龐強(qiáng)強(qiáng)，孫曉東，蔡興來(lái)，張 文，周 曼

(海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蔬菜研究所/海南省蔬菜生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/海南省瓜菜育種工程技術(shù)研究中心,海南 ?？?571100)

快菜為早熟不結(jié)球大白菜，食用部分主要為幼苗或半成株，是世界上廣泛栽培和食用的葉菜類蔬菜[1]。其原產(chǎn)中國(guó)，不耐高溫，高溫下容易爛種，出苗率低，死苗多[2]，高于25 ℃時(shí)植株生長(zhǎng)就會(huì)受阻，造成產(chǎn)量低，品質(zhì)差，甚至死亡。隨著全球氣候變暖，高溫已成為全世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面臨的主要環(huán)境影響因素。在實(shí)際生產(chǎn)和研究中，通過選育耐熱品種和采用合適栽培技術(shù)來(lái)提高蔬菜產(chǎn)量與品質(zhì)。

萌發(fā)期是植物生長(zhǎng)最為關(guān)鍵的階段，同時(shí)也是植物生長(zhǎng)過程中最薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)與幼苗成活率、作物產(chǎn)量及產(chǎn)品品質(zhì)密切相關(guān)[3]。因此，研究蔬菜種子在高溫下的萌發(fā)特性及萌發(fā)期的耐熱性鑒定，是其全生育期耐熱性研究的重要內(nèi)容。前人研究發(fā)現(xiàn)，抗氧化酶[4]、細(xì)胞膜透性[5]、內(nèi)源激素[6]、葉片組織結(jié)構(gòu)[7]等與快菜耐熱性密切相關(guān)，同時(shí)篩選出多個(gè)與快菜耐熱性有關(guān)的形態(tài)及生理生化指標(biāo)，如苗期葉柄長(zhǎng)度、葉面積大小[8]，脯氨酸和葉綠素a含量[9]，游離氨基酸和總糖相對(duì)含量[10]等，但因各試驗(yàn)處理方式方法不同，所得鑒定指標(biāo)各異，而且多以單項(xiàng)指標(biāo)來(lái)衡量，無(wú)法全面客觀地反映其耐熱能力。

目前在葉菜類蔬菜耐熱性評(píng)價(jià)上較為公認(rèn)的方法是通過觀察高溫環(huán)境下葉片外部形態(tài)變化，即統(tǒng)計(jì)熱害指數(shù)來(lái)判斷植株的耐熱性強(qiáng)弱[8,11]。研究快菜種子的發(fā)芽特性是培育耐熱品種的重要基礎(chǔ)，可有效解決播種及幼苗形成與生長(zhǎng)的問題。迄今為止，國(guó)內(nèi)外有關(guān)快菜種子萌發(fā)期耐熱種質(zhì)資源篩選及鑒定指標(biāo)的研究尚鮮見報(bào)道，有關(guān)快菜模擬高溫脅迫最適溫度也未見研究。為此，本研究首先以耐熱性不同的6份快菜品系為材料，通過設(shè)置不同溫度進(jìn)行萌發(fā)期模擬高溫脅迫，測(cè)定不同溫度下快菜品系的萌發(fā)指標(biāo)，分析不同快菜品系的萌發(fā)差異，來(lái)確定快菜萌發(fā)期模擬高溫脅迫的最適溫度；然后以篩選出的溫度進(jìn)行高溫脅迫處理，對(duì)38份快菜品系的發(fā)芽指標(biāo)和根芽指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定與評(píng)價(jià)，通過對(duì)各指標(biāo)耐熱系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析、隸屬函數(shù)分析、逐步回歸分析和聚類分析，篩選出耐熱性強(qiáng)的快菜品系，以及易測(cè)定的與其萌發(fā)期耐熱性密切相關(guān)的指標(biāo)，并將萌發(fā)期室內(nèi)鑒定結(jié)果與田間自然鑒定結(jié)果進(jìn)行比較，以期為快菜耐熱育種、開展耐熱機(jī)理和耐熱調(diào)控緩解機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為38份快菜品系，其中31份為收集的國(guó)內(nèi)外快菜品種，7份為自主創(chuàng)制的自交系(表1)。

