李其勇 朱從樺 李星月 向運佳 楊曉蓉 符慧娟 張 鴻

(四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西南作物有害生物綜合治理重點實驗室,四川成都 610066)

水稻栽培對水資源需求量大,其用水量占農(nóng)業(yè)用水量超過65%[1]。而干旱是世界范圍內(nèi)主要的自然災(zāi)害,并呈現(xiàn)日益加重的趨勢[2],水稻生產(chǎn)對水分的需求與水資源短缺矛盾逐年加劇。在水稻芽期、苗期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、成熟期等各生育期受到干旱脅迫,對種子萌發(fā)、根芽生長、出苗、孕穗、光合生理、產(chǎn)量等有諸多不利影響[3-7],同時,不同生育階段干旱脅迫對稻米品質(zhì)影響明顯[8]。為有效應(yīng)對干旱威脅,開展水稻節(jié)水抗旱栽培研究變得尤為重要,而建立科學(xué)高效的抗旱鑒定方法,篩選優(yōu)質(zhì)抗旱育種材料育成耐旱品種,并進(jìn)一步篩選具備廣適性優(yōu)質(zhì)抗旱水稻品種,是解決干旱災(zāi)害的有效途徑。

近年來,研究者針對水稻芽期、苗期、穗期、成熟期等主要生育期篩選了一批抗旱鑒定指標(biāo),包括萌發(fā)脅迫指數(shù)、苗期反復(fù)干旱成活率、抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)等[9-12]。在苗期、本田期進(jìn)行抗旱鑒定易受環(huán)境影響,耗時長、工作量大、指標(biāo)測定復(fù)雜,而芽期鑒定較為方便快捷、條件可控、短時內(nèi)可進(jìn)行大批量鑒定,因此針對芽期抗旱鑒定的研究較多。前人利用相關(guān)性分析、主成分分析、隸屬函數(shù)綜合分析等方法提出了較多的鑒定指標(biāo),如相對胚根長、相對芽長、相對芽干重、相對發(fā)芽率、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運速率、胚芽鞘長、根系活力和β-淀粉酶活力等,但不同研究者提出的鑒定指標(biāo)并不完全相同[6,9,13-15]。由于水稻抗旱性是多基因決定的數(shù)量性狀,受環(huán)境影響變化復(fù)雜,導(dǎo)致目前抗旱性鑒定方法、指標(biāo)并不統(tǒng)一。利用多種材料繼續(xù)開展抗旱指標(biāo)篩選,獲得一批簡單易測、適用性廣、抗旱性預(yù)測效果準(zhǔn)確的指標(biāo)顯得十分必要。以往的研究多采用水稻品種、品系、野生稻、雜草稻等材料[11,16-19],而采用水稻近等基因?qū)胂颠M(jìn)行研究的較少,水稻近等基因?qū)胂抵g僅有少量基因差異,在遺傳背景相近的情況下,便于比較個別性狀差異,對單一性狀鑒定更為精細(xì),避免大量遺傳背景信號給性狀鑒定帶來干擾,有利于針對目的性狀的篩選。因此本研究以近等基因?qū)胂禐椴牧?利用聚乙二醇6000(polyethylene glycol 6000,PEG-6000)在芽期進(jìn)行種子萌發(fā)水分脅迫處理,比較近等基因?qū)胂笛科趯λ置{迫響應(yīng)的差異,并通過綜合評價,篩選水稻芽期抗旱性鑒定指標(biāo),同時篩選具有較強抗旱性的材料,旨在為水稻抗旱性鑒定及應(yīng)用抗旱材料改良品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以優(yōu)質(zhì)秈稻保持系川香29B為輪回親本,從全球水稻分子育種計劃的核心種質(zhì)中選擇110個材料作供體親本,每個BC1F1選擇25個以上的單株與輪回親本回交,連續(xù)回交至BC3F1,然后自交。每個供體親本保證有25個左右的BC3F2群體,共構(gòu)建完成3 300份BC3F2材料。在抗旱性初步鑒定的基礎(chǔ)上,選擇其中5份優(yōu)異川香29B近等基因?qū)胂?Chuanxiang 29B Near Isogenic Introgression Lines,簡稱川香29BNIILs)為研究對象,以川香29B為對照(表1)。

