猪屎豆种质资源萌发期的耐旱性评价

来源：核心期刊咨询网时间：12

摘要：摘 要：为筛选耐旱性强的优异猪屎豆种质，本研究采用质量分数为15%的聚乙二醇(PEG-6000)溶液模拟干旱环境，以相对发芽势、相对发芽率、萌发耐旱指数、相对胚根长、相对苗高和活力指数作为评价指标，利用隶属函数法对228份猪屎豆种质资源的萌发期耐旱性进行综合评价。根

　　摘 要：为筛选耐旱性强的优异猪屎豆种质，本研究采用质量分数为15%的聚乙二醇(PEG-6000)溶液模拟干旱环境，以相对发芽势、相对发芽率、萌发耐旱指数、相对胚根长、相对苗高和活力指数作为评价指标，利用隶属函数法对228份猪屎豆种质资源的萌发期耐旱性进行综合评价。根据6个评价指标的平均隶属函数值将猪屎豆资源的耐旱性分为5个等级，其中耐旱等级为Ⅰ级的种质1份，来源于云南元江，平均隶属函数值为0.8;Ⅱ级种质13份，0.6≤平均隶属函数值<0.8;Ⅲ级种质105份，0.4≤平均隶属函数值<0.6;Ⅳ级种质105份，0.2≤平均隶属函数值<0.4;Ⅴ级种质4份，其平均隶属函数值小于0.2。

　　关键词：猪屎豆;种质资源;萌发期;耐旱性評价

　　猪屎豆(Crotalaria pallida)为豆科猪屎豆属植物，属于世界热带广布种，在我国的南方省市分布较为广泛[1-2]。猪屎豆具有耐贫瘠、耐盐碱、根瘤发达等特性，因此作为传统绿肥作物在世界热带地区广泛栽培[3-4]。随着我国现代生态农业的兴起和化肥减施增效相关政策的实施，对猪屎豆绿肥资源的需求逐年增加。此外，近年来猪屎豆还在绿化、观赏、生态恢复等方面也有着广泛的应用[5-9]，然而随着猪屎豆在道路绿化、果园间作、荒山绿化等生产中的快速推广应用，逐渐发现猪屎豆种源混杂，耐旱性能参差不齐，生产表现相差悬殊等问题，严重影响了推广应用发展[10]。野生植物种质资源往往具有一些栽培品种所没有的优秀耐旱、耐盐碱等性状，具有较大的挖掘潜力，目前关于猪屎豆耐旱资源的鉴定研究极少，筛选抗旱性种质和选育耐旱品种是解决当前猪屎豆应用瓶颈的重要研究课题。

　　植物抗旱性受多因素影响，并且不同生育时期表现不同[12]。种子在萌发期受到干旱胁迫时，发芽速度和长势会受到抑制，其发芽势、发芽率、萌发指数、幼苗高度等多种指标会降低[13-14]，研究发现，干旱条件下耐旱性强的种质与干旱敏感型种质相比，前者的上述各性状指标的降幅显著小于后者[15]，所以种子生长萌发情况能反映出其对干旱胁迫的忍受能力，种子萌发期是作物耐旱性鉴定的关键时期[16]。目前，聚乙二醇(PEG- 6000)溶液模拟干旱胁迫在大豆[17]、苜蓿[18]、柱花草[19]、小麦[20]、绿豆[21]等作物的萌发期耐旱性鉴定中已有应用，本方法具有简单易行、易于控制等特点。本研究为解决猪屎豆推广利用的上述问题，拟采用PEG-6000模拟萌发期干旱环境的方法，首先对猪屎豆萌发期耐旱性鉴定PEG-6000溶液浓度进行筛选，然后根据筛选出的适合浓度模拟干旱环境，对广泛收集的228份野生猪屎豆种质资源进行耐旱性鉴定，筛选耐旱性能强的猪屎豆材料，以期解决当前猪屎豆在园林绿化和道路护坡利用过程中出现的问题，推动猪屎豆的生态利用，也为以后耐旱品种选育提供材料基础。

　　1 材料与方法

　　1.1 材料

　　供试猪屎豆种质资源为228份(编号为Z1～Z228)，其中来源于海南的107份，云南的33份，广西的36份，广东的23份，福建的14份，四川的7份，江西的2份，还有6份分别来自缅甸、哥伦比亚、印度、老挝、圭亚那、哥斯达黎加。上述种质资源于2019年在中国热带农业科学院品资所基地进行扩繁，供试材料均为扩繁后所得种子，保证了供试材料成熟期和贮藏期的一致性。

　　1.2 方法

　　1.2.1 种子预处理 选取均匀一致的猪屎豆种子，消毒后冲洗干净，置于75 ℃热水中浸种5 min，去除硬实种子后沥干备用。

　　1.2.2 筛选合适的PEG-6000溶液浓度 随机选取不同来源种质编号为Z107、Z131和Z204的猪屎豆。以5%、10%、15%、20%、25%、30%共6个不同浓度的PEG-6000溶液为胁迫液，以蒸馏水处理作为对照，进行种子发芽试验，每天统计发芽数[22]。第7天从每个培养皿中随机选取4株猪屎豆幼苗测量胚根长和苗高，第8天结束发芽试验。