表1 參試快菜品系名稱和來(lái)源Table 1 Names and origins of seedling-edible Chinese cabbage lines

試驗(yàn)于2018-2019年在海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所永發(fā)試驗(yàn)基地和海南省蔬菜生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 高溫脅迫適宜溫度的確定

以耐熱性不同的6份快菜品系為材料，分別是耐熱品系B18、B33，不耐熱品系B11、B15，中等耐熱品系B2、B36。每個(gè)品系選取100粒優(yōu)質(zhì)、飽滿、大小一致的種子，用去離子水浸泡2 h后，均勻擺放于鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，蓋上培養(yǎng)皿，分別放入晝/夜溫度分別為25/18 ℃(對(duì)照)、35/25 ℃、37/27 ℃、42/29 ℃的培養(yǎng)箱中，光周期為光照16 h/黑暗8 h，處理期間保持濾紙濕潤(rùn)，每個(gè)品系設(shè)3次重復(fù)。根據(jù)種子萌發(fā)情況來(lái)篩選適宜的高溫脅迫處理溫度。

1.3 萌發(fā)期耐熱指標(biāo)篩選及耐熱性評(píng)價(jià)

以38份快菜品系為材料，對(duì)照和高溫脅迫處理方法同1.2節(jié)，以篩選得到的溫度作為脅迫溫度，25/18 ℃作為對(duì)照，每個(gè)品系設(shè)3次重復(fù)。測(cè)定發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、芽長(zhǎng)、芽粗、芽鮮質(zhì)量、芽干質(zhì)量、根長(zhǎng)、根粗、根鮮質(zhì)量和根干質(zhì)量，以各指標(biāo)耐熱系數(shù)為評(píng)價(jià)依據(jù)，采用相關(guān)性分析、主成分分析、隸屬函數(shù)分析、逐步回歸分析和聚類分析方法，對(duì)其萌發(fā)期耐熱性進(jìn)行鑒定及耐熱相關(guān)指標(biāo)篩選。

1.4 苗期和成株期耐熱性田間鑒定

將38份快菜品(系)采用穴盤播種方式進(jìn)行育苗，當(dāng)幼苗長(zhǎng)至3葉1心時(shí)，選取生長(zhǎng)一致的健壯幼苗移栽到田間，田間管理均按常規(guī)。田間移栽后7 d(苗期)和25 d(成株期)，選取各品系15株進(jìn)行熱害癥狀調(diào)查，計(jì)算熱害指數(shù),鑒定其耐熱性。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.5.1 萌發(fā)期指標(biāo)測(cè)定方法 以胚根的長(zhǎng)度超過種子半徑視為發(fā)芽，分別在第3,5和7天調(diào)查發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)，第14天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。在第14天，從各重復(fù)中隨機(jī)取出快菜芽苗5株，將芽苗與根系剪下分開，測(cè)定芽長(zhǎng)、芽粗、芽鮮質(zhì)量、芽干質(zhì)量及根長(zhǎng)、根粗、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量。計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)和發(fā)芽指數(shù)：

發(fā)芽率(GR)=第14天全部正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%。

發(fā)芽勢(shì)(GE)=第7天正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%。

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)。

活力指數(shù)(VI)=發(fā)芽指數(shù)×幼苗生長(zhǎng)勢(shì)。

式中：Gt為在t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，幼苗生長(zhǎng)勢(shì)為胚根鮮質(zhì)量(mg)。

