玉米品种初期抗旱性分析

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摘要：对山东省主推的9个玉米品种进行了萌发期PEG模拟水分胁迫试验，结果表明：水分胁迫对每个玉米品种的发芽势、发芽率、胚根长、胚根干重等都有影响，但不同杂交种在抗旱性上存在明显差异。本研究使用隶属函数法对参试材料抗旱性进行了定量评价，其中菜农14、农大108、登海701为早期典型抗旱型品种；浚单20、金海5号、青农105、中科11为早期较抗旱型品种；登海662、郑单958为早期不抗旱型品种。其它各抗旱筛选指标中，种子萌发抗旱指数与隶属函数对品种抗旱性分析结果较为一致。

关键词：玉米；渗透胁迫；抗旱指数；隶属函数法；抗旱性

中图分类号：S513.01文献标识号：A文章编号：1001－4942(2011)02－0021－03

“十年九旱”是我国北方的自然特点，干旱已成为我国农业可持续发展的主要限制因素，严重影响着农业生产的发展。玉米虽是雨热同期作物，但近几年来山东经常出现伏旱，玉米早期出苗及苗期生长受到不同程度的影响，造成不同程度的减产或绝收。因此筛选早期抗旱性强的高产品种对于规避玉米早期阶段旱情，保证稳产高产具有重要意义。目前国内已形成规范的利用PEG(聚乙二醇)室内水分胁迫模拟鉴定品种抗旱性的具体方法及鉴定指标，如《国际种子检验规程》(ISTA)。本试验采用室内15％PEG－6000溶液模拟水分胁迫，对山东省主推的9个玉米品种进行了萌发期渗透胁迫试验，测定了与抗旱性有关的7项指标，利用隶属函数法进行定量分析，评价玉米品种早期抗旱性，筛选出早期抗旱高产玉米品种。本研究结果将对山东省玉米高产稳产具有重要指导意义。

1材料与方法

1.1试验材料

试验于2010年5～6月在青岛农业大学旱作技术实验室进行。供试9个玉米杂交种为：中科11、金海5号、登海662、登海701、青农105、农大108、郑单958、菜农14、浚单20。

1.2试验方法

种子水分胁迫萌发试验根据《国际种子检验规程》(ISTA)进行。将精选饱满的种子用75％的酒精消毒3min，用无菌蒸馏水冲洗干净，自然风干后放在12.5cm×9.5cm的无菌塑料盒(15粒/盒，种子间距离为粒长的1～2倍)中，双层滤纸做发芽床。本试验先对所有参试材料进行20％、15％PEG-6000(天津天泰精细化学有限公司)胁迫敏感反应预备试验，结果20％PEG-6000造成80％的材料发芽受到抑制，因此，本研究采用15％PEG-6000，每培养皿加40ml，对照加等量蒸馏水。将种子置于25℃恒温培养箱中暗萌发。每隔1天调查1次发芽数(以胚根长2mm为发芽标准)至第8天。第4天调查发芽势，第7天调查发芽率，处理8天后测定各指标(重复3次)。

1.3调查项目及方法

调查发芽势、发芽率、胚根长、胚芽干重、胚根干重、籽粒剩余部分干重等性状。

种子萌发抗旱指数(GDRI)=水分胁迫下种子萌发指数(PIS)/对照萌发指数(PIC)，PI=1.00nd2+0.75nd4+0.50nd6+0.25nd8，其中nd2、nd4、nd6、nd8分别为第2、4、6、8天种子的萌发率。

干旱伤害率(％)=[(CK－T)/CK]×100CK为对照值，T为处理值，均为供试材料第8天的发芽数。

贮藏物质运转率(％)=[(芽+根)干质量/(芽+根+籽粒)干质量]×100

隶属度(Uij)=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin)，其中Uij为某品种对于第i项指标的隶属度，Xij为某品种第i项指标测定值，Ximin为全部品种i项指标的最小值，Ximax为全部品种i项的最大值，i为某项指标，j为某个品种。并求出各品种隶属函数平均值。

数据统计分析采用SAS1996软件。

2结果与分析

2.1渗透胁迫对不同品种种子发芽及胚根生长的影响

由表1可以看出，PEG渗透胁迫对每个玉米品种的发芽势、发芽率、胚根长、胚根干重都有影响，但品种间敏感程度存在明显差异。在PEG胁迫下，农大108、浚单20等品种仍保持较高的发芽势和发芽率，而登海662、郑单958的发芽势和发芽率受影响较大。胁迫条件下胚根生长受抑制程度在一定程度上取决于是否能够获取足够的水分，也是判断玉米萌发期抗旱性的重要指标。同样，发芽势强的农大108、菜农14等品种胚根长与胚根干重受影响较小，而郑单958、登海662受影响较大。

2.2渗透胁迫对不同品种贮藏物质运转率的影响

贮藏物质运转是指萌发种子内的贮藏物质消耗用来供给胚根、胚芽生长的过程，贮藏物质运转率越高说明该玉米品种萌发期抗旱能力越强。在PEG渗透胁迫下，与对照相比，贮藏物质运转率显著下降，而且品种间敏感程度存在显著差异，品种间相对贮藏物质运转率差异显著(表2)。相对贮藏物质运转率在一定程度上可以反映出品种的抗旱性，其值越高则说明品种的抗旱能力越强。参试材料中，农大108的相对贮藏物质运转率较高，登海662值较小。

2.3渗透胁迫对不同品种干旱伤害率与抗旱性指数的影响

干旱伤害率是玉米抗旱性鉴定的一个重要指标，抗旱性与干旱伤害率呈负相关。参试材料中，登海662干旱伤害率值最大，农大108值最低。品种间萌发抗旱指数差异显著(表3)，在0.51～1.04之间。根据张振文等的方法，将参试材料分为5类：极抗旱型(≥0.90)有登海701(1.04)、浚单20(0.93)；比较抗旱型(0.75～0.90)有菜农14(0.89)、农大108(0.79)、金海5号(0.75)、中科11(0.75)；抗旱型(0.50～0.75)有青农105(0.71)、登海662(0.60)、郑单958(0.51)；不抗旱型(0.35～0.50)无；极不抗旱型(≤0.35)无。

2.4渗透胁迫下各品种隶属函数分析

隶属函数均值也是玉米抗旱性鉴定的重要指标，抗旱性越强其均值越高。根据李壮等的研究，本研究从所测指标中选出发芽势、发芽率、胚根长、萌发抗旱指数、贮运物质转运率5个指标进行隶属度分析，最后得出隶属函数均值。参试材料中菜农14均值最高(0.841)，农大108、登海701次之，均属于典型的抗旱品种；浚单20、金海5号、青农105、中科11均值在0.613～0.486范围内，属于较抗旱类型品种；登海662、郑单958均值均在0.4以下，属于不抗旱类型品种(表4)。

3小结

本研究采用隶属函数法对参试材料抗旱性进行了定量评价，其中菜农14、农大108、登海701为早期典型抗旱型品种；浚单20、金海5号、青农105、中科11为早期较抗旱型品种；登海662、郑单958为早期不抗旱型品种。其它各抗旱筛选指标中，种子萌发抗旱指数与隶属函数对品种抗旱性分析结果较为一致，生产实践中也可结合两者对参试材料早期抗旱性进行综合评价。