中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (21): 4163-4174.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.21.003
王倩1,3(), 董孔军2(
), 薛亚鹏1,3, 刘少雄1, 王若楠1,3, 杨佳琪1, 陆平1, 王瑞云3, 杨天育2(
), 刘敏轩1(
)
收稿日期:
2023-04-28
接受日期:
2023-06-12
出版日期:
2023-11-01
发布日期:
2023-11-06
通信作者:
联系方式:
王倩,E-mail:457836483@qq.com。董孔军,E-mail:broommillet@163.com。王倩和董孔军为同等贡献作者。
基金资助:
WANG Qian1,3(), DONG KongJun2(
), XUE YaPeng1,3, LIU ShaoXiong1, WANG RuoNan1,3, YANG JiaQi1, LU Ping1, WANG RuiYun3, YANG TianYu2(
), LIU MinXuan1(
)
Received:
2023-04-28
Accepted:
2023-06-12
Published:
2023-11-01
Online:
2023-11-06
摘要:
【目的】干旱是影响糜子生长发育及产量的主要制约因素之一,筛选优异抗旱资源及鉴定指标,为抗旱品种的选育和抗旱分子机制的研究奠定基础。【方法】以200份糜子核心种质资源为研究对象,于2021—2022年在甘肃敦煌连续开展2年的田间成株期抗旱性鉴定,试验设置正常灌水和干旱胁迫2个处理,测定叶面积(leaf area,LA)、主茎直径(main stem diameter,MSD)、主茎节数(number of main stem nodes,NMSN)、主穗长(main panicle length,MPL)、穗下节间长度(peduncle length,PL)、株高(plant height,PH)、单株草重(straw weight per plant,SWPP)、单株穗重(panicle weight per plant,PWPP)、单株粒重(grain weight per plant,GWPP)、千粒重(thousand grain weight,TGW)和小区产量(yield per plot,YPP)11个指标,采用综合抗旱系数(CDTC值)、抗旱指数(DRI值)和抗旱性度量值(D值)对糜子成株期抗旱性进行综合评价。【结果】在不同水分处理条件下,叶面积、主茎直径、主茎节数、主穗长、穗下节间长度、株高、单株草重、单株穗重、单株粒重、千粒重和小区产量11个指标在不同种质间均表现为显著差异。干旱胁迫处理下,糜子的生长受到抑制,11个指标测定值均较正常灌水处理明显降低,且小区产量对干旱胁迫较敏感。相关性分析发现,11个测定指标的抗旱系数间均呈现出一定的相关性,其中,单株穗重和单株粒重的相关性最强,相关系数为0.943。主成分分析将11个鉴定指标转换成6个主成分,累计方差贡献率达80.667%。基于CDTC值、DRI值和D值的糜子资源抗旱性排序基本一致。根据D值利用聚类分析将200份糜子种质资源抗旱性划分为4类,第Ⅰ类为强抗旱型有10份,第Ⅱ类为抗旱型有70份,第Ⅲ类为干旱敏感型有81份,第Ⅳ类为干旱极敏感型有39份。株高、单株粒重、单株穗重和主穗长与D值的相关性较高,相关系数分别为0.756、0.697、0.696和0.679。通过逐步回归分析构建了糜子成株期抗旱评价的回归方程:Y=-1.509+0.362X1+0.174X2+0.349X3+0.389X4+0.307X5+0.251X6+0.218X7。【结论】抗旱性度量值法适宜于糜子成株期抗旱性评价;筛选出巴林左疙塔黍(00000525)、高台乌糜子(00002677)和民乐红糜子(00002687)等10份强抗旱性材料;株高、单株穗重和主穗长可作为糜子成株期抗旱性鉴定的主要指标。
王倩, 董孔军, 薛亚鹏, 刘少雄, 王若楠, 杨佳琪, 陆平, 王瑞云, 杨天育, 刘敏轩. 糜子核心种质成株期抗旱性鉴定评价与抗旱种质筛选[J]. 中国农业科学, 2023, 56(21): 4163-4174.