1.5.2 苗期和成株期熱害指數(shù)調(diào)查方法 參照張景云等[12]的方法，略有改動(dòng)。熱害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：0級(jí)(無(wú)熱害癥狀，植株生長(zhǎng)正常)；1級(jí)(植株受害葉片數(shù)<全株葉片數(shù)的1/3)；3級(jí)(全株葉片數(shù)的1/3≤植株受害葉片數(shù)<全株葉片數(shù)的1/2)；5級(jí)(全株葉片數(shù)的1/2≤植株受害葉片數(shù)<全株葉片數(shù)的2/3)；7級(jí)(植株受害葉片數(shù)≥全株葉片數(shù)的2/3)；9級(jí)(植株失去經(jīng)濟(jì)價(jià)值或死亡)。根據(jù)熱害級(jí)數(shù)計(jì)算熱害指數(shù)，熱害指數(shù)越小，說(shuō)明材料的耐熱性越強(qiáng)。

熱害指數(shù)=∑(X×Xi)/(A×N)。

式中：X為熱害級(jí)數(shù)，Xi為X熱害級(jí)數(shù)下的植株數(shù)，A為最高級(jí)數(shù)，N為調(diào)查總株數(shù)。

1.6 數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)

按照下式計(jì)算快菜萌發(fā)期各指標(biāo)的耐熱系數(shù)γ：

γ=處理組測(cè)定值/對(duì)照組測(cè)定值。

按照下式計(jì)算綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)值u(xi)：

u(xi)=(xi-xmin)/(xmax-xmin)，i=1,2,3,…，n。

式中：u(xi)為第i個(gè)綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，xi為第i個(gè)綜合指標(biāo)值，xmin、xmax分別為該綜合指標(biāo)的最小值和最大值。

按照下式計(jì)算綜合指標(biāo)權(quán)重wi：

式中：wi為第i個(gè)綜合指標(biāo)在所有綜合指標(biāo)中的重要程度，pi為第i個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

按照下式計(jì)算不同品系在高溫脅迫下的綜合耐熱評(píng)價(jià)值D：

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析使用Microsoft Excel 2003及SPSS 22.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 快菜萌發(fā)期模擬高溫脅迫最適溫度的確定

對(duì)高溫脅迫下6份快菜發(fā)芽各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差分析發(fā)現(xiàn)，在不同溫度下，6份快菜發(fā)芽均受到不同程度的影響(圖1)。在25 ℃(對(duì)照)條件下，各參試品系的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均最高，說(shuō)明25 ℃是適宜快菜種子發(fā)芽的溫度。35 ℃下，各品系的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)較對(duì)照25 ℃相比均下降，但在個(gè)別品系間差異不顯著，不能有效區(qū)分各品系的耐熱性差異，說(shuō)明高溫脅迫程度較輕；37 ℃高溫抑制了快菜種子萌發(fā)，與對(duì)照相比，所有品系的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均下降，耐熱性強(qiáng)的品系與耐熱性弱的品系間差異顯著，說(shuō)明這些指標(biāo)在不同品系間分散程度較大，可較好地反映其萌發(fā)期的耐熱性差異；42 ℃下，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)與對(duì)照相比均降低，但快菜品系絕大多數(shù)種子不發(fā)芽，發(fā)芽率偏低，說(shuō)明高溫脅迫程度過重。所以，37 ℃可以作為快菜種子萌發(fā)期耐熱性鑒定的適宜處理溫度。

圖柱上標(biāo)不同小寫字母表示同溫度下各快菜品系間差異顯著(P<0.05)Different lowercase letters indicate significant differences among lines at same temperature (P<0.05)圖1 溫度對(duì)各快菜品系萌發(fā)指標(biāo)的影響Fig.1 Effects of different temperature treatments on germination index of seedling-edible Chinese cabbage lines

