李江博 高文舉 運(yùn)曉東 趙杰銀 耿世偉 韓春斌 陳全家 陳琴

摘要：為研究不同水分脅迫下陸地棉對干旱的響應(yīng)能力并篩選棉花抗旱關(guān)鍵指標(biāo)和優(yōu)異抗旱種質(zhì)資源，選取30份陸地棉核心種質(zhì)為試驗(yàn)材料，以全生育期正常灌水處理為對照，設(shè)置播種后和花鈴期各澆水1次和花鈴期斷水2次2種脅迫處理，在蕾期、花鈴期和吐絮期測定相應(yīng)指標(biāo)，通過描述性統(tǒng)計(jì)分析、差異分析、主成分分析和相關(guān)性分析，采用抗旱綜合度量值（D）進(jìn)行各材料的抗旱性評價。結(jié)果表明，干旱脅迫對不同棉花材料的生長發(fā)育均有不同程度的影響，播種后和花鈴期各澆一水處理的D 值離散較大（0.285～0.774），能更清晰地區(qū)分不同品種的抗旱性。利用D 值可將30份材料分為4類：第Ⅰ類為抗旱材料，包括‘中棉所41‘新陸早7號等6個品種；第Ⅱ類為中抗材料，包括‘晉棉46‘新陸早31號等11個品種；第Ⅲ類為敏感材料，包括‘中棉所17‘魯1138等5個品種；第Ⅳ類為高敏材料，包括‘新陸中8號‘酒棉8號等8個品種。果枝始節(jié)數(shù)、果枝數(shù)、株高、皮面產(chǎn)量和衣分5個指標(biāo)對干旱較為敏感，可作為棉花抗旱評價的關(guān)鍵指標(biāo)。以上研究結(jié)果可為棉花抗旱育種提供參考。

關(guān)鍵詞：棉花；水分脅迫；隸屬函數(shù)；抗旱指標(biāo)；抗旱性評價

doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0732

中圖分類號：S562 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008‐0864（2024）03‐0026‐14

中國是全球最大的棉花生產(chǎn)國和消費(fèi)國，棉花產(chǎn)業(yè)對中國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。新疆是我國最大的棉花種植區(qū)，棉花是新疆主要的經(jīng)濟(jì)作物，棉花種植面積占新疆農(nóng)業(yè)總面積的1/3以上[1‐2]。隨著全球氣候變暖和環(huán)境日益惡化，持續(xù)干旱、土地荒漠化、大氣污染、水污染等問題極大影響了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因子是干旱缺水，干旱對農(nóng)業(yè)造成的損失相當(dāng)于其他非生物自然災(zāi)害造成損失的總和，雖然棉花是相對比較抗旱的作物，但干旱仍會對棉花的品質(zhì)和產(chǎn)量產(chǎn)生一定影響[3]。為了降低干旱缺水對棉花生產(chǎn)造成的損失，必需加快培育高產(chǎn)抗旱品種，這是降低干旱影響的一種有效方法[4]。增強(qiáng)棉花抗旱性有助于提高棉花植株的水分利用效率，從而提高棉花產(chǎn)量，減少因干旱造成的直接經(jīng)濟(jì)損失。因此，篩選和鑒定抗旱性強(qiáng)的親本資源材料對棉花抗旱品種培育有重要意義。

棉花種質(zhì)資源收集與保存數(shù)量日益增加，使得高效利用這些資源變得十分困難，因此對種質(zhì)資源的評價顯得越來越重要。Frankel等[5]于1984年首次提出了核心種質(zhì)的概念，即以最少數(shù)量的遺傳資源最大限度地代表整個資源群體的遺傳多樣性及整個群體的地理分布，以此來提高種質(zhì)資源的利用效率。核心種質(zhì)遴選了不同地理位置的材料、表型性狀變異廣泛的材料、品種之間具有差異（野生種/馴化種/地方品種等）的材料。材料的選擇直接決定了核心種質(zhì)的表型和遺傳變異組成，因此，核心種質(zhì)的選擇應(yīng)盡可能地保證種質(zhì)資源的遺傳多樣性。