　　1.2.3 萌发期耐旱性综合评价鉴定 参考张海平等[17]的指标计算方法，使用适合浓度的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫环境，对228份猪屎豆种质进行耐旱性评价鉴定，具体试验方法如1.2.2所述。

　　(1)评价指标值的测定方法公式如下：

　　发芽势=第3天发芽种子数/供试种子数× 100%;发芽率=第7天发芽种子数/供试种子数× 100%;萌发指数=1×nd2+0.75×nd4+0.5×nd6+0.25× nd8;式中nd2、nd4、nd6、nd8分别为第2、4、6、8天的发芽率;简易活力指数=幼苗长度(cm)×发芽率;

　　耐旱指标相对值的计算方法：

　　相对发芽势=(处理发芽势/对照发芽势) 100%;

　　相对发芽率=(处理发芽率/对照发芽率) 100%;

　　萌发耐旱指数=(处理萌发指数/对照萌发指数)×100%;

　　活力指数=(相对幼苗长度×相对发芽率)× 100%;相对胚根长=(处理胚根长/对照胚根长) 100%;

　　相对苗高=(处理苗高/对照苗高)×100%;

　　(2)抗旱性综合评价的隶属函数法，具体计算公式如下[23]：

　　U(Xij)=(Xij–Xj，min)/(Xj，max–Xj，min)

　　Xi=∑U(Xij)/n

　　式中，Xij为某一材料的某指标在干旱胁迫下的相对值，Xj，max为所有供试材料中该相对值的最大值，Xj，min为该相对值的最小值，U(Xij)为i材料j性状的隶属函数值，Xi为i材料的平均隶属函数值，n为测定指标数。Xi值越大，表明該材料抗旱性越强。根据6个评价指标相对值的平均隶属函数值区分耐旱等级，耐旱分级标准如下：Ⅰ级为耐旱型(X≥0.8);Ⅱ级为较耐旱型(0.6≤X<0.8);Ⅲ级为中间型(0.4≤X<0.6);Ⅳ级为较敏感型(0.2≤X<0.4);Ⅴ级为敏感型(X<0.2)。

　　1.3 数据处理

　　采用Excel 2010和SPSS 25.0软件进行数据分析。

　　2 结果与分析

　　2.1 适合PEG-6000溶液浓度的筛选

　　6个处理浓度的PEG-6000溶液对来自不同省区的3份猪屎豆种质耐旱指标的影响结果表明(表1)，PEG-6000溶液浓度在15%以下时，猪屎豆种子可以正常发芽;PEG-6000溶液浓度为20%，3份材料几乎都不发芽;PEG-6000溶液浓度大于或等于25%时，所有材料都不发芽。表明当PEG浓度为5%～15%时，猪屎豆种子具有一定的发芽能力，而其浓度大于20%时，种子发芽能力受到严重抑制，几乎不能萌发。3份不同来源猪屎豆种质的发芽势、发芽率、苗高和萌发指数随PEG-6000溶液浓度的增大而变小，发芽生长总体受到抑制，当PEG-6000溶液浓度为5%时，材料Z107和Z131的发芽势和萌发指数与对照值之间的差异不显著;PEG-6000溶液浓度为10%和15%时，3份材料的4个指标均与对照值差异显著。因此，确定猪屎豆萌发期耐旱鉴定所适宜的PEG-6000溶液浓度为10%～15%，进一步分析发现15%浓度处理下的发芽势和苗高与10%处理相比，较对照的差异更显著。综上所述，PEG-6000溶液浓度为15%时，种子可以正常发芽，各指标均与对照值差异显著，并且干旱胁迫程度要显著高于浓度为10%的溶液。因此，采用15% PEG- 6000溶液模拟干旱胁迫对228份猪屎豆种质资源进行耐旱性评价。

　　2.2 干旱胁迫对野生猪屎豆资源种子萌发的影响

　　采用质量分数为15%的PEG-6000溶液对228份猪屎豆种质资源进行干旱胁迫，结果见表2。

　　根据结果，胁迫处理的猪屎豆种子发芽势、发芽率、苗高、萌发指数、简易活力指数的平均值均小于对照的平均值，但胚根长的平均值要高于对照组，较对照长63.25%。在受到抑制作用的指标中，简易活力指数受到的抑制最明显，较对照平均值降低了71.63%，其次为苗高(?63.50%)、发芽势(?49.34%)、萌发指数(?46.82%)和发芽率(?18.16%)。以上结果表明，猪屎豆在萌发期受到干旱胁迫时，不同性状对干旱胁迫的反应不同，胁迫促进了胚根的生长，但其他5个指标受到了明显的抑制作用，并且不同性状指标受到的抑制程度也具有较大的差异。

　　在15% PEG-6000溶液的胁迫下，6个指标的变异系数为13.82%～53.80%，平均为37.13%。发芽势的变异系数最高，为53.80%，其次是简易活力指数，为45.54%。变异系数最低是胚根长，为13.82%。表明对于猪屎豆而言，不同的种子萌发性状对干旱胁迫的反应程度不同，其中发芽势和简易活力指数在不同材料间的差异较大，较其他性状更易受到干旱胁迫的影响。

　　推荐阅读：农作物产量有关的论文投稿期刊

转载请注明来自：http://www.qikan2017.com/lunwen/nye/22002.html