魏云霞 王曉慶 黃潔

摘 要 以33份木薯種質(zhì)為材料，采用盆栽方法對其進行反復(fù)干旱-復(fù)水處理，測定株高、莖徑、葉片數(shù)量和主根數(shù)量，并通過方差、相關(guān)性和聚類分析，對其耐旱性進行歸類。結(jié)果表明：33份木薯種質(zhì)株高、莖徑、葉片數(shù)量、主根數(shù)量的變幅分別為19.5～52.3 cm、3.46～5.90 mm、10.0～17.7片/株、14.0～56.0條/株，試驗材料遺傳背景豐富，代表性強；土壤含水量與株高、莖徑、葉片數(shù)量、主根數(shù)量相關(guān)性均不顯著；通過聚類分析可將33份種質(zhì)分為4類，Ⅳ類僅ZM8316一份種質(zhì)，其各項表型性狀指標均處于較高水平；其次是Ⅲ類，包括CMR35-22-196、A234、SC5、D346、F709、C381、C322。

關(guān)鍵詞 木薯 ；種質(zhì) ；干旱脅迫 ；表型性狀 ；聚類分析

分類號 S533

木薯（Manihot esculenta Crantz）是中國重要的熱帶亞熱帶作物，其產(chǎn)品（塊根）主要用作飼料、糧食和工業(yè)原料[1-2]。干旱是影響作物產(chǎn)量的主要因素之一，其對農(nóng)作物造成的損失在所有非生物脅迫中占首位[3-4]。在木薯生產(chǎn)中，干旱脅迫會顯著降低木薯塊根產(chǎn)量及品質(zhì)[5-7]。中國熱區(qū)木薯的苗期易受干旱脅迫，對木薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極其不利[8]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，抗旱育種是解決干旱問題的經(jīng)濟有效途徑[9]，耐旱種質(zhì)資源的篩選、鑒定及利用是其重要前提[10]，而且干旱條件下的表型性狀是直接、宏觀分析評價種質(zhì)耐旱性的重要依據(jù)[11-12]，其中，株高、莖徑、葉片數(shù)量、主根數(shù)量等表型性狀與耐旱性關(guān)系尤為密切[13-14]。

目前，國內(nèi)開展了少量的種質(zhì)資源、栽培技術(shù)、基因?qū)W等方面的木薯耐旱性研究[8，15-17]，而中國又有著豐富的木薯種質(zhì)資源[18]，加強木薯種質(zhì)耐旱性研究將為解決木薯抗旱生產(chǎn)有著重要的現(xiàn)實意義。本研究在反復(fù)干旱-復(fù)水脅迫條件下，研究33份木薯種質(zhì)的表型性狀，并運用聚類分析對其進行分類，以期為耐旱種質(zhì)的初步篩選提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

從海南省儋州市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所（以下簡稱“品資所”）的國家木薯種質(zhì)資源圃中隨機選取33份種質(zhì)，對其進行耐旱性的初步分類，具體種質(zhì)見表1。

2011年2～7月，在品資所試驗基地遮雨大棚內(nèi)開展盆栽試驗。試驗土壤基本理化性質(zhì)為pH 5.3，有機質(zhì)12.8 g/kg、全氮1.5 g/kg、速效磷3.5 mg/kg、速效鉀48.5 mg/kg。每盆裝5 kg干土，并施用0.2 g尿素、0.2 g過磷酸鈣和0.2 g氯化鉀作為底肥。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)33個處理（種質(zhì)），5次重復(fù)（每份種質(zhì)種植5盆）。每個重復(fù)小區(qū)（每盆）直插1條種莖，種莖長度為（15.0±1.0）cm，芽眼朝上，露出土壤部分長（8.0±0.5）cm，統(tǒng)一管理。2011年5月8日齊苗后開始反復(fù)干旱-復(fù)水處理。試驗過程中，用稱重法控制土壤含水量[19]，使試驗條件盡可能一致。每次復(fù)水后的土壤含水量均控制在16%～18%。