表1 川香29BNIILs名稱與代號Table1 Name and code of Chuanxiang 29BNIILs

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2018年4月在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)植物保護(hù)研究所恒溫光照培養(yǎng)室進(jìn)行。采用PEG-6000溶液作為干旱脅迫介質(zhì),其溶液濃度按質(zhì)量體積比配制(m/v),共設(shè)置4個濃度:5%、10%、15%、20%,以蒸餾水為對照,分別用T5、T10、T15、T20、CK表示。

6份參試材料分別挑選均勻飽滿種子各約1 000粒,用75%酒精表面消毒45 s后用蒸餾水潤洗3次,再加蒸餾水(淹沒種子)于28℃恒溫培養(yǎng)室中浸種24 h,然后用蒸餾水潤洗,置于底部鋪雙層濾紙、直徑90 mm的培養(yǎng)皿內(nèi),28℃催芽。待種子露白后,取出用濾紙吸干表面水分,取萌動一致的種子均勻擺進(jìn)底部鋪雙層濾紙、直徑90 mm的培養(yǎng)皿中,每皿50粒,每皿分別加入10 mL相應(yīng)濃度PEG-6000處理液,對照加入10 mL蒸餾水,每處理3次重復(fù)。蓋上培養(yǎng)皿蓋置于恒溫光照培養(yǎng)室中發(fā)芽,溫度28℃,光照周期8 h/16 h(光照/黑暗),光照強度200μmol·m-2·s-1。每天觀察培養(yǎng)皿內(nèi)液體的變化并酌量添加蒸餾水,保持培養(yǎng)皿液體恒定,共處理10 d。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 萌發(fā)指標(biāo) 發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)為胚根突破種皮1 mm、胚芽為種子長度1/2,每日定時測定發(fā)芽種子數(shù)。根據(jù)公式計算發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、種子萌發(fā)指數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)、根芽比、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率和種子萌發(fā)幼苗相對含水量:

式中,DG為逐日發(fā)芽種子數(shù),DT為相應(yīng)DG的發(fā)芽天數(shù),計數(shù)至第8天。

式中,nd2、nd4、nd6、nd8分別為第2、第4、第6、第8天的種子萌發(fā)率,1.00、0.75、0.50、0.25分別為相應(yīng)萌發(fā)天數(shù)所賦予的權(quán)重系數(shù)。

根芽性狀:處理后第8天在各培養(yǎng)皿內(nèi)隨機(jī)選取20顆已發(fā)芽的種子,計量各種子的芽長、根長、根數(shù),并分根、芽、剩余種子三部分分別稱量鮮重,分裝后于烘箱內(nèi)105℃殺青0.5 h,80℃烘至恒重后稱量干重。

1.3.2 參數(shù)計算 除萌發(fā)抗旱系數(shù)外,根據(jù)公式計算各指標(biāo)抗旱系數(shù)(drought coefficient,DC),發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、根芽比、芽長、根長、根數(shù)、芽干重、根干重、剩余種子干重、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、幼苗相對含水量均以DC進(jìn)行分析:

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,采用DPS14.05軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析、隸屬函數(shù)綜合分析等。

隸屬函數(shù)綜合分析法是一種較好的抗旱性鑒定指標(biāo)綜合分析方法。采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法,先計算參試品種各指標(biāo)的隸屬值,通過標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)歸一化處理得到各性狀的權(quán)重,再以每個品種各性狀隸屬值與權(quán)重乘積的累加得到各品種的隸屬綜合值(comprehensive value ofmembership,CVM),最后依據(jù)CVM對各品種的抗旱性進(jìn)行評價。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理公式:

式中,Xj表示第j個指標(biāo)值,Xmin表示第j個指標(biāo)的最小值,Xmax表示第j個指標(biāo)的最大值。如某項指標(biāo)與抗旱性為正相關(guān),則采用公式(11)計算;如某項指標(biāo)與抗旱性為負(fù)相關(guān),則采用公式(12)計算。計算各品種(材料)各指標(biāo)的隸屬值。采用標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)賦予權(quán)重法計算權(quán)重系數(shù)Wj:

式中,rj表示第j個指標(biāo)的變異系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分脅迫對水稻種子萌發(fā)的影響