單一的指標(biāo)和單一的評價方法只能反映脅迫條件下某一性狀對干旱的敏感性，而不能有效地反映干旱脅迫下作物的綜合表現(xiàn)。抗旱性綜合度量值（drought resistance comprehensive evaluation value，D）是使用多個性狀的加權(quán)隸屬函數(shù)值，其整合了不同性狀的抗旱系數(shù)[6‐7]，能有效反映干旱脅迫下農(nóng)作物的綜合性能。這種綜合評價方法已在多種作物中應(yīng)用[8-15]，已有30個性狀被作為耐旱性評價的重要指標(biāo)。這些指標(biāo)被廣泛用于小麥、棉花和玉米的抗旱性研究[16-18]。本研究設(shè)置2種水分脅迫處理，基于12個性狀對棉花的抗旱性進(jìn)行綜合評價，同時對2種脅迫方式進(jìn)行評價，以探究2種脅迫之間的差異，通過綜合分析法篩選抗旱種質(zhì)和關(guān)鍵性狀。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

在課題組前期研究[19-21]基礎(chǔ)上，根據(jù)Frankel等[5]對核心種質(zhì)的定義，以不同地理來源、表型變異廣泛為原則，本研究選取了來自國內(nèi)3大棉區(qū)（西北內(nèi)陸4 份、長江流域3 份、黃河流域13 份）的20份種質(zhì)資源和來自國外5個地區(qū)（美國6份、澳大利亞1份、非洲1份、法國1份、保加利亞1份）的10份種質(zhì)資源。不同材料的12個表型性狀在正常處理下變異系數(shù)在8.47%～30.64%。本研究的30份棉花種質(zhì)資源（表1）均由新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室收集并提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2020 年4—10 月在新疆沙灣市（44°31′N、85°41′E）進(jìn)行。沙灣市屬于大陸性中溫帶干旱氣候區(qū)，年有效積溫較大。無霜期164～173 d，最長190 d。年均降雨量174.3 mm，年均降雪量74.3 mm。沙灣市獨(dú)特的光熱資源和晝夜溫差為棉花的生長發(fā)育提供了有利條件。

田間試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)為1膜3行種植，膜幅1.80 m，種植行距76 cm，行長3.14 m。設(shè)置正常灌水處理（CK）、干旱脅迫處理Ⅰ（W1）和干旱脅迫處理Ⅱ（W2），每個處理2次重復(fù)。正常灌水處理：在棉花播種后1 d（4月中旬）灌水1次，灌水時間和灌水量同干旱脅迫處理，其后灌地9次。干旱脅迫處理Ⅰ：在棉花播種后1 d（4月中旬）灌水1次，花鈴期再灌水1次。干旱脅迫處理Ⅱ：在棉花的花鈴期（當(dāng)?shù)貢r間7月5日）停水2次（停水周期10 d），其余灌溉時間（7月25日后）和灌水量同正常處理。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

于蕾期測定果枝始節(jié)數(shù)（the frist node fruitbranch，F(xiàn)NFB）和始節(jié)高度（height of the frist nodefruit branch，HFNFB）。始節(jié)高度（HFNFB）為棉花現(xiàn)蕾后從子葉節(jié)至第1果枝節(jié)位的高度。

花期測定果枝數(shù)（fruit branch，F(xiàn)B）、株高（plant height，PH）、上五果枝葉片數(shù)（leaves on topfive fruit branches number，LTFFBN）、主莖葉片數(shù)（main stem leaves number，MSLN）、開花數(shù)（flowernumber，F(xiàn)N）、棉鈴數(shù)（boll number，BN）。果枝數(shù)（FB）為棉株主莖果枝數(shù)量，株高（PH）為棉株子葉節(jié)到主莖頂端的主莖高度，上五果枝葉片數(shù)（LTFFBN）為棉株上五臺果枝葉片數(shù)量，主莖葉片數(shù)（MSLN）為棉株主莖葉片數(shù)量，盛花期記錄每日開花數(shù)（FN），吐絮期記錄棉株結(jié)鈴數(shù)（BN）。

吐絮期測定籽棉產(chǎn)量（cotton seed yield，CSY）、皮棉產(chǎn)量（cotton lint yield，CLY）、衣分（lint percent，LP）、單株產(chǎn)量（yield per plant，YPP）。籽棉產(chǎn)量（CSY）為收獲20鈴直接稱重為籽棉重，皮棉產(chǎn)量（CLY）為軋花后稱取20鈴棉絮質(zhì)量為皮棉產(chǎn)量，完整收獲5株植株的所有棉鈴，其籽棉產(chǎn)量的均值記作該品種的單株產(chǎn)量（YPP）。

