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        基于隸屬函數(shù)法的甜菜種質(zhì)資源耐鹽性分析

        2019-10-11 07:13:24張自強(qiáng)白晨張惠忠李曉東付增娟趙尚敏鄂圓圓張輝王良張必周
        中國糖料 2019年4期
        關(guān)鍵詞:資源評(píng)價(jià)

        張自強(qiáng),白晨,張惠忠,李曉東,付增娟,趙尚敏,鄂圓圓,張輝,王良,張必周

        (內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院特色作物研究所,呼和浩特010031)

        0 引言

        甜菜是重要糖料作物之一,其糖產(chǎn)量約占世界總糖產(chǎn)量的35%。甜菜具有耐鹽堿、抗旱、耐貧瘠及適應(yīng)性廣等特點(diǎn),是開發(fā)利用鹽堿地的理想作物[1]。我國鹽堿地和鹽漬土面積還在進(jìn)一步擴(kuò)大,鹽漬化程度不斷加劇[2-3],同時(shí)在不斷增長的人口、相對(duì)匱乏的土地資源、日益惡化的生態(tài)環(huán)境形勢(shì)下,如何利用現(xiàn)有鹽堿地,篩選甜菜耐鹽品種無疑是解決土壤鹽漬化最經(jīng)濟(jì)有效的手段[4-5]。

        模糊綜合評(píng)價(jià)是對(duì)受多種因素影響的事物做出全面評(píng)價(jià)的一種有效的多因素決策方法,其特點(diǎn)是評(píng)價(jià)結(jié)果不是絕對(duì)地肯定或否定,而是以一個(gè)模糊集合來表示[6-8]。隸屬度μ(×)越接近于1,表示×屬于A的程度越高,μ(×)越接近于0,表示×屬于A的程度越低[9-10]。隸屬函數(shù)法被廣泛應(yīng)用在玉米、谷子、水稻、紫花苜蓿、甘蔗等農(nóng)作物逆境的分析,并取得了良好的效果[11-15]。

        本試驗(yàn)擬利用隸屬函數(shù)法對(duì)33個(gè)甜菜種質(zhì)資源的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),進(jìn)而篩選出耐鹽品種,對(duì)鹽堿地的充分利用具有實(shí)際生產(chǎn)意義。

        1 試驗(yàn)材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        33個(gè)供試甜菜種質(zhì)資源均由內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院特色作物研究所甜菜育種課題組提供。

        1.2 試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)在光照培養(yǎng)室內(nèi)采用營養(yǎng)液培養(yǎng)的方法進(jìn)行,選擇顆粒均勻的甜菜種子播種于甜菜發(fā)芽盒中,將發(fā)芽盒置于培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),出苗期間保持一定濕度,溫度為25℃。出苗后開始光照,待種皮脫落后,選取大小均勻的甜菜幼苗定植到50 L培養(yǎng)槽中,每槽200穴,每穴2株。采用改良霍格蘭(Hoagland’s)營養(yǎng)液進(jìn)行水培,每5 d換1次營養(yǎng)液。培養(yǎng)條件為:每日連續(xù)光照14 h,光照強(qiáng)度為(450±50)μmol/(m2·s),白天溫度為(25±1)℃,夜間溫度為(20±1)℃,相對(duì)濕度為60%~70%,試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

        甜菜苗移入培養(yǎng)槽后,第2天開始進(jìn)行鹽處理,每天向營養(yǎng)液中加入NaCl,使?fàn)I養(yǎng)液終濃度增加80 mmol/L,達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)的濃度(300 mmol/L)后,每穴定苗1株。期間及時(shí)補(bǔ)充蒸餾水,以保證營養(yǎng)液中鹽分濃度,第2對(duì)真葉完全展開時(shí)取樣,對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析測(cè)定。

        1.3 測(cè)定指標(biāo)與數(shù)據(jù)分析

        株高:利用直尺,測(cè)定甜菜幼苗生長點(diǎn)至根尖的距離;根長:測(cè)定幼苗根尖到根基部的距離;植株鮮重:稱取吸干水分的植株重量;地上部鮮重:去掉根部后的重量;地下部鮮重:去掉莖葉后的重量;SPAD值:利用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定。