2.1.1 對水稻種子萌發(fā)相關(guān)指標(biāo)的影響 由表2可知,除水分處理對發(fā)芽率抗旱系數(shù)無顯著影響外,水分處理和材料對發(fā)芽勢抗旱系數(shù)、發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)和萌發(fā)抗旱系數(shù)的影響達(dá)到極顯著水平,發(fā)芽勢抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)受水分處理和材料互作的影響達(dá)極顯著水平。對于水分處理來說,T5、T10的發(fā)芽勢抗旱系數(shù)、發(fā)芽率抗旱系數(shù)、發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)和萌發(fā)抗旱系數(shù)在處理間無顯著差異;T15、T20的發(fā)芽勢抗旱系數(shù)、發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)和萌發(fā)抗旱系數(shù)均隨水分脅迫加重而顯著降低。表明輕度水分脅迫對水稻種子萌發(fā)影響較小,PEG-6000處理濃度大于15%時才顯著抑制種子萌發(fā),并且發(fā)芽率抗旱系數(shù)受水分脅迫影響弱于發(fā)芽勢抗旱系數(shù)、發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)。對于不同材料來說,T15、T20水分脅迫下,C2、C3的發(fā)芽勢抗旱系數(shù)、發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)和萌發(fā)抗旱系數(shù)低于其他4份材料;T20水分脅迫下,6份材料的發(fā)芽率抗旱系數(shù)、發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)無顯著差異。T15水分脅迫下,C3的活力指數(shù)抗旱系數(shù)最大,T20水分脅迫下,C2的活力指數(shù)抗旱系數(shù)最大。表明不同指標(biāo)反映的信息并不相同。

2.1.2 對水稻種子根芽生長的影響 由表3可知,水分處理和材料均對種子萌發(fā)的芽長抗旱系數(shù)、根長抗旱系數(shù)、根數(shù)抗旱系數(shù)的影響達(dá)到顯著或極顯著水平,且水分處理和材料互作對根長抗旱系數(shù)影響極顯著。不同水分處理下芽長抗旱系數(shù)、根數(shù)抗旱系數(shù)平均值均隨水分脅迫加重而降低,且T20顯著低于T5、T10。對于芽長來說,各水分脅迫下,C2、C3的芽長抗旱系數(shù)均高于其他4份材料,表明水分脅迫對C2、C3的芽長抑制效應(yīng)較輕。對于根長來說,水分脅迫總體增加了種子萌發(fā)的根長抗旱系數(shù),且T15最高。各水分脅迫下,C2的根長抗旱系數(shù)均大于1,表現(xiàn)出增長效應(yīng),并且隨著水分脅迫加重而呈先上升后降低的趨勢。T5、T10水分脅迫下,各材料的根長抗旱系數(shù)在0.88～1.38之間,抑制效應(yīng)較輕;T15水分脅迫下,C2、C3、C5、C6的根長抗旱系數(shù)在1.41～1.56之間,增長效應(yīng)顯著高于C1、C4,且此水分脅迫對各材料的增長作用最為明顯;T20水分脅迫下,C2、C5、C6的根長抗旱系數(shù)在1.22～1.42之間,顯著高于C1、C3。對于根數(shù)來說,T5、T10水分脅迫下,C2、C3的根數(shù)抗旱系數(shù)較高,未受水分脅迫抑制;T15水分脅迫下,除C1的根數(shù)略高于CK外,其他材料的根數(shù)抗旱系數(shù)均受水分脅迫而降低,T20水分脅迫下,各材料的根數(shù)抗旱系數(shù)在0.75～0.94之間,根長均受水分脅迫影響而降低。