從每個處理的2個重復(fù)中連續(xù)選擇3株長勢均勻的植株進(jìn)行測量，按照《棉花種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[22]中的方法對30份種質(zhì)材料的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查記錄。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2013進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算；用SPSS 25.0 進(jìn)行主成分分析（principal componentanalysis，PCA）；用R-4.0.5 進(jìn)行差異分析、聚類分析、相關(guān)性分析?？购翟u價包括干旱變異指數(shù)（drought variability index，VId）、抗旱系數(shù)（droughtresistance coefficient，DC）、抗旱性綜合度量值（D）。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一指標(biāo)在不同處理下的統(tǒng)計(jì)分析

30份棉花種質(zhì)資源在不同干旱脅迫處理下的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示，不同指標(biāo)對干旱的響應(yīng)程度不同，其中有9個性狀的均值在2種干旱脅迫處理下均低于正常灌水處理。不同處理下各組性狀的變異系數(shù)表現(xiàn)為：正常灌水處理（CK）在8.47%～30.64%，干旱脅迫處理Ⅰ（W1）在9.24%～30.06%，干旱脅迫處理Ⅱ（W2）在6.42%～35.43%，3種處理的單株產(chǎn)量變異系數(shù)均最大。

變異系數(shù)顯示了不同材料間各性狀存在的差異，其變化幅度反映了某一指標(biāo)對干旱的響應(yīng)程度，變化幅度越大說明其對干旱脅迫越敏感。為了更準(zhǔn)確地描述這種變化幅度，引入干旱變異指數(shù)（VId）。不同程度的干旱脅迫使棉花性狀產(chǎn)生了不同幅度的變化。由表3可知，干旱脅迫處理Ⅰ（W1）中只有果枝始節(jié)數(shù)、上五果枝葉片數(shù)、單株產(chǎn)量3個性狀的干旱變異指數(shù)小于10%，其余9個指標(biāo)的干旱變異指數(shù)在10.12%～57.55%，干旱變異指數(shù)最大的是果枝始節(jié)高（57.55％），最小的是單株產(chǎn)量（1.91%）。

干旱脅迫處理Ⅱ（W2）只有果枝始節(jié)數(shù)和皮棉產(chǎn)量2個性狀的干旱變異指數(shù)小于10%，其余10個指標(biāo)的干旱變異指數(shù)在10.79%～56.13%，干旱變異指數(shù)最大的是主莖葉片數(shù)（56.13%），最小的是皮棉產(chǎn)量（7.40%）。在2種干旱脅迫下共有8項(xiàng)指標(biāo)的變異指數(shù)大于10%，說明選取的指標(biāo)具有一定的代表性。果枝始節(jié)高是2種脅迫下綜合干旱變異指數(shù)最大的，說明此指標(biāo)受環(huán)境影響較大，對干旱較敏感。

2.2 棉花不同性狀對干旱的響應(yīng)分析

為了進(jìn)一步探究棉花種質(zhì)資源在不同干旱脅迫處理下各性狀的表現(xiàn)，對12種指標(biāo)進(jìn)行差異分析。由圖1可知，干旱脅迫處理Ⅰ（W1）下，12個性狀與對照（CK）相比均有顯著差異；干旱脅迫處理Ⅱ（W2）下，12個性狀中有果枝數(shù)、株高、開花數(shù)、棉鈴數(shù)、上五果枝葉片數(shù)、主莖葉片數(shù)、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、單株產(chǎn)量9個性狀與對照（CK）有顯著差異。2種脅迫處理相比，果枝始節(jié)高、株高、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、單株產(chǎn)量5個性狀差異顯著。

2種脅迫處理與對照相比，有差異性的性狀不同，說明不同性狀指標(biāo)對不同程度干旱有不同的響應(yīng)，相較于其他性狀，W2處理下的始節(jié)數(shù)、始節(jié)高、衣分3個性狀與對照均沒有顯著差異。2種脅迫處理相比，營養(yǎng)生長階段的一些指標(biāo)如果枝始節(jié)數(shù)、果枝數(shù)、上五果枝葉片數(shù)、主莖葉片數(shù)沒有明顯的差異，但生殖生長階段的相關(guān)指標(biāo)如籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、單株產(chǎn)量卻差異顯著，可能是棉花在受到干旱脅迫影響時營養(yǎng)生長和生殖生長同時進(jìn)行的平衡會被打破，而優(yōu)先進(jìn)行營養(yǎng)生長來滿足植株生長的基本所需。