2.2 快菜各指標(biāo)的耐熱系數(shù)及其變異

由表2可知，高溫脅迫后不同快菜品系的發(fā)芽率(GR)、發(fā)芽勢(shì)(GE)、發(fā)芽指數(shù)(GI)、活力指數(shù)(VI)、芽長(zhǎng)(BL)、芽粗(BD)、芽鮮質(zhì)量(BFW)、芽干質(zhì)量(BDW)、根長(zhǎng)(RL)、根粗(RD)、根鮮質(zhì)量(RFW)、根干質(zhì)量(RDW)與對(duì)照相比均降低(耐熱系數(shù)γ<1)?？觳似废瞪鲜鲋笜?biāo)在高溫脅迫下的耐熱系數(shù)介于0. 04～0. 97，說(shuō)明各指標(biāo)對(duì)高溫脅迫反應(yīng)的敏感性存在差異，采用單一指標(biāo)不能準(zhǔn)確鑒定供試種質(zhì)的耐熱性。不同品系上述指標(biāo)耐熱系數(shù)的變異系數(shù)介于0.05%～3.35%，說(shuō)明所選快菜品系類型較豐富，代表性較好。綜合而言，不同品系的單項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)不同，僅通過單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)其萌發(fā)期耐熱性進(jìn)行鑒定存在局限性。

表2 快菜各指標(biāo)的耐熱系數(shù)及其變異Table 2 Heat resistance coefficient and variation of indicators in different seedling-edible Chinese cabbage lines

2.3 快菜各指標(biāo)耐熱系數(shù)的相關(guān)性

由快菜各指標(biāo)耐熱系數(shù)的相關(guān)性矩陣(表3)可以看出，各指標(biāo)(除芽粗)之間存在不同程度的相關(guān)性，且多數(shù)指標(biāo)間相關(guān)性極顯著。這說(shuō)明各單項(xiàng)指標(biāo)間存在信息重疊與交叉現(xiàn)象，影響了快菜耐熱性的鑒定和篩選結(jié)果，需進(jìn)行綜合分析。

表3 38個(gè)快菜品系各指標(biāo)耐熱系數(shù)的相關(guān)性矩陣Table 3 Correlation matrix of heat resistance coefficient in 38 seedling-edible Chinese cabbage lines

2.4 不同快菜品系各指標(biāo)間的主成分分析

對(duì)快菜38個(gè)品系各單項(xiàng)指標(biāo)的耐熱系數(shù)進(jìn)行主成分分析(表4)發(fā)現(xiàn)，12個(gè)指標(biāo)可轉(zhuǎn)換為5個(gè)新的相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)，依次用CI1～CI5表示，其貢獻(xiàn)率分別為66.93%，9.45%，7.09%，4.71%和4.46%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)92.64%，說(shuō)明這5個(gè)綜合指標(biāo)包含了快菜萌發(fā)期耐熱性的絕大部分信息。根據(jù)主成分分析原則，同一指標(biāo)特征向量最大絕對(duì)值所在的主成分即為其所屬主成分，通過分析各綜合指標(biāo)的特征向量可以看出，CI1中VI、RL、GE和GR指標(biāo)的特征向量較大，CI2中BD的特征向量較大，CI3中BD、GI、GR的特征向量較大，CI4中RDW和RD的特征向量較大，CI5中RD的特征向量較大，說(shuō)明這些指標(biāo)的貢獻(xiàn)率較大。

表4 38個(gè)快菜品系綜合指標(biāo)的特征向量及貢獻(xiàn)率Table 4 Eigenvector and proportion of comprehensive indicators in 38 seedling-edible Chinese cabbage lines

2.5 不同快菜品系萌發(fā)期耐熱性的綜合評(píng)價(jià)

