甘薯耐旱性品种苗期筛选及耐旱性指标研究.docx

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甘薯耐旱性品种苗期筛选及耐旱性指标研究

甘薯耐旱性品种苗期筛选及耐旱性指标研究

　　摘要：

　　为实现甘薯耐旱性品种的快速筛选，本试验采用室内PEG模拟连续干旱法对22个甘薯品种（系）进行了研究。

结果表明：

济薯21、12057、11001和零9281等品种（系）的根系持水力、根系活力和幼苗成活率较高，具有较强的苗期耐旱性；通过统计分析发现，根系持水力、薯苗质量和含水量、根系活力等可作为重要的苗期耐旱性筛选指标；干旱胁迫下根系的持水能力和采苗后薯苗状况是影响甘薯苗期耐旱性的重要因素。

在生产上，选用耐旱性品种和采用壮苗是抵御干旱胁迫的重要措施。

　　关键词：

甘薯；干旱胁迫；苗期

　　中图分类号：

S531.037文献标识号：

A文章编号：

1001-4942（2015）03-0022-06

　　SeedlingScreeningofDroughtResistanceVarieties

　　ofSweetpotatoandDroughtResistanceIndexResearch

　　YuanZhen1，WangBaoqing2，JiangYao1，XieBeitao2，DongShunxu2，

　　ZhangHaiyan2，DuanWenxue2，WangQingmei2，ZhangLiming3*

　　（1.QingdaoAgriculturalUniversity，Qingdao266109，China；2.CropResearchInstitute，ShandongAcademy

　　ofAgriculturalSciences，Jinan250100，China；3.ShandongAcademyofAgriculturalSciences，Jinan250100，China）

　　AbstractInordertoscreendroughtresistancevarietiesofsweetpotatorapidly，22sweetpotatovarieties（lines）werestudiedbyindoorsimulatedcontinuousdroughtmethodwithPEG.Theresultsshowedthattherootswaterretention，rootactivityandseedlingsurvivalrateofJishu21，12057，11001and09281werehigher，whichimpliedstrongdroughtresistanceinseedlingstage.Throughstatisticalanalysis，therootswaterretention，seedlingquality，watercontentofseedlingandrootactivitycouldbeusedforimportantscreeningindexesofdroughtresistanceinseedling.Thewaterretentioncapacityofrootsunderdroughtstressandseedlingstatusaftercuttingweretheimportantfactorsinfluencingthesweetpotatoseedlingdroughtresistance.Inproduction，selectingdroughttolerancevarietiesandstrongseedlingsareimportantmeasurestoresistdroughtstress.

　　KeywordsSweetpotato；Droughtresistance；Seedling

　　甘薯（IpomoeabatatasLam.）广泛分布在世界上111个国家和地区，不仅是世界上第五大食物能源供应作物[1]，也是我国第四大粮食作物，在维护粮食安全和缓解能源危机方面的重要性日益凸显[2]。

2013年，我国甘薯种植面积达352.5×104hm2，总产达7909.0×104t，分别占世界的42.8%和71.4%[3]。

　　干旱造成的农作物损失在所有的非生物胁迫中占首位[4]。

虽然甘薯根系发达较耐旱，但甘薯不同于其它作物，一方面甘薯栽插的是幼嫩的薯苗，对土壤水分状况非常敏感，遭受干旱胁迫后地上部易枯萎，地下部根系的形成受阻；另一方面，甘薯一般种植在丘陵山区及无灌溉条件的旱作区，多依靠自然降水满足生长发育的水分需求，一旦发生严重的干旱胁迫，没有足够的人工水源补充。

因此，薯苗质量和耐旱性的优劣对薯苗成活率至关重要，而这些方面又与其品种的特性息息相关。

　　前人关于甘薯的耐旱性研究较多，主要集中在甘薯种质资源耐旱性鉴定、筛选等基础性研究方面。

钮福祥等[5]从甘薯栽后45d始进行土壤连续干旱处理，以抗旱系数（旱池干产/对照池干产）为主要指标，鉴定了60个甘薯品种的耐旱性。

侯利霞等[6]从甘薯栽插浇窝水后就不再供水，持续土壤干旱70d，以植株的成活率为主要指标，鉴定了15个品种的耐旱性，并发现不能用甘薯的地上部生长指标作为品种耐旱性强弱的评价依据。

张明生等[7]对水培15d后的甘薯苗期根系进行了PEG干旱处理，认为干旱胁迫下15个甘薯品种的叶片相对含水量、丙二醛和SOD可作为室内快速鉴定其耐旱性的指标。

谢世清等[8]在甘薯栽后40d控制土壤水分达30%直至收获，以抗旱系数为主要指标，筛选到11个抗旱性较强的品种。

张允刚等[9]也对235份甘薯品种资源进行了耐旱性筛选和综合评价，发现一批抗旱兼具优良性状的资源。

前人关于甘薯耐旱性的筛选，从鉴定方法上看，干旱处理的方式、时间及持续期各不尽相同，田间鉴定时间长、影响因素多，室内鉴定又不能模拟田间土壤的干旱过程；从鉴定指标上看，甘薯地上部叶片生理指标受干旱处理和取样时间、节位等影响较大，抗旱池（棚）中甘薯的地下部产量指标随机误差较大，并不能真实地反映品种的产量水平。

这些方法都有待改进的地方。

　　本试验在总结前人在甘薯耐旱性研究的基础上，采用甘薯苗期水培方式探索模拟田间土壤干旱条件下以苗期地上部和地下部的生物学、生理性状作为快速鉴定甘薯苗期耐旱性的指标，旨在为甘薯耐旱性种质筛选和耐旱性栽培提供理论依据。