        利用Excel對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,采用SPSS 22.0對(duì)整理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 鹽脅迫下各種質(zhì)資源甜菜幼苗生長指標(biāo)測(cè)定

        由鹽脅迫下33個(gè)甜菜種質(zhì)資源的6個(gè)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果(表1)可知,不同甜菜種質(zhì)資源在相同處理下表現(xiàn)出極顯著差異。根長方面,各材料間基本呈現(xiàn)極顯著差異,表現(xiàn)最好的是11號(hào),其次是9號(hào),株高最高的是4號(hào),SPAD值最高的是11號(hào),植株鮮重最高的是17號(hào)和4號(hào),地上部鮮重最高的是17號(hào),地下部鮮重最高的是9號(hào)和10號(hào)。整體來看,33個(gè)種質(zhì)資源并不能由某一指標(biāo)來確定耐鹽性的高低。

        表1 不同甜菜種質(zhì)資源的鹽脅迫下生長指標(biāo)差異Table 1 Difference of growth indicators of different sugar beet germplasm resources under salt stress

        2.2 各甜菜種質(zhì)資源耐鹽性評(píng)價(jià)

        由于不同變量常常具有不同的單位和不同的變異程度,為了消除量綱影響和變量自身變異大小及數(shù)值大小的影響,消除單個(gè)指標(biāo)帶來的片面性,對(duì)各指標(biāo)的測(cè)定值進(jìn)行轉(zhuǎn)換(表2),各指標(biāo)換算成隸屬函數(shù)值后,將各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值相加求均值,并對(duì)均值進(jìn)行排序,均值越大,表明耐鹽性越強(qiáng)。由隸屬函數(shù)值的大小可知:33個(gè)甜菜種質(zhì)資源分為3類:第一大類是鹽脅迫幼苗生物量較高材料,包括9號(hào)、17號(hào)、4號(hào)、11號(hào)、10號(hào)和8號(hào)種質(zhì)資源;第二大類是鹽脅迫幼苗生物量較低材料,包含32號(hào)、19號(hào)、20號(hào)、30號(hào)、29號(hào)和31號(hào)種質(zhì)資源;第三大類屬于中間型材料,包括剩下的21個(gè)種質(zhì)資源。

        3 討論

        作物耐鹽性這一性狀是受多基因控制的[16],鹽脅迫下,作物幼苗的外部形態(tài)發(fā)生變化,通過測(cè)定外觀形態(tài)變化能夠直觀地來鑒定作物的耐鹽性。通常情況下,生物量是作物耐鹽脅迫反應(yīng)的綜合體現(xiàn),也是衡量脅迫狀態(tài)下的最常用指標(biāo)。葉綠素是作物光合作用的主要色素,其含量的高低可表征作物的生長狀況。

        隸屬函數(shù)屬于模糊評(píng)價(jià)函數(shù)里的概念,模糊綜合評(píng)價(jià)是對(duì)受多種因素影響的事物做出全面評(píng)價(jià)的一種十分有效的多因素決策方法,其特點(diǎn)是評(píng)價(jià)結(jié)果不是絕對(duì)地肯定或否定,而是以一個(gè)模糊集合來表示[6-8,17]。本研究對(duì)甜菜各品種的每一個(gè)耐鹽指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加并取平均值,然后進(jìn)行各品種的評(píng)價(jià),這樣就消除了因單指標(biāo)反映耐鹽性的片面性,能夠綜合地對(duì)各種質(zhì)資源進(jìn)行系統(tǒng)的耐鹽性評(píng)價(jià)[18-19]。

        4 結(jié)論

        本研究在鹽脅迫下,不同甜菜種質(zhì)資源耐鹽性存在顯著差異。通過隸屬函數(shù)平均值,最終將33個(gè)甜菜種質(zhì)資源分為3類:第一大類是鹽脅迫幼苗生物量較高材料,包括9號(hào)、17號(hào)、4號(hào)、11號(hào)、10號(hào)和8號(hào)種質(zhì)資源;第二大類是鹽脅迫幼苗生物量較低材料,包含32號(hào)、19號(hào)、20號(hào)、30號(hào)、29號(hào)和31號(hào)種質(zhì)資源;第三大類屬于中間型材料,包括剩下的21個(gè)種質(zhì)資源。

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