2.5.1 隸屬函數(shù)分析 為進(jìn)一步明確5個(gè)綜合指標(biāo)CI1～CI5對(duì)快菜萌發(fā)期高溫脅迫耐受性的貢獻(xiàn)，采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，獲得38個(gè)快菜品系在5個(gè)綜合指標(biāo)中的隸屬函數(shù)值，隸屬函數(shù)值越大，說(shuō)明該品系的耐熱性越強(qiáng)。由表5可知，CI1中B33品系的隸屬函數(shù)值最大為1，說(shuō)明該品系CI1綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最強(qiáng)；B17品系的隸屬函數(shù)值最小為0，說(shuō)明其CI1綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最弱。CI2中B28品系的隸屬函數(shù)值最大為1，說(shuō)明該品系CI2綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最強(qiáng)；B5品系的隸屬函數(shù)值最小為0，說(shuō)明其CI2綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最弱。CI3中B12品系的隸屬函數(shù)值最大為1，說(shuō)明該品系CI3綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最強(qiáng)；B34品系的隸屬函數(shù)值最小為0，說(shuō)明其CI3綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最弱。CI4中B8品系的隸屬函數(shù)值最大為1，說(shuō)明該品系CI4綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最強(qiáng)；B23品系的隸屬函數(shù)值最小為0，說(shuō)明其CI4綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最弱。CI5中B26品系的隸屬函數(shù)值最大為1，說(shuō)明該品系CI5綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最強(qiáng)；B17品系的隸屬函數(shù)值最小為0，說(shuō)明其CI5綜合指標(biāo)表現(xiàn)出的耐熱性最弱。

表5 不同快菜品系耐熱性的綜合評(píng)價(jià)Table 5 Comprehensive evaluation of heat tolerance in different seedling-edible Chinese cabbage lines

2.5.2 各綜合指標(biāo)權(quán)重和耐熱性綜合評(píng)價(jià) 由表5可知，5個(gè)綜合指標(biāo)的權(quán)重分別為0.722，0.102，0.077，0.051，0.048，進(jìn)一步計(jì)算出不同快菜品系耐熱性綜合評(píng)價(jià)D值，并根據(jù)D值對(duì)耐熱性強(qiáng)弱進(jìn)行排序，其中B33品系的D值最大，表明其萌發(fā)期耐熱能力最強(qiáng)；B17品系的D值最小，表明其萌發(fā)期耐熱能力最弱。

2.5.3 逐步回歸分析 為建立快菜萌發(fā)期耐熱性數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型，把D值作為因變量，各單項(xiàng)指標(biāo)的耐熱系數(shù)作為自變量進(jìn)行逐步回歸分析，得出預(yù)測(cè)不同快菜品系萌發(fā)期耐熱能力的最優(yōu)回歸方程為：D=-0.022+0.609γVI+0.282γBL+0.302γRL(R2=0.962，F(xiàn)=963.315，P=0.000 1)。由方程可知，12個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)中活力指數(shù)、芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)3個(gè)指標(biāo)對(duì)快菜萌發(fā)期耐熱性有顯著影響。在實(shí)際應(yīng)用中，可有選擇性地測(cè)定這幾個(gè)與D值密切相關(guān)的指標(biāo)并求得耐熱系數(shù)，進(jìn)而利用該方程預(yù)測(cè)其他品系的耐熱性。

2.5.4 萌發(fā)期耐熱性聚類分析 由圖2聚類分析結(jié)果可知，38個(gè)品系分為3大類：中等耐熱型(Ⅰ)、耐熱型(Ⅱ)和不耐熱型(Ⅲ)。其中中等耐熱型包括品系B26、B36、B28、B2、B19、B7、B34、B6、B32、B22、B37、B1、B27、B30、B4、B29、B21、B25、B8、B24；耐熱型包括品系B10、B16、B23、B12、B18、B20、B38、B13、B3、B33，不耐熱型包括品系B5、B15、B9、B35、B14、B11、B31、B17。