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表1
正常灌水和干旱胁迫处理条件下参试糜子资源各测定指标差异分析"
性状 Trait | 处理 Treatment | 平均值 Average | 最小值 Min | 最大值 Max | 标准偏差 SD | 变异系数 CV | t值 t-value | P值 P-value | 相关系数 r |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
株高 PH (cm) | WW | 148.37 | 79.10 | 182.51 | 23.01 | 0.16 | -30.823 | 0.000** | 0.839 |
DS | 119.80 | 73.57 | 146.03 | 15.42 | 0.13 | ||||
穗下节间长度 PL (cm) | WW | 22.87 | 16.53 | 32.03 | 2.49 | 0.11 | -7.548 | 0.000** | 0.708 |
DS | 21.86 | 15.68 | 28.00 | 2.46 | 0.11 | ||||
主茎直径 MSD (cm) | WW | 7.41 | 4.36 | 9.10 | 1.02 | 0.14 | -3.175 | 0.000** | 0.910 |
DS | 7.31 | 4.22 | 9.08 | 0.97 | 0.13 | ||||
主茎节数 NMSN | WW | 7.32 | 6.43 | 8.00 | 0.34 | 0.05 | -19.921 | 0.000** | 0.719 |
DS | 6.95 | 6.03 | 7.82 | 0.36 | 0.05 | ||||
主穗长 MPL (cm) | WW | 36.62 | 21.01 | 45.72 | 4.31 | 0.12 | -17.773 | 0.000** | 0.799 |
DS | 33.28 | 21.28 | 44.02 | 4.03 | 0.12 | ||||
叶面积 LA (cm2) | WW | 54.32 | 26.56 | 68.66 | 8.86 | 0.16 | -9.354 | 0.000** | 0.851 |
DS | 51.20 | 25.40 | 69.78 | 8.28 | 0.16 | ||||
单株草重 SWPP (g) | WW | 25.65 | 6.18 | 59.38 | 9.32 | 0.36 | -6.362 | 0.000** | 0.902 |
DS | 23.83 | 6.77 | 50.07 | 8.72 | 0.37 | ||||
单株穗重 PWPP (g) | WW | 18.20 | 9.73 | 30.57 | 3.71 | 0.20 | -16.056 | 0.000** | 0.537 |
DS | 14.60 | 8.68 | 23.72 | 2.50 | 0.17 | ||||
单株粒重 GWPP (g) | WW | 11.06 | 4.87 | 19.42 | 2.61 | 0.24 | -17.256 | 0.000** | 0.546 |
DS | 8.30 | 3.75 | 15.15 | 2.00 | 0.24 | ||||
千粒重 TGW (g) | WW | 5.97 | 4.50 | 7.03 | 0.61 | 0.10 | -11.638 | 0.000** | 0.832 |
DS | 5.69 | 4.18 | 6.85 | 0.58 | 0.10 | ||||
小区产量 YPP (g) | WW | 216.92 | 61.68 | 446.72 | 86.14 | 0.40 | -16.619 | 0.000** | 0.805 |
DS | 156.78 | 44.50 | 385.92 | 66.83 | 0.43 |
表2
干旱胁迫下各性状抗旱系数描述性统计"
性状Trait | 最小值Min | 最大值Max | 平均值Average | 标准偏差SD | 变异系数CV |
---|---|---|---|---|---|
株高PH | 0.644 | 1.034 | 0.815 | 0.072 | 0.089 |
穗下节间长度PL | 0.771 | 1.247 | 0.959 | 0.081 | 0.085 |
主茎直径MSD | 0.835 | 1.237 | 0.990 | 0.061 | 0.062 |
主茎节数NMSN | 0.857 | 1.060 | 0.950 | 0.035 | 0.037 |
主穗长MPL | 0.708 | 1.126 | 0.911 | 0.070 | 0.077 |
叶面积LA | 0.696 | 1.241 | 0.947 | 0.088 | 0.093 |
单株草重SWPP | 0.523 | 1.461 | 0.942 | 0.163 | 0.173 |
单株穗重PWPP | 0.531 | 1.246 | 0.820 | 0.152 | 0.185 |
单株粒重GWPP | 0.452 | 1.376 | 0.770 | 0.181 | 0.232 |
千粒重TGW | 0.783 | 1.131 | 0.954 | 0.059 | 0.061 |
小区产重YPP | 0.399 | 1.319 | 0.743 | 0.188 | 0.253 |
