i n i s t r y o fA g r i c u l t u r e ,C o l l e g e o fG r a s s l a n d ,R e s o u r c e s a n dE n v i r o n m e n t ,I n n e rM o n g o l i aA gr i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,H o h h o t ,I n n e rM o n g o l i a 010010,C h i n a ;2.N a t i o n a lG r a s s l a n dT e c h n o l o g y I n n o v a t i o nC e n t e r (u n d e r p r e pa r a t i o n ),H o h h o t ,I n n e rM o n go l i a 010070,C h i n a )A b s t r a c t :T os c r e e n o u t t h e d r o u g h t -r e s i s t a n t M e d i c a go r u t h e n i c a L .g e r m p l a s mr e s o u r c e s ,t h e c u r r e n t s t u d y e v a l -u a t e d t h e d r o u g h t r e s i s t a n c eo f 10w i l d M e d i c a g o r u t h e n i c a L .m a t e r i a l s f r o md i f f e r e n t p r o v e n a n c e s .T h i s c o u l d p r o v i d e r e s e a r c hm a t e r i a l s a n da t h e o r e t i c a l f o u n d a t i o n f o r s t u d y i n g o f d r o u g h t -r e s i s t a n tm e c h a n i s ma n db r e e d i n gv a r i e t i e s o f M .r u t h e n i c a .S i x i n d e x e s i n c l u d i n gg e r m i n a t i o n r a t e ,g e r m i n a t i o n p o t e n t i a l ,e m b r y o r o o t l e n gt h ,f r e s h w e i g h t ,a n d d r y w e i g h t o f M .r u t h e n i c a s e e d l i n g sw e r e e x a m i n e d u n d e r d r o u g h t s t r e s s s i m u l a t e d b y PE G -6000w i t h s t e r i l ew a t e r a s c o n t r o l .T oe l i m i n a t e t h e b a c k g r o u n dd i f f e r e n c e s a m o n g te s tm a t e r i a l s ,t h e r e l a t i v e v a l u e s of e a c h i n d e xw e r e c a l c u l a t e d ,a n d t h e f u z z y m a t h e m a t i c a l m e m b e r s h i p f u n c t i o nm e t h o dw a s u s e d t o c o m p r e h e n s i v e l ye v a l u -a t e t h e d r o u gh t r e s i s t a n c e o f 10M .r u t h e n i c a m a t e r i a l s .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t 15%P E G -6000c o u l d p r o m o t e t h e r o o t gr o w t h o f 10M .r u t h e n i c a m a t e r i a l s ,w h i l e t h e o t h e r i n d e x e sw e r e s o m e w h a t i n h i b i t e d u n d e r t h e s i m u l a t e d d r o u g h t s t r e s s .A s t h e i n c r e a s e o f d r o u g h t s t r e s s e x t e n t ,t h e i n h i b i t i t o r y e f f e c t a l s o i n t e n s i f i e d .A m o n g10w i l d M .r u t h e n i c a m a t e r i a l s ,M a t e r i a l N o .7f r o mX i w uL i n e a n dM a t e r i a l N o .2f r o mD u o l u n e x h i b i t e d t h e s t r o n g e s t d r o u gh t r e s i s t a n c e ,a n dM a t e r i a lN o .9a n dM a t e r i a lN o .8f r o mX i h u oL i n e d e m o n s t r a t e d t h ew e a k e s t d r o u g h t r e s i s t a n c e .K e y wo r d s :M e d i c a g o r u t h e n i c a L .;G e r m i n a t i o n s t a g e ;D r o u g h t r e s i s t a n c e ;C o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n草 地 学 报第32卷花苜蓿(M e d i c a g o r u t h e n i c a L .)曾用名扁蓿豆㊁野苜蓿等,是豆科苜蓿属多年生轴根型牧草,为异花授粉植物,在蒙古㊁西伯利亚以及我国的内蒙古㊁甘肃㊁东北等地均有分布[1-2]㊂因地理位置及生态条件的不同,野生花苜蓿种质资源无论在种内还是在种间均存在较大差异,具有丰富的遗传多样性,在抗寒㊁抗旱㊁耐盐碱等方面表现也十分突出[3]㊂此外,花苜蓿产量高㊁耐践踏,在草原生态修复治理㊁水土保持等方面发挥着重要的经济和生态价值[4]㊂近年来,由于气温升高㊁降雨量减少以及人为对环境的破坏,干旱事件发生的频率㊁强度以及持续的时间均进一步增加[5]㊂干旱胁迫成为限制世界干旱和半干旱地区作物生产的最重要的环境因素之一,水分缺失会导致植物地上部分和根系形态结构发生变化,极大地限制植物生长[6]㊂种子萌发期作为植物生长发育周期中一个重要时期,决定着植物能否成活㊂干旱胁迫会降低种子的发芽率㊁推迟发芽高峰期㊁减缓甚至停止幼苗的生长发育,研究其抗旱能力及机制对培育抗旱新品种有着重要的意义[7-8]㊂P E G -6000是一种强亲水性大分子聚合物,具有稳定性强㊁灵敏度高和操作简单等优点,可作为理想的渗透调节剂用于模拟植物干旱胁迫,在水稻(O r yz a s a t i v a L .)㊁番茄(S o l a n u ml y c o pe r s i c u m L .)㊁紫花苜蓿(M e d i c a go s a t i v a L .)