雷雨婷　呂立堂　趙德剛

摘要：本文以25種貴州本地玉米種質(zhì)為材料，在低溫脅迫條件下，測定了植株鮮重、植株干重、根冠比、可溶性糖含量和葉綠素等生理指標(biāo)，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對玉米苗期抗寒性鑒定指標(biāo)進(jìn)行篩選。發(fā)現(xiàn)根干重、植株干重、根鮮重和可溶性糖含量等指標(biāo)與玉米抗寒性關(guān)系較為密切，根上部鮮重和葉綠素含量與抗寒的關(guān)聯(lián)度最小。同時(shí)利用隸屬函數(shù)法對玉米抗寒性進(jìn)行綜合評價(jià)，結(jié)果表明：金玉818、QB1013和黃C等種質(zhì)抗寒性較強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：玉米；低溫脅迫；抗寒性；隸屬函數(shù)法

中圖分類號(hào)：S3325

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0457（2017）02-0035-05國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.02.007

Abstract：In order to study the cold resistance of different maize， 25 maize varieties were used as materials. Fresh weight， dry weight， root-shoot ratio， content of soluble sugar and content of chlorophyll were measured after cold treatment， and cold resistance were studied by the method of grey correlation degree analysis. The results showed that the most relative characters to cold resistance were root dry biomass，total plant dry weight， root fresh weight and soluble sugar content， and the least relative characters were fresh weight and chlorophyll.Cold resistance of the maize varieties were evaluated by subordinate function method. The results showed that Jin-yu 818， QB1013， and Huang C performed much resistance to the coldness.

Key words：maize； low-temperature stress； cold resistance； subordinate function method

玉米是我國重要的糧食作物，產(chǎn)量位于世界第二位，僅次于美國[1]。我國有著非常豐富的玉米品種資源，其中地方玉米種質(zhì)占國家種質(zhì)庫的90%[2]。在早春播種玉米經(jīng)常會(huì)遭遇冷害，早春低溫冷害是玉米農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上主要的氣象災(zāi)害之一[3-5]。1995和1997年9月中旬發(fā)生的局域性早霜，導(dǎo)致玉米單產(chǎn)減少10%-15%[6]。因此，研究不同品種的玉米抗寒性具有重要意義[7]。

郝小琴等[8]認(rèn)為從生理生化角度評價(jià)不同品種玉米的耐寒性，可以為玉米耐寒育種、品種推廣及在早春低溫條件下選擇合適的品種提供依據(jù)。植物抗寒性的鑒定有一定的難度，受到遺傳基礎(chǔ)和環(huán)境因素的制約，不僅植物生理過程比較復(fù)雜，并且環(huán)境多變[9]。單一指標(biāo)無法準(zhǔn)確地反映植物的實(shí)際抗寒能力，應(yīng)用隸屬函數(shù)法可以得到各項(xiàng)指標(biāo)的綜合評價(jià)值，從而可以比較科學(xué)地對植物的抗寒性進(jìn)行評價(jià)[10]。隸屬函數(shù)法可以綜合考慮各種指標(biāo)，評價(jià)玉米品種的抗寒性，提高了結(jié)果的客觀性[11]。采用模糊數(shù)學(xué)的方法對植物抗寒性進(jìn)行綜合評價(jià)作為一種有效的方法，已經(jīng)應(yīng)用到桑樹、小麥、水稻等的綜合分析[12-18]。本試驗(yàn)以黔16、黔18、金單999等玉米雜交種和QB39、QB48、S611等玉米自交系作為材料，進(jìn)行低溫處理，測定植株鮮重、植株干重、可溶性糖含量等生理指標(biāo)，再用模糊隸屬函數(shù)法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，篩選出抗寒性玉米種質(zhì)，為貴州玉米抗寒材料的篩選及抗寒育種提供理論和方法上的參考依據(jù)。

1.2方法

1.2.1生理生化指標(biāo)的測定

參照魏秀儉等的方法將玉米種子先用0.1%的升汞消毒5min，再用75%的酒精消毒3min，用蒸餾水沖洗干凈。在室溫（25±2℃）下將種子種在洗凈的石英砂里，待玉米長到三葉期時(shí)，置于5℃光照培養(yǎng)箱進(jìn)行低溫處理，5d后開始測定各種指標(biāo)。參照劉賢德等的方法測定植株鮮重、植株干重、根冠比；參照裴玉賀等的方法測定可溶性糖含量；參照徐田軍等的方法測定葉綠素含量。試驗(yàn)重復(fù)3次（表2）。