　　1材料与方法

　　1.1试验材料

　　供试材料以山东省农业科学院作物研究所选育的为主，有济薯22、济薯25、济黑1、Aya、济薯21、济薯26、济薯27、徐薯18、零16、零9281、12169、零8123、11001、11027、12227、12172、11076、12173、12038、12057、零5052和零8196共22个品种（系）。

　　1.2试验方法

　　1.2.1材料培养于6月10日统一剪取采苗圃中上述甘薯品种（系）的植株大小一致（每棵苗质量相差不超过0.5g）、节间均匀、无病斑的薯苗各30株，用海绵条将薯苗固定在泡沫板上，在16∶00时定植于日光温室的水培试验系统中生长7d，确保薯苗基部的3个节没入营养液中，温室内温度（20～25）℃，自然光散射，水培箱内连续24h通气。

随机区组排列，每个品种重复3次，每重复10株。

　　水培试验系统由定植系统、通气系统和贮液系统组成。

定植系统由塑料盆、泡沫板和海绵组成。

塑料盆长50cm，宽40cm，深10cm，用于装盛1/2Hoagland营养液。

泡沫板长度、宽度与塑料盆相同，每一泡沫板打24个孔，横向4排，每排6孔，离薯苗底端15cm处用海绵包裹薯苗并将其装入孔中。

通气系统由气泵、注射针头和乳胶软管组成，主管内径8mm，支管内径6mm，注射器针头规格为12号。

贮液系统由3个塑料桶组成，每桶容积60L，用于配制1/2Hoagland营养液。

塑料盆、泡沫板和海绵等购自济南市七里堡批发市场。

　　1.2.2干旱处理基于汪宝卿等[10]研究的田间土壤干旱过程，梯度干旱处理参考陈京[11]的试验设计，并略有改动。

采用PEG-6000模拟土壤梯度干旱过程，用1/2Hoagland营养液溶解并配置含有5%（W/V）、10%、20%和30%的PEG-6000溶液，将正常生长7d的薯苗转入5%PEG-6000溶液中生长3d后转入10%PEG-6000溶液中生长3d，再转入20%PEG-6000溶液中生长3d，最后转入30%PEG-6000溶液中生长3d。

　　1.2.3测定项目及方法采苗后，立即称量薯苗的鲜重并测定干重。

干旱处理过程中，每一株的落叶分别编号、收集、烘干，并记录重量。

干旱处理结束后，统计幼苗存活率，每重复取3株测定甘薯各品种（系）的茎叶和根系的鲜重、干重、含水量，并计算根系持水力和根系活力。

　　苗期根鲜重（g）用电子称称量，后放入烘箱105℃烘30min，再80℃烘至恒重，称量苗期根干重（g）。

　　根系持水力测定参考胡文海等[12]的方法。

干旱处理结束后，立即分离茎叶和根，将其置于室内自然脱水，每天称重3次，每隔24h记录鲜重，直至材料达到恒重为止，然后将其置于80℃烘箱内烘干称重，称重精度为0.0001g。

持水力大小以失水率进行比较，失水率小的持水力高。

失水率计算公式：

　　D（%）=（F-H）/W×100

　　式中D为失水率，F为材料初始鲜重，H为称重时间点的鲜重，W为材料含水量（不包括材料残留水）。

　　持水力=1-失水率

　　根系活力测定采用TTC还原法[13]。

　　在进行相关性、灰色关联度和主成分分析时，将成活率定义为Y（母序列），各指标定义为Xi=[Xi

（1），Xi

（2），Xi（3）…Xi（16）]=[薯苗茎叶鲜重、薯苗茎叶干重、薯苗茎叶干重/鲜重、薯苗茎叶含水量、干旱处理后茎叶鲜重、干旱处理后茎叶干重、干旱处理后茎叶干重/鲜重、干旱处理后茎叶含水量、干旱处理后根系鲜重、干旱处理后根系干重、干旱处理后根系干重/鲜重、干旱处理后根系含水量、干旱处理后根系活力、干旱处理结束后24h根系持水力、干旱处理结束后48h根系持水力、干旱处理结束后72h根系持水力]。

灰色关联度分析中，设定分辨系数为0.5。

　　1.3数据处理和统计分析

　　所有数据处理和统计分析用MicrosoftExcel2007和DPS7.05完成。

　　2结果与分析

　　2.1不同甘薯品种（系）的根系持水力分析

　　如图1所示，22个供试材料在干旱处理结束后24h，济薯21、零9281和12057三个品种（系）的根系持水力达到或超过70%；干旱处理结束后48h，根系持水力超过50%的品种（系）依次为济薯21、12057、零9281和11001；干旱处理结束后72h，根系持水力在40%以上的品种（系）依次为济薯21、12057、11001和零9281。

可见，上述品种（系）苗期根系的耐旱性较强。

　　2.2不同甘薯品种（系）的根系活力分析

　　如图2所示，干旱处理结束后根系活力测定表明，供试各品种（系）中济薯21、零9281、11001、12057和济薯26的根系活力较高，耐旱性较强；而济黑1和Aya的根系活力最低，耐旱性最差；其余品种（系）的根系活力介于上述两类品种（系）之间，苗期根系耐旱性较差。

　　2.3耐旱性指标的相关性分析

　　2.4耐旱性指标的灰色关联度分析

　　甘薯耐旱性指标的灰色关联度分析结果如表2所示。

与幼苗成活率关联度最高的指标是干旱处理结束后24h根系持水力，关联度达到0.4521。

灰色关联度