等植物萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选上被广泛应用[9-11]㊂花苜蓿具有较强的抗逆性,赵丽丽等[12]在种子萌发期通过对种子相对发芽率㊁相对活力指数和半致死渗透胁迫强度3项指标的综合分析发现,花苜蓿种质材料在种子萌发期的抗旱性高于黄花苜蓿㊂C a m pb e l l [13]对在我国内蒙古收集的90份花苜蓿种质资源进行农艺性状评价,发现花苜蓿种群间具有相当大的遗传变异,能适应多种生态环境㊂抗旱性强的材料有较强的保水和供水后迅速恢复活力的能力[14]㊂综上,本研究以不同种源地野生采集的10份花苜蓿种质资源为材料,以不同浓度P E G -6000溶液模拟干旱胁迫,对种子萌发期发芽率㊁发芽势㊁胚根长㊁胚芽长以及鲜干重进行测定,并采用模糊数学隶属函数法对其进行综合评价,以期筛选出抗旱野生花苜蓿种质材料,为后续进一步挖掘花苜蓿抗旱基因㊁研究花苜蓿抗旱机理及抗旱品种的选育提供种质材料和理论参考依据㊂1 材料与方法1.1 供试材料来源供试材料为2021年9月在种子完熟期于野外采集的10份野生花苜蓿种质资源,地理信息详见表1㊂采集后的荚果经通风晾干㊁剥离果荚并去除杂质,纯净种子于4ħ低温贮藏㊂表1 10份花苜蓿材料采集信息T a b l e 1 C o l l e c t i o n i n f o r m a t i o no f 10M .r u t h e n i c a m a t e r i a l s材料编号M a t e r i a l n u m b e r北纬N o r t h l a t i t u d e东经E a s t l o n gi t u d e 采集地点C o l l e c t i o n l o c a t i o n142ʎ16'05.81ᵡ113ʎ85'03.94ᵡ乌兰察布市(化德到黄旗)W u l a n c h a b uH u a d e -Y e l l o wf l a g242ʎ18'96.55ᵡ116ʎ64'89.37ᵡ锡林郭勒盟-多伦X i l i nG o l L e a gu e -D u o l u n 343ʎ29'33.39ᵡ116ʎ81'82.82ᵡ赤峰市-达达线C h i f e n g C i t y-D a d a l i n e 442ʎ35'68.94ᵡ115ʎ23'10.68ᵡ锡林郭勒盟-105省道X i l i n g o l L e a g u e -105p r o v i n c i a l h i g h w a y543ʎ15'53.90ᵡ118ʎ27'16.44ᵡ赤峰市-毛山东乡-清水口C h i f e n g C i t y -M a oS h a nD o n g x i a n g -Q i n gs h u i k o u 644ʎ18'23.05ᵡ116ʎ39'33.16ᵡ西乌线沿途A l o n g t h eX i w uL i n e 745ʎ66'75.93ᵡ117ʎ33'58.08ᵡ西乌线沿途A l o n g th eX i w uL i n e 843ʎ89'92.72ᵡ115ʎ34'28.21ᵡ西霍线沿途A l o n g t h eX i h u oL i n e 944ʎ51'54.29ᵡ118ʎ35'53.10ᵡ西霍线沿途A l o n g th eX i h u oL i n e 1045ʎ46'58ᵡ119ʎ28'50ᵡ霍临河H u o l i nR i v e r1.2 试验方法(1)种子预处理:由于花苜蓿种子硬实率较高,试验前将所有供试种子均用砂纸打磨,破除硬实后用75%的酒精消毒30s ,无菌水冲洗1m i n ,再用2%N a C l O 溶液浸泡10m i n ,无菌水冲洗1m i n ,备用㊂(2)发芽试验:挑选50粒经预处理破除硬实的籽粒饱满㊁大小均匀一致的种子置于垫有两层滤纸的12c m 灭菌培养皿内,配置15%,20%共2个不同浓度的P E G -6000溶液,每培养皿加入7m LP E G -6000溶液,以等体积无菌水为对照(C K ),共3个处理,每个处理3个生物学重复,置于25ħ恒温培养箱中培养,发芽期为10d [15],每天定时记录种子发芽数并用称重法补充蒸发失去的水分,每3d 更换1次滤纸,以保持稳定的胁迫环境㊂及时清理发霉腐烂的种子,发霉腐烂的种子计作不发芽㊂(3)测定指标及方法:每天定时记录各培养皿种子发芽数(发芽标准为胚根突破种皮且超过种子长度1/2为发芽[16]),发芽第10d 停止记录数据并统94第2期侯瑞虹等:10份不同种源野生花苜蓿材料种子萌发期抗旱性评价计发芽率㊂在试验结束时从每个培养皿中随机取出10株幼苗测量根长㊁芽长及幼苗鲜干重,取平均值㊂发芽率(%)=(发芽结束时发芽种子数/供试种子数)ˑ100%发芽势(%)=(4d 内正常发芽的种子数/供试种子数)ˑ100%胚芽长和胚根长:使用毫米尺(精度0.1c m )测量鲜重:使用电子天平(精度0.001g )称量干重:将样品放于烘箱中105ħ杀青30m i n ,80ħ烘干48h 至恒重,使用电子天平(精度0.001g )称量各指标相对值(%)=处理组指标平均值/对照组指标平均值ˑ100%1.3 评价方法由于多种因素影响种子萌发期耐旱性,采用单一指标单一生长发育时期难以对植物的耐旱能力进行全面评价㊂因此,本研究采用隶属函数法进行综合评价㊂若指标与耐旱性强弱呈正相关,则隶属函数值K =X -X m i nX m a x -X m i n;若指标与耐旱性强弱呈负相关,则隶属函数值K =1-X -X m i nX m a x -X m i n;式中,X 表示测定值,X m a x 和X m i n 分别表示指标的最大值和最小值㊂隶属函数值平均值=ðK j m; 式中,m 为指标数量性状,K j 为第j 个性状隶属函数值㊂1.4 数据分析采用E x c e l 进行数据整理,运用S P S S 进行单因素及相关性分析,O r i gi n 作图㊂2 结果与分析2.1 干旱胁迫对种子萌发的影响由图1可知,随着干旱程度的增加,10份野生花苜蓿材料的发芽率及发芽势均呈下降趋势,但不同材料下降程度不同㊂在正常条件下(C K ),所有材料的发芽率㊁发芽势均大于70%,其中除7号材料外其余9份材料发芽率㊁发芽势均在80%以上㊂在15%P E G -6000胁迫下,2号材料的发芽率除与1号材料发芽率不显著外,显著高于其他8份材料;发芽势显著高于其他材料(P <0.05),分别为76.67%,62.67%,10号材料的发芽率除与9号材料发芽率不显著外,显著低于其他8份材料;发芽势显著低于其他材料,分别为41.33%,16.67%(P <0.05)㊂在20%P E G -6000胁迫下,2号材料的发芽率显著高于其他材料,为64.67%(P <0.05),3号材料的发芽率最低,为19.33%;7号材料的发芽势最高,为16.67%;10号材料的发芽势最低为3.33%㊂由此可得出,2号材料在干旱条件下发芽率较高,可以适应干旱环境㊂图1 不同浓度P E G -6000干旱胁迫下10份花苜蓿材料的发芽指标F i g .1G e r m i n a t i o n i n d e x e s o f 10M .r u t h e n i c a m a t e r i a l su n d e r d r o u gh t s t r e s sw i t hd i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s o fP E G -6000注:C K 表示无干旱胁迫,15%表示15%P E G ,20%表示20%P E G ㊂不同小写字母表示同一浓度不同材料之间在0.05水平下差异显著,下同N o t e :C K m e a n s o n d r o u g h t s t r e s s ,15%m e a n s 15%P E G ,20%m e a n s 20%P E G.D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e s i gn i f i c a n t d i f f e r e n c e s b e -t w e e nd i f f e r e n tm a t e r i a l s a t t h e s a m e c o n c e n t r a t i o na t t h e 0.05l e v e l ,t h e s a m e a s b e l o w2.2 干旱胁迫对幼苗形态指标的影响由图2可知,随着干旱胁迫程度的增加,10份材料的胚根长均呈先增加后降低的趋势,胚芽长均呈下降趋势㊂在正常条件下(C K ),2号材料的胚根长最长,为1.99c m ;9号材料的胚芽长最长除与2号材料不显著外,显著高于其他8份材料(P <194草 地 学 报第32卷0.05),为0.86c m ;7号材料胚根长最短,为1.27c m ;10号材料胚芽长最短且显著低于其他材料,为0.53c m (P <0.05)㊂在15%P E G -6000胁迫下,10份材料的胚根长较C K 均增加,胚芽长均呈下降趋势㊂其中,2号材料胚根长,胚芽长均显著高于其他材料,分别为5.05c m ,0.80c m (P <0.05);7号材料胚根长最短,为3.34c m ;10号材料胚芽长最短,为0.51c