2.1.3 對水稻種子萌發(fā)物質(zhì)變化指標(biāo)的影響 由表4可知,水分處理和材料均對種子萌發(fā)的根干重抗旱系數(shù)、剩余種子干重抗旱系數(shù)、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率抗旱系數(shù)、幼苗相對含水量抗旱系數(shù)影響達(dá)顯著或極顯著水平,水分處理對芽干重抗旱系數(shù)影響顯著。對于芽干重來說,不同水分處理下材料平均抗旱系數(shù)隨著水分脅迫加重呈先升高后降低的趨勢,T5、T10、T15的芽干重平均抗旱系數(shù)在1.01～1.10之間;T20水分脅迫下,各材料抗旱系數(shù)在0.79～0.95之間,材料間無顯著差異。對于根干重來說,隨著水分脅迫加重其平均抗旱系數(shù)也呈先升高后降低的趨勢,T5、T10、T15的根干重平均抗旱系數(shù)在1.10～1.19之間;T20的根干重平均抗旱系數(shù)為0.99,但C2、C4、C5根干重抗旱系數(shù)均大于1。綜上可知,輕度水分脅迫下,各材料的芽干重、根干重較對照增加,表現(xiàn)出促進(jìn)作用;此外,水分脅迫處理對根干重的促進(jìn)作用強于芽干重,重度水分脅迫下對根干重抑制作用低于芽干重,這與芽長、根長的脅迫效應(yīng)變化一致。對于剩余種子干重來說,隨著水分脅迫加重其平均抗旱系數(shù)增加,表明水分脅迫抑制了種子萌發(fā)的物質(zhì)消耗與利用。對于儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率來說,隨著水分脅迫加重其平均抗旱系數(shù)呈顯著降低趨勢,T5的平均抗旱系數(shù)為1.01,表現(xiàn)出微弱促進(jìn)效應(yīng),T10、T15、T20的平均抗旱系數(shù)在0.76～0.99之間,表明水分脅迫抑制了種子物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用,從而表現(xiàn)為具有較高剩余種子干重。對于根芽比來說,水分脅迫提高了種子萌發(fā)的根芽比。對于幼苗相對含水量來說,隨著水分脅迫加重其平均抗旱系數(shù)逐漸降低,T5的平均抗旱系數(shù)為1.01,T10、T15、T20的平均抗旱系數(shù)在0.89～0.94,均顯著低于T5。從物質(zhì)變化來說,輕度水分脅迫刺激了種子萌發(fā)作用,促進(jìn)了根、芽生長,重度水分脅迫抑制了種子萌發(fā)過程,降低了芽干重,降低了儲藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用,并且減少了萌發(fā)幼苗的水分吸收積累作用,最終造成種子萌發(fā)受抑。此外,水分脅迫對芽的生長抑制效應(yīng)強于根的生長,這也是種子萌發(fā)適應(yīng)水分脅迫的一種方式。

表2 水分脅迫對近等基因?qū)胂捣N子萌發(fā)相關(guān)指標(biāo)抗旱系數(shù)的影響Table2 Effects of water stress on drought coefficient of seed germination related indexes of NIILs

表3 水分脅迫對近等基因?qū)胂捣N子萌發(fā)根芽指標(biāo)抗旱系數(shù)的影響Table3 Effects of water stress on drought coefficient of seed germination root and bud indexes of NIILs

2.2 水分脅迫下近等基因?qū)胂捣N子萌發(fā)各指標(biāo)相關(guān)性分析

由表5可知,發(fā)芽勢抗旱系數(shù)與發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)、芽干重抗旱系數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.781、0.699、0.499。發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)與萌發(fā)抗旱系數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.989,呈極顯著正相關(guān),且二者與發(fā)芽勢抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)、芽干重抗旱系數(shù)、剩余種子干重抗旱系數(shù)、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率抗旱系數(shù)、幼苗相對含水量抗旱系數(shù)呈顯著或極顯著相關(guān)。活力指數(shù)抗旱系數(shù)與發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)、根長抗旱系數(shù)、芽長抗旱系數(shù)、根干重抗旱系數(shù)、剩余種子干重抗旱系數(shù)、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率抗旱系數(shù)和萌發(fā)抗旱系數(shù)呈顯著相關(guān)。根長抗旱系數(shù)除與活力指數(shù)抗旱系數(shù)呈極顯著正相關(guān)(0.735)外,與其他指標(biāo)均無顯著相關(guān)性,而芽長抗旱系數(shù)與發(fā)芽率抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)、根數(shù)抗旱系數(shù)、根干重抗旱系數(shù)、剩余種子干重抗旱系數(shù)、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率抗旱系數(shù)、幼苗相對含水量抗旱系數(shù)呈顯著相關(guān),可見,相比于根長抗旱系數(shù),芽長抗旱系數(shù)與其他指標(biāo)相關(guān)性更高。剩余種子干重抗旱系數(shù)與發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)、芽長抗旱系數(shù)、根數(shù)抗旱系數(shù)、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、幼苗相對含水量抗旱系數(shù)和萌發(fā)抗旱系數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)。儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率抗旱系數(shù)與發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)、芽長抗旱系數(shù)、根數(shù)抗旱系數(shù)、根干重抗旱系數(shù)、芽干重抗旱系數(shù)和萌發(fā)抗旱系數(shù)均呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,與剩余種子干重抗旱系數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)(-0.850)。綜上可知,與發(fā)芽勢抗旱系數(shù)顯著相關(guān)的指標(biāo)多于發(fā)芽率抗旱系數(shù),與芽長抗旱系數(shù)顯著相關(guān)的指