2.3 主成分分析篩選關(guān)鍵抗旱指標(biāo)分析

主成分分析（PCA）是將多個指標(biāo)降維后轉(zhuǎn)換為幾個關(guān)鍵指標(biāo)，降低數(shù)據(jù)維度，而不會丟失原始信息，本研究利用12個指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。由表4可知，干旱脅迫處理Ⅰ（W1）下通過對抗旱系數(shù)進(jìn)行主成分分析，其中特征值>1的5個主成分解釋的總方差達(dá)到77.307%。主成分1（principalcomponent 1，PC1）的特征值為3.015，貢獻(xiàn)率為25.128%，其中主莖葉片數(shù)、果枝始節(jié)高，主莖葉片數(shù)的荷載最大，代表植株生長因子； 主成分2（principal component 2，PC2）的特征值為2.564，貢獻(xiàn)率為21.365%，其中皮棉產(chǎn)量、衣分，皮棉產(chǎn)量荷載最大，代表棉花質(zhì)量因子；主成分3（principalcomponent 3，PC3）的特征值為1.381，貢獻(xiàn)率為11.506%，其中單株產(chǎn)量荷載最大，代表產(chǎn)量因子；主成分4（principal component 4，PC4）特征值為1.303，貢獻(xiàn)率為 10.862%，上五果枝葉片數(shù)荷載最大，代表光和作用因子；在主成分5（principalcomponent 5，PC5）中，特征值為 1.014，貢獻(xiàn)率為8.447%，其中株高荷載最大，代表株高因子。主成分分析結(jié)果表明，在干旱脅迫處理Ⅰ（W1）后，主莖葉片數(shù)、皮棉產(chǎn)量、單株產(chǎn)量、上五果枝葉片數(shù)和株高變化較明顯。

由表5可知，干旱脅迫處理Ⅱ（W2）下通過對抗旱系數(shù)進(jìn)行主成分分析，其中特征值>1的4個主成分解釋總方差的65.778%。PC1的特征值為2.938，貢獻(xiàn)率為24.480%，其中果枝始節(jié)高、主莖葉片數(shù)，果枝始節(jié)高的荷載最大，代表植株發(fā)育因子；PC2的特征值為2.048，貢獻(xiàn)率為17.064%，其中衣分荷載最大，代表棉花質(zhì)量因子；PC3的特征值為1.670，貢獻(xiàn)率為13.916%，其中皮棉產(chǎn)量荷載最大，代表產(chǎn)量構(gòu)成因子；PC4的特征值為1.238，貢獻(xiàn)率為 10.319%，其中上五果枝葉片數(shù)荷載最大，代表光和作用因子。主成分分析結(jié)果表明，在干旱脅迫處理Ⅱ（W2）后，果枝始節(jié)高、衣分、皮棉產(chǎn)量、上五果枝葉片數(shù)變化較明顯。

2.4 棉花的抗旱性評價分析

棉花的抗旱性受多種因素的影響，靠單一指標(biāo)不能準(zhǔn)確評價各材料間抗旱性的差異，有必要對各種質(zhì)資源進(jìn)行綜合評價。根據(jù)指標(biāo)權(quán)重和隸屬函數(shù)計(jì)算抗旱性綜合度量值（D），D 值越大表明其抗旱能力越強(qiáng)，反之其對干旱越敏感。由表6可知，W1處理下‘中棉所41‘晉棉46‘新陸早7號等材料具有較好的抗旱性；‘魯棉2號‘新陸中8號‘中棉所50較為敏旱。在W2處理下，‘新陸早7號‘徐州6號‘泗168具有較好的抗旱性；‘保2367‘新陸中8號‘酒棉8號較為敏旱。

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫處理Ⅰ（W1）的D 值離散較大（0.285～0.774），產(chǎn)量損失較大（表2），只有正常產(chǎn)量的58%。干旱脅迫處理Ⅱ（W2）的D值離散較?。?.231～0.697），產(chǎn)量損失較少（表2），占正常產(chǎn)量的77%。干旱脅迫處理Ⅰ（W1）的D值離散程度較大，說明該處理能更清晰地凸顯棉花的抗旱性，能較好地區(qū)分抗旱性材料和敏旱性材料，但以產(chǎn)量損失嚴(yán)重為代價。干旱脅迫處理Ⅱ（W2）雖然產(chǎn)量損失較少，但判斷抗旱性相近的資源材料時沒有更明顯的效果。

