百脉根种质苗期抗旱性鉴定及综合评价

摘要： 采用土培法对21份百脉根种质材料进行了苗期抗旱性评价。结果表明：在干旱胁迫下，明显抑制百脉根的正常生长，地上生物量、地下生物量、株高、分枝数明显减小，根冠比明显增加；渗透调节物质丙二醛 (MDA)、脯氨酸(PRO)、可溶性糖、可溶性蛋白的含量明显增加，过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性比正常灌水处理明显增强；运用了6种方法进行抗旱性评价，其中,五级评分法和标准差系数赋予权重法的准确度较高，聚类分析是较好的分类法，二者相结合效果更好；依据标准差系数赋予权重法与聚类分析结果，可将百脉根种质分为3类：抗旱性强的有B90、B85、B78、B79、B83、B92、B81，抗旱性中等的有B73、B89、B76、B93、B75、B86、B91，抗旱性弱的有B77、B84、B74、B80、B82、B88、B87。

关键词： 百脉根；苗期；反复干旱法；抗旱性；综合评价

中图分类号： S 541文献标识码： A文章编号： 10095500(2011)06001809

百脉根(Lotus corniculatus)是优良的多年生豆科牧草，广泛分布于我国华东、华中、西南和西北地区[1]。不仅具有营养丰富、适应性强、皂素含量低、家畜饲用安全等特点，而且花量大、自交结实、种子结实率高，较易得到稳定遗传后代。特别是其细胞全能性强，通过胚状体途径和不定芽途径均可得到高频率的再生植株，遗传转化率相对较高、转基因植株生长速度快[2]。因此，百脉根作为外源基因转化、生物固氮机理、牧草品质改良的模式植物研究较为广泛[1-4]，作为动物疫苗生产的生物反应器的分子水平研究也很多[5-7]，但是对于百脉根抗旱性评价的研究报道较少。因此，从评价生物学指标、生理指标和评价方法方面对21份百脉根苗期进行了综合分析，以期建立百脉根抗旱评价规范，为干旱地区引种驯化、丰产栽培和科学研究提供

收稿日期：20110630； 修回日期： 20110714

基金项目： 现代农业产业技术体系专项资金（CARS35）

资助

作者简介： 赵海明（1981），男，河北大城人，学士，助理研究员，主要从事牧草新品种选育与栽培工作。Email：zhm851@yahoo.com.cn

刘贵波为通讯作者。

理论依据。

1材料和方法

1.1试验材料

供试材料为21份百脉根，种子由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所提供，材料来源于俄罗斯。

1.2试验方法

1.2.1材料准备试验在河北省农业科学院旱作研究所院内日光温室完成，温室温度控制在20～30 ℃；先将中等肥力的耕层土与纯沙土分别过筛后按1∶1比例混合均匀，然后装入无孔塑料箱（48.5 cm×33.3 cm×18 cm），装土厚度15 cm；同时取土样测定土壤含水量，土壤养分为碱解氮31.2 mg/kg，有效磷7.11 mg/kg，土壤全盐含量0.077%，pH 8.25；播前灌水至基质土壤持水量的75%～80%（17.6%～20.8%），晾置48 h后点播，播前保持土壤平整；每箱播种4份材料，株行距均匀分布，不同材料之间间距纵向宽5 cm，横向宽8 cm，株行距(3.5 cm×4.0 cm)，每穴5～8粒，播后覆土1 cm；试验设置干旱处理和正常灌水2个处理，4次重复，百脉根在三叶期前定苗至每份材料20株。设置2个空白对照箱，浇水与干旱处理与试验处理相同。

表1试验材料编号与代号

Table 1The code of tested materials

代号编号代号编号代号编号B73zxy2007P3011B80zxy2007P3368B87zxy2007P4064B74zxy2007P3032B81zxy07P3465B88zxy2007P4084B75zxy07P3214B82zxy07P3474B89zxy07P4125B76zxy07P3222B83zxy07P3497B90zxy07P4133B77zxy2007P3244B84zxy2007P3532B91zxy2007P4143B78zxy2007P3305B85zxy2007P3705B92zxy07P4164B79zxy07P3312B86zxy2007P3756B93zxy07P42031.2.2胁迫处理幼苗长至三叶期时停止供水，开始干旱胁迫。当土壤含水量降至最大持水量的15%～20%（3.3%～5.2%）时复水，使土壤水分达到最大持水量的80%，复水120 h（5 d）后调查存活苗数，以叶片转呈鲜绿色者为存活，第1次复水后即停止供水，开始第2次干旱胁迫，连续进行2次。

1.3测定内容与方法

胁迫结束后调查记录植株存活率、株高、地上生物量（干重）、地下生物量（干重）、分枝数、根冠比等指标，第2次复水后5 d测定生理生化指标。株高测量每个材料所有株数，从主茎茎基部直到心叶顶端的长度；地上生物量和地下生物量先105 ℃杀青10 min后，80 ℃烘干8 h称重；根冠比（R/S）为植株地下生物量(干重)/地上生物量(干重)；统计主茎上着生的分枝数目。

DS(%)=DS1+DS22=X-DS1/X-TT+X-DS2/X-TT2×100(1)

DRC=Yj/YJ(2)

式中：DS存活率，DS1-第1次干旱存活率，DS2-第2次干旱存活率；X-DS1-第1次复水之后4次重复存活苗数的平均值；X-DS2-第2次复水之后4次重复存活苗数的平均值；X-TT-第1次干旱之前4次重复总苗数的平均值。

式中：DRC为抗旱系数，Yj-某材料旱处理下的测定值；YJ-某材料水处理下的测定值。

生理指标测定丙二醛(MAD)含量测定用硫代巴比妥酸法，脯氨酸(PRO)含量测定用酸性茚三酮法，可溶性糖含量测定用蒽酮法，考玛斯蓝染料结合法测定可溶性蛋白含量，过氧化氢酶（CAT）活性测定用紫外分光光度法，过氧化物酶(POD)活性测定用愈创木酚法，超氧化物歧化酶(SOD)活性测定用氮蓝四唑光还原法[8]。

1.4抗旱性评价

1.4.1存活率评价法根据反复干旱下苗期存活率，抗旱性分为5级[9]。1级为抗旱性极强(HR)，干旱存活率≥80.0%；2级为抗旱性强(R)，干旱存活率为5.0%～79.9%；3级为抗旱性中等(MR)，干旱存活率50.0%～64.9%；4级为抗旱性弱(S)，干旱存活率为35.0%～49.9%；5级为为抗旱性极弱(HS)，干旱存活率≤35.0%。

1.4.2生物量抗旱系数评价采用生物量的抗旱系数来评价参试材料的抗旱性。根据抗旱类型分级标准，将供试材料分为不同的抗旱型；抗旱类型分级标准[10]为:高度抗旱型(1级)，1>DRC≥0.7；中等抗旱型( 2级)，0.7>DRC≥0.3；干旱敏感型( 3级)，0.3>DRC≥0。

1.4.3抗旱指数评价抗旱指数(DRI)综合了抗旱性和丰产性以及相当于对照优劣势的比较，因此，适宜筛选比对照抗旱性强的材料。

DRI=YjYck×DRCjDRCck=YjYck×Yj/YJYck/YCK=Y2jYJ×YCKY2ck(3)[10]

式中：Yj-某材料干旱处理下的生物量；YJ-某材料灌水处理下的生物量；Yck-所有材料干旱处理下的平均生物量；YCK-所有材料灌水处理下的平均生物量。

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