表3
参试糜子资源11个指标主成分的特征向量及贡献率"
性状 Trait | 主成分Principal component | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
第1主成分 PC1 | 第2主成分 PC2 | 第3主成分 PC3 | 第4主成分 PC4 | 第5主成分 PC5 | 第6主成分 PC6 | |
株高PH | 0.691 | 0.425 | -0.074 | -0.310 | -0.086 | 0.035 |
穗下节间长度PL | 0.149 | 0.597 | -0.245 | 0.519 | -0.015 | 0.061 |
主茎直径MSD | 0.330 | 0.145 | 0.509 | 0.086 | 0.662 | 0.386 |
主茎节数NMSN | 0.325 | 0.574 | 0.009 | -0.363 | -0.376 | 0.405 |
主穗长MPL | 0.564 | 0.491 | -0.050 | 0.308 | 0.087 | -0.206 |
叶面积LA | 0.379 | 0.326 | 0.462 | -0.193 | 0.008 | -0.638 |
单株草重SWPP | 0.231 | -0.239 | 0.690 | 0.392 | -0.314 | 0.113 |
单株穗重PWPP | 0.821 | -0.404 | -0.001 | 0.142 | -0.158 | 0.086 |
单株粒重GWPP | 0.831 | -0.409 | -0.061 | 0.059 | -0.129 | 0.063 |
千粒重TGW | 0.549 | -0.091 | -0.399 | 0.223 | 0.299 | -0.022 |
小区产量YPP | 0.561 | -0.427 | -0.205 | -0.350 | 0.106 | -0.126 |
特征值 Eigenvalues | 3.209 | 1.814 | 1.222 | 0.968 | 0.832 | 0.800 |
贡献率Contribution rate (%) | 29.174 | 16.487 | 11.105 | 8.966 | 7.595 | 7.340 |
累积贡献率Cumulative contribution (%) | 29.174 | 45.660 | 56.766 | 65.732 | 73.327 | 80.667 |
表4
基于CDTC值、DRI值和D值抗旱性强的前十个资源列表"
排名 Rank | 序号 Number | 材料名称 Material name | CDTC值 CDTC value | 序号 Number | 材料名称 Material name | DRI值 DRI value | 序号 Number | 材料名称 Material name | D值 D value | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 188 | 糜子 Mizi | 1.083 | 194 | 黄糜子 Huangmizi | 4.252 | 80 | 巴林左疙塔黍 Balinzuogedashu | 0.692 | ||
2 | 80 | 巴林左疙塔黍 Balinzuogedashu | 1.070 | 93 | 灵武70天 Lingwu70tian | 3.111 | 12 | 高台乌糜子 Gaotaiwumizi | 0.671 | ||
3 | 33 | 骨都白 Gudoubai | 1.066 | 193 | 花糜子 Huamizi | 2.966 | 14 | 民乐红糜子 Minlehongmizi | 0.659 | ||
4 | 109 | 白圪塔糜 Baigedami | 1.046 | 192 | 糜子 Mizi | 2.845 | 33 | 骨都白 Gudoubai | 0.648 | ||
5 | 107 | 小青糜 Xiaoqingmi | 1.030 | 188 | 糜子 Mizi | 2.730 | 109 | 白圪塔糜 Baigedami | 0.638 | ||
6 | 81 | 五原黑黍子 Wuyuanheishuzi | 1.026 | 186 | 白糜子 Baimizi | 2.545 | 199 | 笊篱白 Zhaolibai | 0.633 | ||
7 | 190 | 黄糜子 Huangmizi | 1.022 | 191 | 额敏红糜 Eminhongmi | 2.511 | 51 | 黄糜子 Huangmizi | 0.630 | ||
8 | 28 | 古浪半个红 Gulangbangehong | 1.018 | 51 | 黄糜子 Huangmizi | 2.410 | 52 | 白糜子 Baimizi | 0.626 | ||
9 | 51 | 黄糜子 Huangmizi | 1.003 | 127 | 小白黍 Xiaobaishu | 2.376 | 53 | 红鹌鹑尾 Honganchunwei | 0.625 | ||
10 | 29 | S02036 | 0.997 | 31 | 小黍子 Xiaoshuzi | 2.275 | 97 | 小黄糜子 Xiaohuangmizi | 0.625 |
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