干旱-復(fù)水過程：5月8日開始第1次干旱，50%以上植株萎蔫時（5月23日）進行第1次復(fù)水；5月23日開始第2次干旱，50%以上植株出現(xiàn)葉片脫落時（5月28日）進行第2次復(fù)水；5月28日開始第3次干旱，50%以上植株萎蔫時（6月14日）進行第3次復(fù)水。

1.2.2 調(diào)查指標及方法

6月14日進行第3次復(fù)水后，在每盆土壤中隨機選擇3～5點取土，用于測定土壤含水量，并調(diào)查植株高度、莖徑、葉片數(shù)量、主根數(shù)量。

土壤含水量：烘干法測定土壤含水量[20]；株高：用卷尺測量植株萌芽基部至頂部第1片未展開嫩葉頂端的高度；莖徑：用游標卡尺測量植株距離萌芽基部2 cm高處的直徑；葉片數(shù)量：計算單株完全展開葉的葉片總數(shù)；主根數(shù)量：計算單株的主根數(shù)量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析、相關(guān)性分析及聚類分析[21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 種質(zhì)表型性狀的分析

在本試驗中，對各種質(zhì)的土壤含水量控制較為合理，變幅為15.67%～18.28%，差異不顯著。種質(zhì)株高、莖徑、葉片數(shù)量、主根數(shù)量變幅分別為19.5～52.3 cm、3.46～5.90 mm、10.0～17.7片/株、14.0～56.0條/株，差異均達極顯著（表2）。

2.2 表型性狀與土壤含水量的相關(guān)性分析

由表3可知，參試種質(zhì)株高、莖徑、葉片數(shù)量、主根數(shù)量與土壤含水量的相關(guān)系數(shù)為0.059～0.230，均差異不顯著；4項表型性狀間，除葉片數(shù)量與主根數(shù)量不顯著相關(guān)外，其他兩兩性狀間呈顯著或極顯著正相關(guān)。

2.3 聚類分析

對參試種質(zhì)株高、莖徑、葉片數(shù)量、主根數(shù)量4項指標進行聚類分析（圖1）。結(jié)果表明，當歐式距離為5.5時，33份種質(zhì)可歸為4類。

由表4可知，株高和莖徑均表現(xiàn)為Ⅳ類>Ⅲ類>Ⅱ類>Ⅰ類；Ⅳ類種質(zhì)的株高、主根數(shù)量均顯著高于其余3類，莖徑、葉片數(shù)量也較高，但未達顯著水平。對4類木薯種質(zhì)進行初步評價，其耐旱性強弱可能為Ⅳ類>Ⅲ類>Ⅱ類>Ⅰ類。

3 討論與結(jié)論

性狀差異是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果[22]。在本試驗條件下，33份木薯種質(zhì)的株高、莖徑、葉片數(shù)量、主根數(shù)量變幅較寬，由此可知，其遺傳背景豐富，代表性強[23]。通過聚類分析，將33份木薯種質(zhì)劃分為4類，初步評價其耐旱性強弱可能為Ⅳ類>Ⅲ類>Ⅱ類>Ⅰ類，其中，Ⅳ類僅ZM8316種質(zhì)，各項表型性狀均較優(yōu)異；其次是Ⅲ類，包括CMR35-22-196、A234、SC5、D346、F709、C381、C322。本研究在反復(fù)干旱-復(fù)水條件下研究參試種質(zhì)的表型性狀，對于初步篩選和利用耐旱種質(zhì)具有重要意義，但根據(jù)株高、莖徑、葉片數(shù)量、主根數(shù)量4項表型性狀，難以精確評價木薯種質(zhì)的耐旱等級，需結(jié)合其他表型性狀、生理生化及分子生物學(xué)指標[3，16，24]作進一步研究，從而更準確地評價劃分木薯種質(zhì)的不同耐旱等級。

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