m ㊂随着P E G -6000浓度的增加,在20%P E G -6000胁迫下,胚根长和胚芽长均呈下降趋势㊂其中,4号材料胚根长最长,为1.75c m ;2号材料胚芽长最长,为0.67c m ;8号材料胚根长㊁胚芽长均最短,分别为1.17c m ,0.41c m ㊂图2 不同浓度P E G -6000干旱胁迫下10份花苜蓿材料的胚根长及胚芽长F i g .2 R a d i c l e l e n g t ha n de m b r y o l e n g t ho f 10M .r u t h e n i c a m a t e r i a l su n d e r d r o u gh t s t r e s sw i t hd i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s o fP E G -60002.3 干旱胁迫对萌发期鲜干重的影响由图3可知,随着干旱胁迫程度的增加,10份材料的鲜重及干重均呈下降的趋势㊂在正常条件下(C K ),6号材料鲜重最大,为0.25g ;9号材料干重最大,为0.02g ;10号材料鲜重㊁干重均最小,分别为0.10g,0.01g ㊂在15%P E G -6000胁迫下,1号材料鲜重最大,为0.16g ;2号材料干重最大,为0.02g ;10号材料鲜重㊁干重均最小,分别为0.08g ,0.01g ㊂在20%P E G -6000胁迫下,9号材料鲜重㊁干重均最大,分别为0.10g ,0.02g ;8号材料均最小,分别为0.04g ,0.01g㊂图3 不同浓度P E G -6000干旱胁迫下10份花苜蓿材料的鲜重及干重F i g .3 F r e s ha n dd r y w e i g h t o f 10M .r u t h e n i c a m a t e r i a l su n d e r d r o u gh t s t r e s sw i t hd i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s o fP E G -60002.4 干旱胁迫对萌发期各指标相对值的影响为消除各材料的背景差异,对各指标的相对值做进一步分析㊂相对指标能够反映种子萌发受胁迫的抑制程度,相对值越低,受抑制程度越高,反之,受抑制程度越低㊂由表3可知相对胚根长在15%P E G -6000胁迫时,10份材料的相对胚根长均在100%以上,不仅未受到干旱胁迫对其的抑制,反而受到了促进作用,其中6号材料受到促进作用最强,其次是7号材料,9号材料最小㊂除此以外,其余各相对指标在干旱胁迫下均小于100%,均受到不同程度的抑制作用㊂其中,在15%P E G -6000胁迫下,7号材料的相对发芽率㊁2号材料的相对发芽势㊁3号材料的相对胚芽长㊁1号材料的相对鲜重㊁5号材料的相对干重均最大,受到的抑制作用较轻㊂10号材料的相对发芽率和相对发芽势㊁4号材料的相对胚芽长㊁6号材料的相对鲜重㊁8号材料的相对干294第2期侯瑞虹等:10份不同种源野生花苜蓿材料种子萌发期抗旱性评价重均最小,受到的抑制作用较重㊂在20%P E G -6000胁迫下,2号材料的相对发芽率,7号材料的相对发芽势和相对干重㊁4号材料的相对胚根长㊁10号材料的相对胚芽长㊁9号材料的相对鲜重均最大,受到的抑制作用较轻㊂3号材料的相对发芽率和相对干重㊁10号材料的相对发芽势㊁2号材料的相对胚根长㊁8号材料的相对胚芽长㊁1号材料的相对鲜重均最小,受到的抑制作用较重㊂总体而言,20%P E G -6000干旱胁迫对10份不同种源花苜蓿材料种子萌发的抑制作用较为明显㊂表2 15%和20%P E G -6000干旱胁迫下10份花苜蓿材料种子萌发期相对指标T a b l e2 R e l a t i v e i n d i c a t o r s o f s e e d g e r m i n a t i o n p e r i o d o f 10M .r u t h e n i c a m a t e r i a l s u n d e r 15%a n d 20%P E G -6000d r o u gh t s t r e s s 材料编号M a t e r i a ln u m b e r相对发芽率R e l a t i v e g e r m i n a t i o nr a t e/%相对发芽势R e l a t i v e g e r m i n a t i o np o t e n t i a l /%相对胚根长R e l a t i v er a d i c a ll e n g t h /%相对胚芽长R e l a t i v ee m b r yo l e n g t h /%相对鲜重R e l a t i v ef r e s hw e i g h t /%相对干重R e l a t i v ed r yw e i gh t /%15%P E G -600020%P E G -600015%P E G -600020%P E G -600015%P E G -600020%P E G -600015%P E G -600020%P E G -600015%P E G -600020%P E G -600015%P E G -600020%P E G -6000176.7629.5856.747.80209.8079.3397.6176.4780.7621.4884.6258.46276.6764.6764.8310.35253.9470.6996.0280.4871.1244.2288.4184.06372.2621.1748.8910.37235.2294.0498.5475.9661.7126.1089.6644.83469.1243.3850.3812.78226.7199.5976.5771.4354.0632.7790.1680.33568.9744.8348.89 5.19177.3491.0198.1472.0968.7444.7596.3667.27655.9451.0524.469.35277.4896.4787.1978.8246.9735.8090.1686.89778.6354.7062.1622.52266.4092.8595.7980.1355.9240.4296.0092.00870.5027.3445.2610.22212.2974.5285.8661.9179.5333.0480.9554.76962.5045.0035.8310.83140.9499.0376.7470.1665.2953.8984.5183.101043.6625.3519.083.82163.8098.2396.8685.2279.6642.3793.5590.322.5 隶属函数综合评价每份供试材料在单一指标上可能各有优势,单独凭借某一项指标难以评价10份供试材料在种子萌发期的抗旱性㊂因此,通过计算各相对指标的隶属函数值,将每份材料各项相对指标的隶属函数值相加,取其平均值,根据各材料隶属函数平均值大小确定供试材料的抗旱性㊂由表3可知,10份野生花苜蓿材料抗旱性强弱依次为7号>2号>5号10号>6号>1号>4号>3号>9号>8号㊂表3 隶属函数综合评价T a b l e 3 C o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o no fm e m b e r s h i p fu n c t i o n 材料编号M a t e r i a ln u m b e r 相对发芽率R e l a t i v eg e r m i n a t i o n r a t e 相对发芽势R e l a t i v eg e r m i n a t i o n p o t e n t i a l 相对胚根长R e l a t i v er a d i c a l l e n gt h 相对胚芽长R e l a t i v ee m b r y o l e n gt h 相对鲜重R e l a t i v e f r e s hw e i gh t 相对干重R e l a t i v ed r y we i gh t 平均值A v e r a g e v a l u e排名R a n k 10.520.670.370.770.500.160.50621.000.850.630.840.830.710.81230.340.590.670.780.130.000.42840.600.650.640.030.100.670.45750.620.510.210.660.780.550.55360.530.181.000.540.000.800.51570.891.000.890.830.351.000.83180.400.530.350.030.760.020.351090.530.390.000.000.930.620.419100.000.000.171.001.000.920.5243 