標(biāo)多于根長。發(fā)芽指數(shù)抗旱系數(shù)、活力指數(shù)抗旱系數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)3個指標(biāo)間相關(guān)性較強,且與這3個指標(biāo)顯著相關(guān)的指標(biāo)較為一致。儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率抗旱系數(shù)與8個指標(biāo)顯著相關(guān),且相關(guān)系數(shù)均較大。

表4 水分脅迫對近等基因?qū)胂捣N子萌發(fā)物質(zhì)變化指標(biāo)抗旱系數(shù)的影響Table4 Effects of water stress on drought coefficient of seed germination substance change index of NIILs

表5 水分脅迫下近等基因?qū)胂捣N子萌發(fā)各指標(biāo)抗旱系數(shù)相關(guān)性分析Table5 Correlation analysis of drought coefficient of seed germination indexes of NIILs under water stress

2.3 水稻近等基因?qū)胂笛科诳购敌跃C合評價

利用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評價,各指標(biāo)權(quán)重采用標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法進(jìn)行賦權(quán),分別計算4個水分脅迫處理下6個參試材料的隸屬綜合值,結(jié)果見表6。C2的隸屬綜合值在4個水分脅迫下均排前三名,表現(xiàn)出較強的抗旱性,C6的隸屬綜合值在T5、T10、T20水分脅迫下排前三名,C3的隸屬綜合值在T10、T15水分脅迫下排前兩名。

利用各水分脅迫下14個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)之和作為4個水分脅迫處理的權(quán)重計算依據(jù),計算4個水分脅迫處理隸屬綜合值的權(quán)重,以各材料在4個水分脅迫處理的隸屬值分別乘以各處理權(quán)重,再求和計算得出6份材料綜合D值。C2、C6、C3的綜合D值分別排前三名,綜合評價抗旱性較強。

表6 水稻近等基因?qū)胂惦`屬函數(shù)法綜合評價Table6 Comprehensive evaluation of rice NIILs by membership function method

以4個水分脅迫處理下6份材料隸屬綜合值與D值進(jìn)行相關(guān)性分析(表7),T10、T15、T20的隸屬綜合值與D值的相關(guān)系數(shù)分別為0.86*、0.71、0.81*,均呈正相關(guān)關(guān)系,其中T10、T20的隸屬綜合值與D值顯著相關(guān)。同時,T20的權(quán)重最大(表6),結(jié)合相關(guān)性分析,T20對水稻近等基因系種子萌發(fā)影響效應(yīng)強,指標(biāo)變異度高,其隸屬綜合值與綜合D值顯著正相關(guān)。因此,以T20的指標(biāo)抗旱系數(shù)與D值進(jìn)行相關(guān)性分析(表8)。結(jié)果顯示,綜合D值與T20的發(fā)芽勢、活力指數(shù)、根長、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率的抗旱系數(shù)顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.87、0.84、0.78、0.85。

表7 綜合D值及各處理隸屬綜合值相關(guān)性分析Table7 Correlation analysis of comprehensive D value and comprehensive value ofmembership of each treatment

表8 綜合D值與T20處理下各指標(biāo)抗旱系數(shù)的相關(guān)系數(shù)Table8 Correlation coefficient between comprehensive D value and drought coefficient of eachindexes under T20 treatment