Ⅰ.中等耐熱型；Ⅱ.耐熱型；Ⅲ.不耐熱型；圖中各編號(hào)代表品系與表1相同，圖3同Ⅰ.Medium heat resistance type;Ⅱ.Heat resistance type;Ⅲ.Heat-sensitive type；Numbers in the figure are same as those in Table 1.The same for Fig.3圖2 38個(gè)快菜品系萌發(fā)期耐熱性聚類分析結(jié)果Fig.2 Dendrogram result of clusters in 38 seedling-edible Chinese cabbage lines at germination stage

2.6 快菜苗期和成株期田間熱害指數(shù)調(diào)查結(jié)果及耐熱性聚類分析

為驗(yàn)證不同快菜品系耐熱性評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)不同快菜品系苗期和成株期田間熱害指數(shù)進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果見表6。結(jié)合田間熱害指數(shù)聚類分析結(jié)果，對(duì)參試的38份材料進(jìn)行耐熱性強(qiáng)弱劃分。由表6和圖3可知，苗期時(shí)，當(dāng)熱害指數(shù)在0.16～0.27時(shí)，參試材料為耐熱型，劃分為a類；當(dāng)熱害指數(shù)在0.33～0.49時(shí)，參試材料為中等耐熱型，劃分為b類；當(dāng)熱害指數(shù)在0.56～0.78時(shí)，參試材料為不耐熱型，劃分為c類。成株期時(shí)，當(dāng)熱害指數(shù)在0.20～0.33時(shí)，參試材料為耐熱型，劃分為A類；當(dāng)熱害指數(shù)在0.39～0.56時(shí)，參試材料為中等耐熱型，劃分為B類；當(dāng)熱害指數(shù)在0.63～0.93時(shí)，參試材料為不耐熱型，劃分為C類。綜合圖2、表6和圖3結(jié)果來(lái)看，除B12品系外，其余37個(gè)快菜品系萌發(fā)期室內(nèi)耐熱性鑒定結(jié)果與苗期和成株期田間鑒定結(jié)果基本一致。

表6 不同快菜品系田間熱害指數(shù)及耐熱性分析Table 6 Analysis of heat injury index and heat resistance in different seedling-edible Chinese cabbage lines

3 討 論

種子萌發(fā)期是植物生命史中最為重要的階段，也是對(duì)外界高溫脅迫響應(yīng)較為敏感的時(shí)期。高溫脅迫對(duì)種子萌發(fā)具有顯著影響，研究結(jié)果表明，當(dāng)溫度高于快菜的適宜發(fā)芽溫度時(shí)，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均會(huì)隨著溫度的升高而降低，且耐熱性越弱，其降低程度越明顯。類似研究結(jié)果也出現(xiàn)在甜瓜[13]、蘿卜[14]、油菜[15]、菠菜[16]、萵苣[17]等作物上，不同的是各物種抑制溫度不一，如菠菜萌發(fā)期耐熱性鑒定的適宜脅迫溫度為30 ℃，萵苣則以35 ℃高溫處理才能更好反映品種間耐熱性差異。本研究發(fā)現(xiàn),快菜萌發(fā)期模擬高溫脅迫以37 ℃為宜，與上述幾種作物均不同，可能與不同植物或同一植物的不同品種間對(duì)高溫脅迫的耐受能力不同有關(guān)。

a、A.耐熱型；b、B.中等耐熱型；c、C.不耐熱型a,A.Heat resistance type;b,B.Medium heat resistance type;c,C.Heat-sensitive type圖3 38個(gè)快菜品系苗期和成株期的田間耐熱性聚類分析結(jié)果Fig.3 Dendrogram result of clusters in 38 seedling-edible Chinese cabbage lines at seedling and adult stages