2.5 不同處理下各性狀與D 值的相關(guān)性分析

為進(jìn)一步探究各性狀與抗旱性綜合度量值（D）之間的關(guān)系，利用12個性狀在2種脅迫處理下的抗旱系數(shù)與D 值進(jìn)行相關(guān)性分析。由圖2可知，在干旱脅迫處理Ⅰ（W1）下，果枝始節(jié)數(shù)（FNFB）、果枝始節(jié)高（HFNFB）、果枝數(shù)（FN）、株高（PH）、主莖葉片數(shù)（MSLN）、皮棉產(chǎn)量（CLY）和衣分（LP）7個指標(biāo)與D 值存在極顯著正相關(guān)；開花數(shù)（FN）、棉鈴數(shù)（BN）、上五果枝葉片數(shù)（LTFFBN）、籽棉產(chǎn)量（CSY）、單株產(chǎn)量（YPP）與D 值相關(guān)不顯著。

由圖3可知，在干旱脅迫處理Ⅱ（W2）下，果枝始節(jié)數(shù)（FNFB）、果枝數(shù)（FN）、株高（PH）、皮棉產(chǎn)量（CLY）和衣分（LP）5個指標(biāo)與D值存在極顯著正相關(guān)；單株產(chǎn)量（YPP）與D 值存在極顯著負(fù)相關(guān)；果枝始節(jié)高（HFNFB）、開花數(shù)（FN）、棉鈴數(shù)（BN）、上五果枝葉片數(shù)（LTFFBN）、主莖葉片數(shù)（MSLN）、籽棉產(chǎn)量（CSY）與D值相關(guān)性不顯著。

相關(guān)性結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，2 種脅迫處理下與D值存在極顯著正相關(guān)的共有指標(biāo)有5個，分別為果枝始節(jié)數(shù)、果枝數(shù)、株高、皮棉產(chǎn)量和衣分，說明這5個指標(biāo)對干旱較為敏感，能較早對干旱脅迫做出響應(yīng)，因此，這5個指標(biāo)可以作為抗旱性評價的優(yōu)選指標(biāo)。

2.6 棉花耐旱指標(biāo)綜合篩選分析

不同性狀對干旱的響應(yīng)顯示，2種脅迫與對照相比，果枝始節(jié)數(shù)、株高、開花數(shù)、棉鈴數(shù)、上五果枝葉片數(shù)、主莖葉片數(shù)、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、單株產(chǎn)量9個性狀有顯著性差異。PCA降維法通過簡化多個變量選取關(guān)鍵主成分作為代表性變量發(fā)現(xiàn)，在2種處理下皮棉產(chǎn)量和上五果枝葉片數(shù)都有較高的貢獻(xiàn)率，被選為關(guān)鍵指標(biāo)。不同處理下，各性狀與D 值的相關(guān)性結(jié)果顯示，2種脅迫下與D值都顯著相關(guān)的指標(biāo)共有5個，分別為果枝始節(jié)數(shù)、果枝數(shù)、株高、皮棉產(chǎn)量和衣分。綜合上述結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在所有的分析中皮棉產(chǎn)量與棉花的抗旱性都高度相關(guān)，因此認(rèn)為皮棉產(chǎn)量可以作為關(guān)鍵的棉花耐旱指標(biāo)。

2.7 2 種脅迫處理綜合聚類分析

根據(jù)指標(biāo)權(quán)重和隸屬函數(shù)計(jì)算D 值，并根據(jù)2種脅迫處理的D 值綜合劃分不同材料的類別。根據(jù)聚類結(jié)果（圖4），30份棉花資源材料可聚為4類，第Ⅰ類為抗旱材料，第Ⅱ類為中抗材料，第Ⅲ類為敏感材料，第Ⅳ類為高敏材料。其中，第Ⅰ類主要包括‘中棉所41‘新陸早7號等6份材料；第Ⅱ類主要包括‘晉棉46‘新陸早31號等11份材料；第Ⅲ類主要包括‘中棉所17‘魯1138等5份材料；第Ⅳ類主要包括‘新陸中8號‘酒棉8號等8份材料。6份抗旱材料中5份為我國3大棉區(qū)推廣種植的材料，8份高敏材料中4份為國外引進(jìn)材料，這可能是由于地理環(huán)境的差異所引起的。