讨论种子萌发期是植物生命周期中关键且敏感的时期,易受非生物胁迫的影响[17],种子能否萌发对植物后期生长发育起着决定性的作用㊂关于种子萌发期抗旱性评价的研究已有诸多报道,且大多都认为发芽率㊁发芽势㊁胚根长㊁胚芽长等指标均与萌发期抗旱性强弱存在紧密联系[18-20]㊂本研究中,10份野生花苜蓿材料的发芽率㊁发芽势等萌发生长指标对不同干旱胁迫浓度的响应均不同㊂干旱胁迫使种子萌发推迟,严重降低种子的发芽率及发芽势,这与L a i 等[21]在5种荒漠植物的种子萌发和幼苗生长及它们与植被恢复关系的研究中结果基本一致,P E G 浓度越高,种子受到的干旱胁迫程度就越强,大部分草种萌发均会受到抑制㊂但也有研究表明低浓度P E G 胁迫会促进种子萌发,如肖亮等[22]研究发现5%的P E G 溶液对芒草(M i s c a n t h u s)幼苗的胚根生长有促进作用,但对胚芽生长有抑制作用㊂在本试验中,15%P E G -6000干旱胁迫均促进了10份材料胚根长的生长,抑制胚芽长的生长,说明植物在394草地学报第32卷受到一定程度的干旱胁迫时,生物量会重新分配,会优先向根部分配较多的有机物及营养物质,以此来优先促进根部的生长,确保根部能吸收更多的水分,以缓解干旱胁迫带来的伤害[23],但当P E G-6000浓度达20%时,胚根长的生长也开始受到抑制㊂这与王星宇等[24]利用不同浓度P E G-6000溶液模拟干旱胁迫条件的研究结果一致,低度干旱胁迫可以增加燕麦种子初生根数量,高度干旱胁迫降低燕麦种子初生根数㊂此外,岳瑶琴等[25]在324份油菜(B r a s s i c a c a m p e s t r i s L.)种质资源抗旱性评价研究中发现,总鲜重随着干旱胁迫浓度的增大,表现为差异显著,但总干重表现为差异不显著㊂这一结果与本试验结果类似,干旱胁迫对花苜蓿的鲜重抑制作用高于干重,表明干旱胁迫对花苜蓿的含水量具有一定的调控作用㊂评价植物抗性指标的方法有很多,但模糊数学隶属函数法被认为是可以综合平衡各类指标在评价中权重占比的有效方法之一[26-27]㊂本研究中,为了消除不同种源材料的背景差异,对各指标进行了标准化处理,计算各指标的相对值,并采用模糊数学隶属函数法进行综合评价,以此来避免使用单一指标评价出现的片面性㊂4结论本研究利用P E G-6000溶液模拟干旱胁迫,通过对10份不同种源野生花苜蓿种子萌发期的抗旱性研究发现,15%P E G-6000溶液可以促进10份花苜蓿材料胚根长的生长,其余指标在干旱胁迫下均受到了一定程度的抑制且随着干旱胁迫程度的加重抑制作用也随之加重㊂采用模糊数学隶属函数综合评价,得出10份不同种源野生花苜蓿种子萌发期的抗旱性强弱依次为7号>2号>5号>10号>6号>1号>4号>3号>9号>8号㊂参考文献[1]乌日娜,石凤翎,徐舶,等.扁蓿豆适应非生物胁迫的研究进展及应用前景[J].草业科学,2020,37(9):1845-1854 [2]董佳琦,杨艳婷,范文强,等.扁蓿豆种内杂种鉴定及其F-1和F-2代主要农艺性状优势分析[J].草业学报,2023,32(7):229-239 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苜蓿种质资源多样性评价及抗旱育种研究苜蓿(Medicago sativa L.)是一种重要的草本植物,广泛应用于牧草种植、土壤改良和生物质能生产等领域中。
苜蓿良好的营养价值和生态经济效益,使其在全球范围内得到了广泛的关注和研究。
然而,苜蓿在不同生态环境中的适应性、抗旱性和产量稳定性等问题仍然需要进一步解决。
为此,评价苜蓿种质资源的多样性和抗旱育种研究显得尤为重要。
一、苜蓿种质资源多样性评价苜蓿种质资源的多样性评价,是指对苜蓿相关基因型的遗传或形态特征进行鉴定和分类,以达到有效利用、保护和管理苜蓿遗传资源的目的。
多样性评价主要包括形态学鉴定、分子标记、荧光原位杂交(FISH)等技术。
其中,形态学鉴定因其简单易行,且成本低廉,被广泛用于种质资源鉴定和分类。
然而,随着分子生物学和生物技术的发展,种质资源的多样性评价逐渐向着分子标记技术转移。
在利用形态学鉴定进行多样性评价时,需要针对苜蓿不同部位进行形态学描述与鉴定,主要包括根系、茎秆、叶片、花和果实等。
此外,叶绿素荧光参数测定可用于对苜蓿抗旱性能进行评价,并可以为分子标记打下基础。
相比之下,分子标记技术在苜蓿种质资源的多样性评价方面具有更高的精度和鉴定效率。
其主要通过PCR技术、RFLP技术、AFLP技术等,对苜蓿基因组中的特定片段进行检测和鉴定。
通过不同分子标记技术的应用,研究者们可以将苜蓿的种质资源进行有效地鉴定、分类和保护。
二、抗旱育种研究尽管苜蓿种质资源多样性评价有助于发现优良种质和开展遗传改良,但苜蓿在干旱环境中的适应性和耐旱性仍然需要进一步研究。
苜蓿在干旱和半干旱地区适应能力较强,具有广泛应用的潜力。
目前,抗旱育种研究主要集中在以下几个方面:1. 抗旱性相关基因筛选与鉴定在苜蓿的基因组中,一些与抗旱性相关的基因已被分离和鉴定。
例如:LEA基因家族、HSP基因、P5CS基因等。
分子生物学研究表明,这些基因可调控苜蓿在干旱环境中的生长和发育。
2. 筛选抗旱性状的基因型和种质苜蓿种质资源的多样性评价可为选择优良基因型和种质提供依据。
不同生态区4个苜蓿品种营养品质及抗旱性评价不同生态区4个苜蓿品种营养品质及抗旱性评价引言:苜蓿(Medicago sativa L.)是一种重要的多年生草本植物,广泛用于饲料和土壤改良。
近年来,气候变化和不断加剧的干旱现象对农业生产产生了巨大的影响。
因此,评估苜蓿在不同生态区的营养品质和抗旱性具有重要意义。
本文旨在对四个苜蓿品种在不同生态区内的这些特性进行评价。
材料与方法:本实验选取了4个常见的苜蓿品种,分别为品种A、品种B、品种C和品种D。
将这4个品种分别栽培在不同生态区的32个试验田中。
在试验过程中,采用了随机区组设计,并采用相关的生长指标、地上部分和地下部分生物量、氮含量等指标进行测试和评估。
在干旱条件下,也对苜蓿品种进行了抗旱性测试。
结果与讨论:在营养品质方面,结果显示品种A在不同生态区内都表现出较高的营养品质。
它的氮含量较高,营养丰富,适合作为饲料供给。
而品种B和品种C在某些生态区内的抗旱性较强,其干物质含量较高,具有耐旱能力。
品种D则在部分区域内表现出较高的产量。
在抗旱性评价方面,试验结果显示,品种B和品种C在干旱区的抗旱性较强。
其根系发达、叶片较小且厚,表现出较强的耐旱能力。
而品种A和品种D在干旱区表现较一般。
这表明不同苜蓿品种对干旱的适应性存在显著差异。
结论:综上所述,不同生态区的环境条件对苜蓿品种的营养品质和抗旱性有着重要影响。
品种A在不同生态区内都表现出较高的营养品质,适合作为饲料供给。
品种B和品种C在某些干旱区域内表现出较强的抗旱性,具有一定的干旱适应性。
品种D则对部分区域内表现出较高的产量。
这些发现为苜蓿的种植和利用提供了有价值的参考信息。
同时,通过进一步优化种植措施和选择适合的苜蓿品种,可以更好地应对干旱条件下的农业生产挑战。
综上所述,不同生态区的环境条件对苜蓿品种的营养品质和抗旱性有重要影响。
在营养品质方面,品种A在不同生态区内都表现出较高的营养品质,适合作为饲料供给。
第28卷第2期 阜阳师范学院学报(自然科学版) V o.l28,N o.2 2011年6月 Journal o f Fuyang T eachers Coll ege(N a t ura l Sc i ence) Jun.20114种紫花苜蓿幼苗期抗逆性比较研究范可章1,陈 灵2,陈晓红1,朱茂英1,范海燕1,蔡 健1,李焰焰1(1.阜阳师范学院生命科学学院,安徽阜阳 236041;2.阜阳市宁老庄高级职业中学,安徽阜阳 236036)摘 要:为了解4种进口紫花苜蓿品种的抗逆性,用土壤浸出液和H2S O4、N a OH分别配制不同p H值的溶液,p H为7时不同N aCL浓度的溶液,以及不同p H值和不同N aCL浓度的混合溶液,进行了比较试验研究。
结果表明,耐酸能力从大到小顺序为金皇后、飞马、阿尔冈金、维多利亚;耐碱能力从大到小顺序为飞马、阿尔冈金、金皇后、维多利亚;耐盐能力从大到小顺序为飞马、金皇后、阿尔冈金、维多利亚;耐盐碱能力表现为飞马与阿尔冈金相同,高于金皇后,维多利亚抗盐碱能力相对较低。