1.2.2關(guān)聯(lián)度計(jì)算

根據(jù)鄧聚龍的灰色體統(tǒng)理論[19]，將抗寒系數(shù)與上述8個(gè)性狀看作一個(gè)灰色系統(tǒng)，其中各性狀看作該系統(tǒng)的灰因素，根冠比[20]為參考數(shù)列，其余為比較數(shù)列，對所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。原始數(shù)據(jù)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后，計(jì)算各指標(biāo)與抗寒的關(guān)聯(lián)系數(shù)，然后根據(jù)求出各指標(biāo)與抗寒的關(guān)聯(lián)度大小排列出關(guān)聯(lián)序。標(biāo)準(zhǔn)化處理的公式為：抗寒系數(shù)=寒冷脅迫下測定值/對照測定值。

1.2.3隸屬函數(shù)分析

將所測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再利用隸屬函數(shù)法計(jì)算出25種玉米種質(zhì)不同指標(biāo)的具體隸屬函數(shù)值，進(jìn)行累加并求出隸屬函數(shù)平均值，綜合評價(jià)不同玉米種質(zhì)的抗寒性[21]。如某一指標(biāo)與抗寒性呈正相關(guān)，隸屬函數(shù)計(jì)算公式為：Xij=（X-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）如某一指標(biāo)與抗寒性呈負(fù)相關(guān)，隸屬函數(shù)計(jì)算公式為：Xij=1-（X-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）。公式中：Xij表示第i種類j指標(biāo)的抗寒隸屬函數(shù)值；X表示不同玉米種質(zhì)不同指標(biāo)的測定值；Xjmax表示同一指標(biāo)不同玉米種質(zhì)測定值中的最大值，Xjmin表示同一指標(biāo)不同玉米種質(zhì)測定值中的最小值。最后求出同一玉米種質(zhì)的不同指標(biāo)的隸屬函數(shù)值累加后的平均值，平均值越大，則該品種的綜合抗寒性越強(qiáng)。

2.3隸屬函數(shù)分析結(jié)果

根據(jù)抗寒的關(guān)聯(lián)度大小，選取與抗寒性關(guān)聯(lián)度大的根干重、植株干重、根鮮重、可溶性糖含量、地上部干重， 5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)分析。計(jì)算得到每項(xiàng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，綜合各項(xiàng)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值（表6），得到25種玉米種質(zhì)抗寒性強(qiáng)弱順序：金玉818> QB1013>黃C> S273 >黔單16號(hào)>QB506 > QB39> 18599> QB662> QB191 >金玉506> T32>CML171> QB948> QB516>金玉838> S611> QB446 QB1018>黔526>金單999>黔單18號(hào)>金玉819> QB48>J106。

3結(jié)果與討論

本試驗(yàn)選取的9個(gè)指標(biāo)都是鑒定玉米苗期抗寒性常用的指標(biāo)[20-24]。低溫是限制植物生長和發(fā)育的重要環(huán)境因素之一，為了篩選抗寒品種，需要合適的指標(biāo)和鑒定方法。研究結(jié)果表明，根干重、植株干重等與抗寒關(guān)聯(lián)度高，可以作為玉米苗期重要的抗寒性鑒定指標(biāo)。

由于玉米苗期抗寒性較為復(fù)雜，因此在玉米抗寒鑒定的實(shí)際應(yīng)用中，不能單一評價(jià)，應(yīng)該綜合評價(jià)。灰色關(guān)聯(lián)度分析法可以進(jìn)行發(fā)展動(dòng)態(tài)量化比較，因此，用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對抗寒指標(biāo)進(jìn)行排序和篩選。隸屬函數(shù)法可以對不同玉米種質(zhì)的不同指標(biāo)進(jìn)行綜合評分，分值越高表示越抗寒。

抗寒研究的目的在于篩選出在低溫環(huán)境下具有一定抗寒性的玉米種質(zhì)，為玉米抗寒育種與推廣打下基礎(chǔ)。本研究選取了植株鮮重、根鮮重、上部鮮重、根冠比、葉綠素和可溶性糖含量等作為生理生化指標(biāo)。本研究選取5個(gè)與抗寒性關(guān)聯(lián)較大的指標(biāo)，利用隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)玉米種質(zhì)的抗寒性。經(jīng)過分析抗寒性強(qiáng)弱的順序如下：金玉818> QB1013>黃C> S273 >黔單16號(hào)>QB506 > QB39> 18599> QB662> QB191 >金玉506> T32>CML171> QB948> QB516>金玉838> S611> QB446 QB1018>黔526>金單999>黔單18號(hào)>金玉819> QB48>J106。準(zhǔn)確鑒定出抗寒種質(zhì)在現(xiàn)實(shí)生活中具有十分重要的意義，試驗(yàn)材料是否可以應(yīng)用到大田生產(chǎn)，是否可以推廣，還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢丹丹. 玉米種子萌發(fā)期間抗寒性的初步研究[J]. 科教文匯， 2010 （36）： 128-130.

[2]姚啟倫，胡芳，許江. 低氮脅迫下玉米地方品種形態(tài)特征和光合特性的變化[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011， 40（5）：37-41.