農(nóng)作物抗逆性鑒定按照生育時(shí)期可分為萌發(fā)期鑒定、苗期鑒定和成株期鑒定[18-19]。相較而言，萌發(fā)期鑒定具有周期短、容量大、效率高、成本低、受環(huán)境因素影響小等優(yōu)點(diǎn)，適用于資源和育種群體的大規(guī)模評(píng)價(jià)篩選，目前已被廣泛應(yīng)用于很多作物[20-24]。由于植物耐熱性是一個(gè)受多基因控制的復(fù)雜性狀，易受自身遺傳背景及外界環(huán)境的影響，因此當(dāng)采納指標(biāo)過少或不當(dāng)時(shí)，耐熱性鑒定結(jié)果往往具有片面性，難以準(zhǔn)確、客觀地反映作物的耐熱本質(zhì)[25-27]。同時(shí)，眾多評(píng)價(jià)指標(biāo)間又存在一定的相關(guān)性，導(dǎo)致它們所提供的高溫脅迫響應(yīng)信息發(fā)生交叉重疊，重要程度不盡相同[28]，本研究證明了這一觀點(diǎn)，因此應(yīng)采用多項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)快菜對(duì)高溫脅迫的抗性。本研究通過計(jì)算快菜萌發(fā)期的12個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)的耐熱系數(shù)來(lái)比較不同材料間的耐熱能力，同時(shí)結(jié)合相關(guān)性分析、主成分分析、隸屬函數(shù)分析、聚類分析及逐步回歸分析，對(duì)快菜資源的耐熱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，充分考慮了各指標(biāo)在耐熱性評(píng)價(jià)工作中的重要程度，又消除了材料間的固有差異及各指標(biāo)計(jì)量單位不同帶來(lái)的影響，使得評(píng)價(jià)結(jié)果較為客觀、可靠。

本試驗(yàn)通過主成分分析將12項(xiàng)單項(xiàng)指標(biāo)的耐熱系數(shù)轉(zhuǎn)換成5個(gè)新的相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)，根據(jù)各指標(biāo)間權(quán)重得到耐熱能力的綜合評(píng)價(jià)值(D值)，通過D值聚類分析，篩選出10份耐熱品系，20份中等耐熱品系和8份不耐熱品系。利用逐步回歸法建立了快菜萌發(fā)期耐熱性的評(píng)價(jià)回歸模型：D=-0.022+0.609γVI+0.282γBL+0.302γRL，篩選出顯著影響快菜耐熱能力的3個(gè)單項(xiàng)指標(biāo):VI(活力指數(shù))、BL(芽長(zhǎng))和RL(根長(zhǎng))。目前，關(guān)于快菜種子萌發(fā)期耐熱性指標(biāo)篩選尚無(wú)定論。但活力指數(shù)、芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)與作物耐熱性的關(guān)系在其他作物上已得到證明，如種子活力指數(shù)可作為唐山秋瓜[29]和紫花苜蓿[30]萌發(fā)期耐熱性鑒定指標(biāo)，芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)可反映不同黃瓜品種間的耐熱性差異[31-32]。本試驗(yàn)中38份快菜品系的耐熱性由3個(gè)綜合指標(biāo)(VI、BL、RL) 共同決定，其萌發(fā)期耐熱性室內(nèi)鑒定結(jié)果與田間苗期和成株期鑒定結(jié)果基本相同，采用單一指標(biāo)則無(wú)法鑒定某一材料的耐熱能力。因此，在相同的逆境條件下，可通過測(cè)定這3個(gè)指標(biāo)，利用此評(píng)價(jià)模型來(lái)預(yù)測(cè)目標(biāo)材料的耐熱性強(qiáng)弱。

綜上所述，不同高溫處理對(duì)快菜品系種子萌發(fā)的影響存在差異，萌發(fā)期37 ℃高溫處理能夠反映不同快菜品系之間的耐熱性強(qiáng)弱?；盍χ笖?shù)、芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)可以作為快菜萌發(fā)期耐熱性鑒定的首選指標(biāo)，參試的38份快菜品系分成耐熱型(10份)、中等耐熱型(20份)和不耐熱型(8份)3種，且萌發(fā)期鑒定結(jié)果與苗期和成株期田間鑒定結(jié)果基本一致。