关键词:4种紫花苜蓿;幼苗期;抗逆性;比较研究中图分类号:S812-05,S603.7 文献标识码:A 文章编号:1004-1069(2011)02-0039-07Research on co mparison of ant-i i ntim i dati ng traits about four alfalfa varieties i n their young see dli ng peri odsFAN Ke-zhang1,CHEN L ing2,CHEN X iao-hong1,Z HU M ao-ying1,FAN H a-i yan1,CA I Jian1,LI Y an-yan1(1.Schoo l of Life Science,Fuyang T eacher s C olle ge,Fuy ang A nhu i236041,Ch i na;2.Senior VocationalH igh S chool of N ing lao zhuang,F uyang A nhui236036,China)Abst ract:A co m para ti ve expe ri m ent i s m ade so as to understand the ant-i i n ti m i dati ng traits o f four fore i gn alf a lfa var i e ti es.T here are t hree group treat m ents i nclud i ng so luti ons o f d ifferent p H values prepared fro m so il ex tract,H2S O4and N aOH,soluti ons o fd ifferen t concentra ti ons of N aC l w ith p H7,m i xed soluti ons of d ifferen t p H va l ues and different concentrations o f N aC.l The results show that descend i ng o rder of ac i d to l e rance isG o lden Em press,G rangeu r,A l gonquin and V ictor i a.Fo r a l kali capac ity and sa lt to-l e rance,the descend i ng orde r is G rangeur,A l gonqui n,G o l den Em press,V ictoria and G rangeur,G o lden Em press,A l gonqui n,V ic-tor i a,respectively.A s fo r sa li nity capac ity,G rangeur and A l gonqui n are a l m ost the sam e,be i ng better t han G o l den E m press,wh ile V ictori a is lo w est.K ey w ords:f our a lfalfa var ieti es;young seedli ng per i ods;research on co m parison为保证可持续发展,保护脆弱的生态环境,我国提出了退耕还林还草,大力绿化荒地荒山的英明决策,为发展牧草种植创造了条件。
苜蓿6个品种幼苗期抗旱性比较研究
王瑞瑞;宿婷;谢应忠
【期刊名称】《农业科学研究》
【年(卷),期】2010(031)001
【摘要】以6个不同品种的苜蓿为材料,在幼苗期对其进行5个不同水势梯度(CK,-0.3,-0.6,-0.9,-1.2 Mpa)的PEG-6000(聚乙二醇-6000)人工模拟干旱胁迫,从丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、游离脯氨酸(Pro)质量分数和超氧化物歧化酶(SOD)活性等几个生理生化指标着手,对它们的抗旱性进行对比研究.结果表明,-0.6 Mpa 的水势可能是苜蓿幼苗抗旱临界值;随着干旱胁迫强度的增加,苜蓿6个品种的抗旱性变化较大.利用苜蓿幼苗期3项抗旱性指标分析得出了供试苜蓿品种的抗旱强弱.【总页数】4页(P9-12)
【作者】王瑞瑞;宿婷;谢应忠
【作者单位】宁夏大学,农学院,宁夏,银川,750021;宁夏大学,农学院,宁夏,银
川,750021;宁夏大学,农学院,宁夏,银川,750021
【正文语种】中文
【中图分类】S551+.7
【相关文献】
1.18个紫花苜蓿品种苗期抗旱性综合评价 [J], 张鹤山;陈明新;王凤;田宏;蔡化;刘洋
2.4个高羊茅品种幼苗期抗旱性比较研究 [J], 王彬;李长鼎;马仲泽;黄燕妮;李兴;兰剑
3.PEG-6000胁迫下10个苜蓿品种幼苗期抗旱性比较 [J], 穆怀彬;伏兵哲;德英
4.17个苜蓿品种苗期抗旱性鉴定 [J], 孟林;毛培春;张国芳;史晓霞
5.苗期紫花苜蓿品种抗旱性初步研究 [J], 杨秀娟;韩瑞宏;卢欣石;董静华
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不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱的生理及分子机制研究一、本文概述随着全球气候变暖,干旱等极端气候事件频发,对农业生产构成了严重威胁。
紫花苜蓿作为一种重要的牧草作物,其抗旱性研究对于提高牧草产量和稳定草原生态系统具有重要意义。
本文旨在探讨不同抗旱性紫花苜蓿在干旱胁迫下的生理及分子机制,以期为紫花苜蓿抗旱品种的选育和抗旱栽培技术的研发提供理论依据。
本文首先通过对比不同抗旱性紫花苜蓿在干旱条件下的生长表现,分析其抗旱性的差异。
随后,从生理层面深入研究紫花苜蓿在干旱胁迫下的生理响应,包括叶片水分状况、光合特性、抗氧化酶活性等方面的变化。
在此基础上,利用分子生物学手段,揭示紫花苜蓿在干旱胁迫下基因表达的调控网络,挖掘与抗旱性相关的关键基因和信号通路。
本文的研究不仅有助于深入了解紫花苜蓿抗旱性的生理及分子机制,还为今后紫花苜蓿抗旱育种和抗旱栽培技术的创新提供了有益参考。
通过不断优化紫花苜蓿的抗旱性能,有望为农业生产中的牧草种植和草原生态系统的可持续发展提供有力支撑。
二、材料与方法本研究选取了不同抗旱性的紫花苜蓿品种,包括抗旱性强的品种A和抗旱性弱的品种B。
为了模拟干旱环境,我们在实验田中设置了正常灌溉和干旱处理两种条件。
所有植株在相同的土壤和气候条件下生长,以确保实验结果的可靠性。
在干旱处理后的第0天、第7天、第14天和第21天,分别从每个品种中选取具有代表性的植株,进行生理指标的测定。
测定的生理指标包括叶片相对含水量、叶片电导率、叶绿素含量、脯氨酸含量、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性等。
这些指标的变化能够反映紫花苜蓿在干旱胁迫下的生理响应。
采用实时荧光定量PCR技术,分析干旱胁迫下紫花苜蓿相关基因的表达情况。
提取干旱处理后的紫花苜蓿叶片的总RNA,然后进行反转录得到cDNA。
接着,利用特异性引物进行实时荧光定量PCR扩增,分析抗旱相关基因的表达模式。
所有实验数据均采用Excel软件进行初步整理,然后使用SPSS 软件进行统计分析。
4个紫花苜蓿品种萌发期抗旱性比较惠雅佞,罗永忠(甘肃农业大学林学院,甘肃兰州730070) 摘要:为对比甘肃广泛种植的4个紫花苜蓿品种(甘农1号、新疆大叶苜蓿、中苜1号和中天1号)萌发期的抗旱性,采用不同浓度聚乙二醇6000(Polyethyleneglycol6000,PEG 6000)模拟干旱胁迫的方法,测定4个紫花苜蓿品种的种子在干旱胁迫下的发芽势、发芽率、发芽指数、抗旱指数和根芽比,并用隶属函数法对4个紫花苜蓿品种的萌发期抗旱性进行综合评价。
结果表明:4个紫花苜蓿品种的种子的发芽势、发芽率和发芽指数在各个PEG浓度下均为新疆大叶苜蓿最大,根芽比和抗旱指数为甘农1号最大;随胁迫程度的加剧4个紫花苜蓿品种的种子的发芽势、发芽率、发芽指数和抗旱指数均呈下降趋势,而根芽比先升高后降低:PEG浓度为5%时最大,分别为甘农1号6.91、新疆大叶苜蓿3.68、中苜1号4.54和中天1号6.04,0%时次之;与PEG浓度为0%时相比,PEG浓度为5%时,中天1号的发芽势和发芽指数下降幅度最大,PEG浓度为25%时,新疆大叶苜蓿的发芽率和中天1号的抗旱指数下降幅度最大。
萌发期综合抗旱性为甘农1号>中苜1号>新疆大叶苜蓿>中天1号。
关键词:紫花苜蓿;PEG 6000胁迫;种子萌发;隶属函数;抗旱性 中图分类号:S541+.1 文献标志码:A 文章编号:1009 5500(2021)06 0111 08 犇犗犐:10.13817/j.cnki.cyycp.2021.06.016 收稿日期:2020 12 30;修回日期:2021 02 18 基金项目:国家自然科学基金(32160409);甘肃省自然科学基金项目(17JR5RA145);甘肃农业大学学科建设专项基金(GAU XKJS 2018 111)资助 作者简介:惠雅佞(1996 ),女,甘肃环县人,硕士研究生。