[3]馬樹慶，龔祝香，王琪. 中國東北地區(qū)玉米低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)評估研究[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)， 2003， 12（3）：137-141.

[4]楊光梅，趙致貴州玉米品種抗旱性比較試驗(yàn)[J] 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào)，2003，22（3）：110-113

[5]付芳婧，趙致，張衛(wèi)星水分脅迫下玉米抗旱性與光合生理指標(biāo)研究[J] 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào)，2004，23（6）：471-474

[6]孟英， 李明， 王連敏， 等. 低溫冷害對玉米生長影響及相關(guān)研究[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2009（4）： 150-153.

[7]郭慶瑞， 郭鳳琴， 殷建軍， 等. 春播早熟區(qū)玉米種子發(fā)芽期抗寒性的研究[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技， 2013（5）： 37-38.

[8]郝小琴， 姚鵬鶴， 高崢榮， 等. 低溫脅迫對微胚乳超甜超高油玉米耐寒性生理生化特性的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)， 2014， 40（8）： 1470-1484.

[9]張文娥，王飛，潘學(xué)軍，等.應(yīng)用隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)葡萄種間抗寒性[J]. 果樹學(xué)報(bào)， 2007， 24（6）：849-853.

[10]許桂芳，張朝陽，向佐湘，等.利用隸屬函數(shù)法對4種珍珠菜屬植物的抗寒性綜合評價(jià)[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào)， 2009， 24（3）：24-26.

[11]靳婷，王敏，王永玖. 低溫脅迫下不同小麥品種幼苗形態(tài)生理差異及抗寒性評價(jià)[J]. 種子， 2013， 12（32）：81-85.

[12]蘇國興，洪法水.桑品種耐鹽性的隸屬函數(shù)法之評價(jià)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2002， 18（1）： 42-47

[13]周廣生，周竹青，朱旭彤.用隸屬函數(shù)法評價(jià)小麥的耐濕性[J]. 麥類作物學(xué)報(bào)， 2001， 21（4）：34-37

[14]嚴(yán)明建，黃文章，胡景濤，等應(yīng)用隸屬函數(shù)法鑒定水稻的抗旱性[J]. 雜交水稻， 2009， 24（5）：76-79

[15]魏秀儉，楊婉身，潘光堂，等. 22 個(gè)玉米自交系的耐旱性綜合分析[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2005， 23（1）： 134-137.

[16]劉賢德，李曉輝，李文華同，等.玉米自交系苗期耐旱性差異分析[J]. 玉米科學(xué)，2004， 12（3）：63-65.

[17]裴玉賀，王小麗，張恩盈，等.玉米抗寒生理指標(biāo)的遺傳效應(yīng)分析[J]. 植物生理學(xué)報(bào)， 2011， 47（3）：293-297.

[18]徐田軍，董志強(qiáng)，蘭宏亮，等.低溫脅迫下聚糠萘合劑對玉米幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影響[J].作物學(xué)報(bào)， 2012， 38（2）：352-359.

[19]鄧聚龍.灰色預(yù)測與決策[M].武漢：華中工學(xué)院出版社，1986：1-325

[20]劉延波， 孫洪榮， 項(xiàng)陽， 等. 灰色關(guān)聯(lián)度分析法篩選貴州玉米苗期抗旱種質(zhì)[J]. 種子， 2014， 33（10）： 74-77.

[21]盛業(yè)龍，王莎莎，許美玲，等.應(yīng)用隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)不同烤煙品種苗期抗旱性[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014， 45（10）：1751-1758.

[22]朱保俠， 王小麗， 裴玉賀， 等. 玉米抗寒性與主要農(nóng)藝性狀的典型相關(guān)分析[J]. 玉米科學(xué)， 2009， 17（3）： 87-90.

[23]馬延華，王慶祥，陳紹江. 玉米耐寒性鑒定研究進(jìn)展[J]. 作物雜志， 2012， 4（5）：1-8.

[24]馬鳳鳴，王瑞，石振.低溫脅迫對玉米幼苗某些生理指標(biāo)的影響[J]. 作物雜志，2007， 5（17）：41-45

[25]宋碧，吳盛黎，蘇鑾兵，等不同標(biāo)型玉米高產(chǎn)群體的質(zhì)量指標(biāo)[J] 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào)，2001，20（1）：1-8

[26]張雪峰， 張立軍， 胡濱. 玉米種子萌發(fā)抗冷鑒定指標(biāo)的研究[J]. 雜糧作物， 2006， 26（3）： 194-196.

[27]曹建東，陳佰鴻，王利軍，等葡萄抗寒性生理指標(biāo)篩選及其評價(jià)[J]. 西北植物學(xué)報(bào)，2010， 30（11）：2232-2239