3 討論

俞希根等[23]、李少昆等[24]研究發(fā)現(xiàn)，花鈴期干旱對棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響最嚴(yán)重。因此，在花鈴期研究脅迫條件下植株的變化情況十分重要，本研究的2種脅迫處理選擇在花鈴期進(jìn)行。已有研究對作物的抗旱性評價多數(shù)只設(shè)置1種脅迫處理，本研究運(yùn)用了2種脅迫處理，鑒定出的抗旱種質(zhì)和關(guān)鍵指標(biāo)更有說服力，同時本研究也鑒別了2種脅迫處理間的差異，為棉花抗旱育種提供理論依據(jù)。

作物抗旱性主要體現(xiàn)在產(chǎn)量方面，因此出現(xiàn)了以抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)等產(chǎn)量指標(biāo)為依據(jù)的單一指標(biāo)直接評價法[25‐26]。隨著對作物抗旱問題的深入研究，不同的抗旱評價方法也被提出。黎裕等[27]認(rèn)為，抗旱性和產(chǎn)量都具有復(fù)雜的遺傳機(jī)制，應(yīng)該從多方面進(jìn)行抗旱性評價。近年來，普遍認(rèn)為結(jié)合多種指標(biāo)、多種方法的綜合抗旱性評價比較可靠，也研究和提出了基于抗旱系數(shù)、主成分分析和權(quán)重分析的加權(quán)隸屬函數(shù)法。徐銀萍等[28]利用綜合度量值對50份大麥資源進(jìn)行抗旱性鑒定發(fā)現(xiàn)，基于D值鑒定的種質(zhì)與聚類結(jié)果與作物田間實(shí)際抗旱性更為接近。劉光輝等[29]通過對90份陸地棉的抗旱鑒定發(fā)現(xiàn)，D 值遺傳率最高，是適合進(jìn)行評價的方法。Sun等[30]通過3年的水分脅迫試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，D 值與棉花的減產(chǎn)值存在線性關(guān)系，且在3年內(nèi)呈顯著相關(guān)，表明D 值可以表示抗旱強(qiáng)度。

本研究通過2種水分脅迫處理并利用多種分析方法相結(jié)合的方式對棉花的抗旱性進(jìn)行評價。主成分分析通過降維簡化原有信息，可以用來解釋和描述種質(zhì)抗旱性和耐鹽性的重要指標(biāo)[31-33]。本研究通過主成分分析分別得到了5（W1處理）和4（W2處理）個主成分，這些主成分分別解釋了77.307% 和65.778% 的總變異，接著計(jì)算各個材料的隸屬函數(shù)值，最后計(jì)算D 值，再根據(jù)D 值大小對各個材料進(jìn)行抗旱性排序。最后基于D 值對2種處理下的30份棉花資源材料進(jìn)行綜合性聚類分析，鑒定出了相對抗旱與敏旱的種質(zhì)資源。聚類分析將30份棉花種質(zhì)資源分為4類：抗旱性材料6份、中抗材料11份、敏感材料5份、高敏材料8份，分組類型與D 值的鑒定結(jié)果一致。綜合評價的結(jié)果與劉鵬鵬等[34]、閆成川等[19]、鄭巨云等[35]鑒定結(jié)果相比，中間材料存在較多交集，極端材料存在較少交集，這可能是由于評價指標(biāo)的選擇、試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)設(shè)計(jì)不同造成的。

植物的耐旱機(jī)制非常復(fù)雜，對此許多研究者在指標(biāo)選擇上從各個方面做了大量研究[36]。本研究運(yùn)用的抗旱性綜合度量值（D）是基于12個指標(biāo)綜合得出的結(jié)果，通過D 值的評價可以篩選出綜合抗旱能力較強(qiáng)的種質(zhì)，但為了能更準(zhǔn)確可靠地描述指標(biāo)與D 值之間的關(guān)系，應(yīng)該選擇關(guān)鍵性的指標(biāo)。本研究通過不同性狀對干旱的響應(yīng)，主成分分析不同處理下各性狀與D 值的相關(guān)性分析逐步篩選出了1個關(guān)鍵抗旱指標(biāo)，即皮棉產(chǎn)量。研究結(jié)果為棉花抗旱育種提供了資源。

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（責(zé)任編輯：胡立霞）