E mail:1594553205@qq.com罗永忠为通信作者。
133份苜蓿幼苗耐旱性评价及生理基础研究针对国内外133份苜蓿种质资源材料进行耐旱性综合评价和生理基础研究,苗期干旱处理实验采用连续干旱法和反复干法分别进行,根据其干旱反应症状以及复水后的存活率,将其耐旱性分为5个等级;选取不同等级耐旱性的10个典型材料,在幼苗期和成年期分别进行耐旱生理基础研究,主要结果如下:1.133份苜蓿的两次苗期耐旱性综合评价结果表明,材料间差异达到显著或极显著水平。
总体分析国内苜蓿材料耐旱性等级普遍高于国外材料,新育成的品系材料耐旱性等级普遍高于育成品种材料。
2对133份苜蓿的发芽指数与之耐旱性进行相关分析结果表明:两次评价干旱复水后的存活率与幼苗的发芽指数都呈负相关,并且2008年评价结果达到极显著水平(P<0.01),2009年评价结果达到显著水平(P<0.05)。
3.选取不同耐旱性等级的10个典型材料,在幼苗期和成年期分别进行耐旱生理基础研究,脯氨酸(F=-0.933**)、POD(F=-0.952**)、SOD(F= -0.869**)三个生理指标与苜蓿耐旱性评价等级相关分析呈极显著负相关关系,细胞膜透性(电导率)(F=0.938**)呈显著正相关;根据游离脯氨酸、SOD、POD三个指标的增幅和细胞膜伤害率进行伤害敏感度分析,其顺序为:游离脯氨酸>细胞膜伤害率
>SOD >POD;以上结果说明苜蓿耐旱性主要是以大量积累脯氨酸、提高体内防御酶系活性和降低细胞透性为生理基础。
中农1号苜蓿抗旱性评价
本研究在大田自然干旱条件下对8个苜蓿品种的形态特征,生理生化反应,产量性状及营养成分等方面进行全面对比研究,对8个苜蓿品种在干旱胁迫下的反应进行相关分析,并对其抗旱性利用隶属函数法进行综合评价,结果如下:1)参试苜蓿品种在干旱胁迫下生育期比在灌水条件下平均缩短1-8天。
2)干旱胁迫下,参试苜蓿品种在植株形态上表现出明显的适应性变化,根冠比,根深/株高明显高于灌水条件下;叶面积比和叶夹角小于灌水条件下。
3)干旱胁迫下,参试苜蓿品种的产量与植株主要营养成份较灌水条件下有明显下降。
4)参试苜蓿品种的叶绿素含量,叶水势随土壤含水量的降低而降低,脯氨酸含量,水分饱和亏缺,可溶性糖含量,CAT活性随土壤含水量的下降而升高,且与灌水条件下各指标有显著差异。
5)参试苜蓿品种的叶绿素含量,可溶性糖含量,POD活性随含水量的变化幅度与其生育时期有关,分枝期到盛花期的变化幅度较大,其中POD活性在盛花期之前随土壤含水量降低而升高,盛花期之后,呈现下降趋势。
6)在干旱胁迫下,参试苜蓿品种的质膜相对透性与叶水势之间存在显著正相关关系(R=0.801,P=0.016);质膜相对透性与叶片脯氨酸含量之间存在显著正相关关系(R=0.709,P=0.049);叶水势与CAT活性之间存在显著负相关关系(R=-0.700,P=0.049);可溶性糖含量与CAT活性之间存在显著负相关关系。
28卷02期V ol.28,N o.02草 业 科 学PRA T ACU L T U R AL SCIENCE217-22502/2011不同种质苜蓿苗期耐旱性评价及其方法的比较徐向南1,易津1,于林清2,文都日乐1(1.内蒙古农业大学,内蒙古呼和浩特010019; 2.中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特010010)摘要:由于国内苜蓿(M edicago spp.)耐旱性评价方法不统一,在已有的方法的基础上进行综合整理、适当修改,对来自国内外的133份不同苜蓿种质资源进行2次抗旱性评价(控水方法不同),并对2种控水方法进行比较。
以干旱反应征状指数(ASI)和复水后的存活率作为2个变量,运用SA S软件进行综合分析。
2次评价结果表明,有15份材料(肇东苜蓿、草原2号、草原3号、沧州苜蓿、陇东苜蓿、甘农1号、中兰1号、准格尔苜蓿、龙牧801、龙牧803、中苜1号、Rambler、A CGRA ZEhA ND、A meristand201+2和A meriG raze401+2)表现出稳定的强抗旱性;11份材料(敖汉苜蓿、公农3号、新疆大叶、天水苜蓿、新牧1号、Ca liv erde、K A NZA、M ESA SIRSA、M oapa69、5264和M alo ne)表现出稳定的最弱抗旱性;且材料所属的评价等级,经分析不存在显著性差异(P>0.05)。
分析发芽指数与抗旱性的相关性,苜蓿2次评价的发芽指数均与其抗旱性呈负相关,第1次呈极显著负相关(P< 0.01);第2次呈显著负相关(P<0.05)。
关键词:苜蓿;干旱;评价;生理学;苗期中图分类号:S551+ 703 4;Q945 7 文献标识码:A 文章编号:1001 0629(2011)02 0217 09苜蓿(M edicago spp.)是优良的豆科牧草,种植范围广泛,但在部分地区,干旱限制了其生长速度及产量。
因此,苜蓿的水分利用原理一直是研究热点。
刘国利等[1]对紫花苜蓿(M.sativ a)水分利用效率对水分胁迫的响应进行了研究,结果表明水分胁迫可提高其水分利用效率,但品种间有差异。
孙洪仁等[2]对不同年限紫花苜蓿(生长)水分利用效率的差异进行试验,发现生长年限影响紫花苜蓿的水分利用效率。
张国利[3]的研究表明,苜蓿鲜草产量随灌溉量增加而增长,增产幅度也逐渐增大;但当灌溉总量达到5400m3/hm2时,灌溉量增加对苜蓿的增产幅度影响不明显,灌溉总量在4800m3/hm2左右时经济效益最高。
苜蓿抗旱性受多因素的影响,鉴定其抗旱性不仅需要适当的指标,更需要在此基础上建立科学的数量化体系,目前公认的评定方法有直接比较法、总抗旱性评价法、隶属函数法、层次分析法(AH P)、主成分分析法和灰色关联度模型[4],但苜蓿的抗旱性评价还多以田间指标或者结合生理生化指标[5 6]为主。
魏永胜等[7]指出抗旱性是一个综合指标,不应由单一指标决定。
目前对于苜蓿抗旱性的评价方法众多、不统一,而评价方法的不统一不道[8 11]很多,大多数研究集中于抗旱性的鉴定上。
大量研究表明,苜蓿品种间抗旱性差异显著,而且不论是田间鉴定法还是生理生化指标鉴定,选取的抗旱指标各有所长,方法也各有利弊[12 14]。
因此,本研究选用来自国内外的133份苜蓿材料,进行2次抗旱性评价(控水方法不同),并对2种方法进行比较,以期为苜蓿的抗旱性评价及其方法的探索提供依据。
1 材料和方法1.1试验材料 2次评价试验地点均在中国农业科学院草原研究所实验地进行,第1次评价于2008年7-10月进行,原搜集试验材料143份(表1),其中有20份材料出苗过少从试验中除去(24、25、47、59、63、68、69、72、73、75、77、78、80、92、93、94、103、109、117、134)。
第2次评价于2009年5-7月进行,其中有20份材料出苗过少从试验中除去(3、15、收稿日期:2010 04 21 接受日期:2010 06 08基金项目:国家科技支撑项目 干旱、半干旱地区抗旱牧草新品种选育及产业化示范 (2008BADB3B06);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金 中国苜蓿系统评价与遗传变异分析 (2006 2)作者简介:徐向南(1984 ),男,内蒙古通辽人,在读硕士生,主要从事牧草生理生态方向的研究。
E mail:xuxiangnan840923@PRA T A CU L T U RA L SCI EN CE(V ol.28,No.02)02/201124、32、53、55、59、63、78、79、92、93、94、103、106、109、120、128、134、143)。
综合2次材料的出苗率从中去除10份出苗率低的材料(24、59、63、77、92、93、94、103、109、134)实际材料数为133份。
1.2试验地概况 中国农业科学院草原研究所的呼和浩特大黑河实验场位于呼和浩特市西南约30 km的土默特左旗沙尔沁乡,地理坐标为111 45 E, 40 36 N,海拔1055m,属于半干旱大陆性气候,干旱、寒冷、多风沙是该地的主要特点,年均温5.6 , 7月最高温度为37.3 ,1月最低温度-32.8 ,无霜期130d左右,年均降水量426m m。
试验地属于沙质脱潜育土,pH值为8.5~9.0,土壤含盐量为0.03%(1~140cm),土壤贫瘠,有机质含量0.6%,含氮量为0.035%。