3 討論

水稻抗旱性為數(shù)量性狀,在基因作用機(jī)制上的研究表明水稻抗旱機(jī)制復(fù)雜,導(dǎo)致抗旱性表現(xiàn)復(fù)雜多變[20-23],因其復(fù)雜性在采用單一指標(biāo)進(jìn)行直接評價時,不同指標(biāo)評價結(jié)果往往不一致,評價結(jié)果較為片面,因此抗旱性評價多采用綜合評價法,主要有隸屬函數(shù)法、主成分分析法、分級法、回歸分析法等[16,24-26]。本研究利用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評價,通過D值判斷,C2、C6、C3材料的綜合D值排前三名,抗旱性強于其余3份材料,這6份材料通過全生育期干旱試驗研究表明,C2、C3的抗旱性較強[27],可見,芽期抗旱性篩選結(jié)果與全生育期抗旱篩選結(jié)果較為一致。王賀正等[25]研究表明,通過分級法綜合評價芽期品種抗旱性與大田全生育期鑒定結(jié)果基本相似,這與本研究結(jié)果較一致。但另有研究指出,芽期抗旱性鑒定結(jié)果與大田產(chǎn)量的抗旱系數(shù)之間不存在顯著相關(guān)性,芽期鑒定結(jié)果不能代表綜合抗旱水平[14],這與本研究結(jié)果存在差異,可能是由于其所采用的材料偏少(僅采用3個材料)造成的。由于處理方法、測定指標(biāo)、評價方法等差異,相同材料在不同時期的抗旱性評價也不完全相同。因此,在研究抗旱性時,必須在一定材料數(shù)量基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合比較,才能避免部分材料抗旱性在不同時期出現(xiàn)細(xì)微排序變化,而造成評價結(jié)果不同。

目前抗旱性評價并無統(tǒng)一方法,若各時期測定指標(biāo)較多,耗時耗力,尤其是大田期對大量材料進(jìn)行抗旱鑒定時,工作量十分繁重,因此,多數(shù)研究通過分析各單項指標(biāo)與抗旱性關(guān)系[14,18,28],以期篩選出測定簡便、通用性強的簡易指標(biāo)即能準(zhǔn)確評價抗旱性。本研究通過分析T20水分脅迫下各指標(biāo)抗旱系數(shù)與綜合D值的相關(guān)性可知,活力指數(shù)抗旱系數(shù)、根長抗旱系數(shù)、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率與綜合D值相關(guān)系數(shù)分別為0.84*、0.78*、0.85*,表明這3個指標(biāo)與綜合抗旱性高度正相關(guān),同時指標(biāo)間相關(guān)性分析顯示活力指數(shù)抗旱系數(shù)、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率抗旱系數(shù)與其他指標(biāo)相關(guān)性較高,多數(shù)達(dá)顯著水平?；盍χ笖?shù)結(jié)合了種子發(fā)芽情況及根芽生長,較全面反映了種子萌發(fā)表現(xiàn),儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率反映了種子萌發(fā)過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用效率,受水分脅迫的直接影響,當(dāng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用受阻,則種子發(fā)芽、根芽生長、物質(zhì)形成均受抑制,因此結(jié)合相關(guān)性分析,活力指數(shù)、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率可作為種子芽期抗旱鑒定指標(biāo)。田又升等[14]和王秋菊[15]的研究結(jié)果也顯示儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運速率與抗旱性顯著相關(guān),可作為抗旱鑒定指標(biāo),與本研究結(jié)果較為一致。

由于干旱災(zāi)害頻發(fā),進(jìn)一步改良水稻品種、提高水稻抗旱能力已成為抗旱栽培的重要工作[29-30]。近年來,不同研究者利用野生稻、秈粳稻雜交衍生系、旱稻突變體、不育系等不同材料開展了抗旱研究[16,31-32],并取得了相應(yīng)成果。本研究采用近等基因?qū)胂颠M(jìn)行抗旱性研究,可進(jìn)一步豐富抗旱鑒定材料,有利于發(fā)掘適宜多種材料的抗旱鑒定方法和指標(biāo)。利用篩選出的抗旱性較強的材料培育優(yōu)異抗旱性水稻品種,可有效將抗旱鑒定工作前移,提高抗旱育種效率。

4 結(jié)論

通過芽期模擬干旱脅迫試驗,結(jié)合隸屬函數(shù)綜合分析及相關(guān)性分析,篩選出儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、活力指數(shù)與綜合D值可作為抗旱性評價的指標(biāo)。從抗旱性評價的科學(xué)性來說,儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率可作為芽期模擬干旱脅迫試驗中的一級鑒定指標(biāo)優(yōu)先使用,活力指數(shù)與綜合D值可作為二級抗旱鑒定指標(biāo)。由于抗旱的復(fù)雜性,鑒定方法、指標(biāo)體系、評價方法等并不統(tǒng)一,帶來了鑒定結(jié)果差異,需進(jìn)一步建立統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的抗旱鑒定體系。同時,5818(川香29B/ASOMINDORI//29B///29B)、川香29B、5819(川香29B/ASOMINORI//29B///29B)三份材料抗旱性較強,可用于抗旱育種研究。