1.3苜蓿盆栽抗旱性试验1.3.1幼苗培养 第1次评价于2008年7月29日开始,第2次评价于2009年5月1日开始,2次试验种子均种在50个格的苗盘中(长54.2cm,宽28.5cm、高9.7cm),每格3~10粒种子,每份材料设1个对照材料和1个试验材料且为25个重复(第2次50个重复),正常浇水管理,育苗盘置于露天管理。
待幼苗出现3~4片真叶时(发芽25d左右)进行间苗、定苗(保留植株大小,高度大体一致的材料)。
然后进入温室开始控水试验。
在此期间内观察出苗的早晚并记录下来,之后分析出苗的早晚,整齐度与抗旱性的关系。
1.3.2幼苗耐旱处理 第1次评价采用连续干旱法,自进入温室后就不再对试验材料进行浇水管理,而对照材料进行正常浇水管理。
待有1/3的品种出现严重干旱反应时(时间一般是15d左右),对幼苗进行观察并记录幼苗的干旱反应征状。
第2次评价采用反复干旱法,自进入控水之日起每隔1周浇水1次,而对照材料进行正常管理。
在进行反复干旱4次之后,对幼苗进行观察和测定。
测定和记录幼苗的干旱反应征状。
1.3.3苜蓿幼苗耐旱评价 苗期旱情分级分为5个等级:1为幼苗正常,没有任何旱害反应;2为顶部小叶正常,下部叶萎蔫;3为叶全部萎蔫,茎仍直立呈绿色;4为叶全部萎蔫,茎弯曲或半倒地呈浅绿色或[15 16]待干旱结束后给幼苗浇足水。
过2周后再观察幼苗的存活数并计算:存活率=复水后幼苗存活数实际出苗数100%发芽指数= G t/D t式中,G t为当天的发芽数,D t为发芽日数[17]。
平均分指数(A SI)=S n (6-n)S[17]式中,n为等级(n=1、2、3、4、5),S为植株总数,S n 为该等级所占植株数(n=1、2、3、4、5)。
2 结果与分析2.1抗旱性的评价 经过控水试验后对各种苜蓿对干旱条件的反应征状做出统计(表1)。
2次评价的处理方法不同,导致最终的评价标准也不一样。
评价标准综合 苜蓿种质资源描述规范和数据标准 [15]和电脑的自动分级标准(即把数据输入电脑后电脑对具体数据分出5个抗旱等级),并对2个参考标准进行适当的修改。
2次评价分级具体标准见表2,经SAS软件分析,2次聚类结果在0.05水平下不存在显著性差异。
植物对逆境的适应或抵抗主要包括避逆性(stress avo idance)和耐逆性(stress to lerance)两方面,前者指植物对不良环境在时间上或空间上的躲避;后者指植物能够忍受逆境的作用[18]。
从2次苜蓿的抗旱评价结果的数据来看,多数苜蓿以避逆性抵抗干旱胁迫为主,原因是:本试验是以苗期为主,部分植株的耐逆性体现的不明显,多数植株以地上部分萎蔫或死亡来保护地下部分的生存。
所以本试验最终的评价标准是以存活率为基础,以ASI为辅助,用类平均聚类方法综合的考虑、分类出最后的结果(图1、2)。
2.2出苗的整齐度与抗旱性 将幼苗的发芽指数与干旱复水后的存活率做相关分析。
从苜蓿的出苗情况来看,前3d苜蓿出苗较快,从第4天开始出苗速度逐渐变缓,并逐渐出现死亡现象,所以本试验采用前3d出苗较快时的发芽指数进行分析。
2次评价结果表明,干旱复水后的存活率与幼苗的发芽指数均呈负相关,并且第1次评价结果达到极显著水平(P<0.01),相关系数为-0.265;第2次评价结果达到显著水平(P<0.05),相关系数为-0.532。
发芽指数高说明该种子发芽所用的时间21802/2011草 业 科 学(第28卷02期)表1 苜蓿材料名称及耐旱性试验数据编号植物名称材料名称种子来源第1次评价结果发芽指数A SI存活率(%)评价等级第2次评价结果发芽指数A SI存活率(%)评价等级1A大郁山U29.47 1.7575.00232.10 2.4579.5532A SD U24.62 1.5738.10425.47 2.3268.1843A SA35059U23.83 2.0090.001----4A YL 15U22.02 2.1459.10325.67 3.0284.0935A X 2 68U20.33 2.3681.80120.13 3.0391.8916C X 68 1U21.18 1.5739.10424.92 2.5972.7347C X 3 68 2U21.42 1.098.70523.52 3.1374.3648A X 5 2U13.92 1.4328.60415.40 2.7180.6539A X5 29U9.08 1.6362.50313.32 3.1996.881 10A M aver ick U21.47 1.6345.80424.95 2.6872.504 11A牧歌401+Z U18.23 1.05 4.80521.63 2.0246.675 12A X 7 14 3U21.73 1.7865.20325.45 3.3790.701 13C草原1号U28.80 1.5050.00329.42 2.6778.573 14A公农2号(x 7)U24.63 2.0066.70231.30 3.1285.712 15A GRI2012U19.00 2.1071.402----16A甘农2号(x 7)U19.57 1.6252.40319.42 2.4968.294 17A GRT2013U23.80 1.2010.00527.73 2.2458.545 18A X 8 9 1U25.58 1.7550.00330.95 3.59100.001 19A Wr ang ler U30.97 1.7152.90332.33 3.2189.742 20A SA32140U22.42 1.2420.00554.35 3.1797.871 21A准格尔(x 8)U24.52 1.8480.00226.38 3.3096.671 22A YL.9U18.15 1.7463.20319.18 3.0391.182 23A龙牧806U24.85 1.3930.40425.08 3.1392.112 25A M SA CW3A n3V----17.23 2.2053.335 26A Ca liv erde V32.85 1.2313.60532.13 1.9751.435 27A A po llo V27.05 1.5033.30428.53 2.5266.674 28A PA 1V30.28 1.5233.30430.75 2.7774.194 29A Ok51V32.40 1.2626.30436.70 2.4065.714 30A Ok08V25.22 1.2414.30527.63 2.3359.525 31A WL325H Q V37.58 1.4229.20424.73 2.5068.754 32A K AN ZA V20.77 1.2621.105----33A BA K ER V28.07 1.2525.00429.93 2.7483.723 34A G 2852V28.97 1.4434.80430.95 2.7276.743 35A A LF A GRA ZE V30.73 1.6552.20332.78 2.3965.914 36A Rambler V15.43 1.8157.10320.22 3.4386.492 37A2G9830V34.92 1.4430.40439.58 1.8948.895 38A M aver ick V22.68 1.8161.90323.17 2.6271.794 39A M ESA SIR SA V32.40 1.3222.70533.35 2.5563.645 40A M oapa69V33.83 1.4723.50532.90 2.4464.445 41A V ernal V32.62 1.4231.60434.57 2.6482.223 42A A RC V31.40 1.4030.00435.43 2.8680.003 43A5262V35.58 1.2416.00537.57 2.0560.475 44A Ranger V21.53 1.6040.00428.20 2.8574.474219PRA T A CU L T U RA L SCI EN CE(V ol.28,No.02)02/2011续表1编号植物名称材料名称种子来源第1次评价结果发芽指数A SI存活率(%)评价等级第2次评价结果发芽指数A SI存活率(%)评价等级46A M alo ne V39.73 1.2322.70544.05 2.4456.415 47B YL u 1U----16.65 2.3960.985 48B YL u 2U 5.52 1.5238.10411.43 3.5683.331 49B YL u 3U25.42 2.3991.30128.63 3.3687.231 50B YL u 4U 2.53 1.7152.403 6.85 4.17100.001 51B YL u 5U15.77 1.6152.20316.38 3.9794.591 52B YL u 6U17.45 1.7877.80223.72 2.9775.683 53B YL u 7U 2.40 2.6379.201----54B YL u 8U7.07 2.0071.40213.22 3.5997.561 55B YL u 9U10.10 1.9563.202----56B YL u 10U16.13 1.9262.50220.40 2.5886.112 57B YL u 11U18.20 1.9552.60323.83 3.3476.603 58B YL u 12U13.48 1.6840.90417.90 2.8574.364 60B YL u 14U14.90 1.1717.40547.22 4.00100.001 61B YL u 15U19.22 1.7154.20321.47 2.6977.143 62B YL u 16U9.02 1.5040.90413.03 2.9072.504 64A32IQ U32.90 1.109.50536.67 2.3562.795 65A淮阴U20.68 1.6431.80424.35 2.7469.234 66A皇后U16.05 2.4065.00218.72 2.8989.192 67A敖汉苜蓿U19.55 1.1010.00521.40 2.6157.895 68A黄花苜蓿(s)U----37.82 2.9080.003 69C甘农2号(c)U----22.03 2.5777.273 70A关中苜蓿U22.97 2.0078.30225.68 3.1387.502 71A无棣苜蓿U26.12 1.1515.00526.52 2.3457.895 72A赛特W----26.73 2.5073.684 73A德宝W----19.48 2.4069.054 74A三得利W18.30 1.5027.80422.10 2.1457.145 75C甘农1号X----29.45 4.3697.871 76A天水苜蓿X18.32 1.3231.60423.82 2.3965.854 78A陇东苜蓿X----18.22 4.1490.911 79C甘杂27X11.72 1.6931.304----80A陇中苜蓿(c)X----33.23 3.4877.273 81A河西苜蓿X29.52 1.7465.20331.20 3.1082.053 82A甘农3号(紫)X24.75 2.0056.25327.42 2.7678.383 83A德福X23.87 1.3131.30424.90 2.1566.674 84A X 8 5U18.88 1.9472.20223.20 2.7686.672 85A X 8 6U24.55 2.0594.70124.30 2.8287.181 86A X 8 7U31.58 2.2088.00234.23 2.9784.622 87A X 8 8U31.02 2.0991.30132.67 2.8686.362 88A X 8 9U16.57 2.1993.80119.95 3.0686.111 89A X 8 10U29.20 1.8565.00327.93 2.4476.473 90A X 8 11U35.07 1.7045.00436.52 1.7340.915 91C根茎型苜蓿U8.63 1.9171.40231.92 2.9485.712 22002/2011草 业 科 学(第28卷02期)续表1编号植物名称材料名称种子来源第1次评价结果发芽指数A SI存活率(%)评价等级第2次评价结果发芽指数A SI存活率(%)评价等级96C Rambler(w sh)U18.05 2.1794.40118.37 2.9487.10197A A CG RA ZEHA N D Z30.40 2.3286.40132.35 3.0489.36198A YL 9U26.18 2.33100.00127.15 3.1386.67199A X 8 27 3.3U32.62 1.2610.50534.13 2.7572.224 100A优选苜蓿U35.60 1.3010.00537.28 2.2840.635 101A公农3号(n)U25.32 1.4418.80524.20 2.3846.885 102A YL 602U35.73 1.2110.50537.13 2.0535.715 104A陇中苜蓿(n)U17.45 1.8463.20318.95 2.8579.493 105A公农2号(n)U18.17 1.7252.00319.98 3.2577.783 106A河西U20.83 2.2266.702----107A准格尔(n)U25.15 2.2288.90225.62 2.7785.712 108C润布勒U21.83 2.5088.90122.97 1.6628.135 110B直立黄花苜蓿U19.57 2.2377.30231.53 2.9175.763 111A YL 3U48.08 2.2076.00245.88 2.7480.953 112A YL 701U31.33 1.2525.00468.33 2.6771.434 113A S 3U31.67 1.6440.00435.90 2.7168.754 114A S 1U25.83 1.8040.00418.38 2.4370.004 115C草原2号U22.93 2.3794.70127.77 3.1386.961 116A S 4U27.80 1.178.70532.57 3.0776.194 117A5 27U----16.42 3.7896.881 118A新疆大叶U19.03 1.7345.50422.38 2.3169.444 119A新牧1号U19.93 1.5040.90419.68 2.9170.594 120A陕北苜蓿U13.32 2.2080.002----121A北疆苜蓿U16.57 2.2981.00220.85 2.7489.742 122C草原3号U10.47 2.3591.30135.62 2.6890.912 123A中兰1号U16.87 2.0568.20243.48 2.6987.502 124A5 25U23.87 1.9576.20234.12 4.38100.001 125A5 26U16.30 2.1894.10128.93 3.3087.881 126A蔚县苜蓿U26.10 1.8258.80329.58 3.2475.763 127A新疆抗旱苜蓿U21.08 2.1177.80226.77 2.6384.382 128A肇东苜蓿U10.53 2.1495.201----129A沧州苜蓿U11.87 2.4294.70121.68 3.1485.711 130A公农1号U16.30 2.55100.00126.57 2.0948.485 131A YL 601U19.75 1.6354.20324.62 2.7180.653 132A龙牧801U19.08 1.9264.00234.07 2.9582.052 133A S 5U13.98 2.6295.20129.08 2.9184.382 135A龙牧803U15.58 2.64100.00119.57 3.5589.471 136A中苜1号U15.28 2.1080.00221.42 3.0582.052 137A陇东苜蓿X13.00 2.57100.00117.73 3.6390.001 138C阿尔冈金U15.82 2.3388.90119.53 3.5494.291 139A A meristand201+2U14.52 2.61100.00119.13 3.5091.181 140A A meriG raze401+2U13.73 2.55100.00119.70 2.8682.862 141C阿勒泰U11.90 2.6389.50115.47 3.7090.001 142A A C G razeland Z10.28 2.0060.00223.87 3.3381.822 143C甘杂28X20.22 1.8966.703----注:A为紫花苜蓿(M.sativa),B为黄花苜蓿(M.f alcata),C为杂花苜蓿(M.v ar ia);U为呼和浩特试验场,V为美国农业221PRA T A CU L T U RA L SCI EN CE(V ol.28,No.02)02/2011图1 苜蓿第1次评价抗旱性分级聚类图22202/2011草 业 科 学(第28卷02期)图2 苜蓿第2次评价抗旱性分级聚类图223PRA T A CU L T U RA L SCI EN CE(V ol.28,No.02)02/2011短,发芽速度快,而发芽指数与存活率呈负相关,说明苜蓿的种子发芽速度越快、出苗所用的时间越短,其后期的抗旱性越差;而相反发芽速度越慢、出苗所用的时间越长,其后期的抗旱性越好。