薏苡种质资源苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

汪灿，周棱波，张国兵，张立异，徐燕，高旭，姜讷，邵明波



薏苡种质资源苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

汪灿1,2，周棱波1,2，张国兵1,2，张立异1，徐燕1，高旭1，姜讷1，邵明波1,2

（1贵州省农业科学院旱粮研究所，贵阳 550006；2贵州粱丰农业科技有限公司，贵阳 550006）

【目的】干旱是影响薏苡生产的重要非生物胁迫因素，鉴定薏苡种质资源的抗旱性，确定抗旱指标，筛选抗旱种质，促进薏苡产业发展。【方法】以50份薏苡种质为材料，设置正常供水和反复干旱2个处理，在旱棚内进行盆栽试验，测定干旱对幼苗存活率、株高、茎粗、叶长、叶宽、地上部鲜重、地上部干重、根长、根粗、根鲜重和根干重的影响；采用抗旱性度量值（D值）、综合抗旱系数（CDC值）、加权抗旱系数（WDC）、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法，对其进行苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。【结果】干旱胁迫对各指标均有极显著影响。相关分析表明，幼苗干旱存活率与茎粗、叶宽和根粗呈极显著正相关，与叶长、地上部鲜重、地上部干重、根长、根鲜重和根干重呈显著正相关，与株高呈不显著的正相关。频次分析表明，各指标对干旱胁迫反应的敏感程度依次为根干重、根鲜重、叶宽、根粗、根长、幼苗干旱存活率、地上部干重、茎粗、地上部鲜重、叶长和株高。主成分分析表明，6个主成分可代表薏苡抗旱性91.40%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的供试薏苡种质抗旱性排序相近。灰色关联度分析表明，各指标DC值与D值间的关联度大小依次为根干重、叶宽、根鲜重、茎粗、根粗、幼苗干旱存活率、根长、株高、地上部鲜重、地上部干重、叶长，这与各指标DC值与WDC值的密切程度基本吻合。根据D值进行聚类分析，可将供试薏苡种质划分为5个抗旱级别，其中Ⅰ级3份、Ⅱ级17份、Ⅲ级9份、Ⅳ级20份、Ⅴ级1份。除叶长、地上部鲜重、地上部干重和根干重外，其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随抗旱级别的升高而增大。逐步回归分析表明，与D值密切相关的指标有幼苗干旱存活率、株高、叶宽、根长和根鲜重。【结论】苗期抗旱性强的薏苡种质yy18-1、yy14-3和yy13-1，可作为薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制研究材料。幼苗存活率、株高、叶宽、根长和根鲜重可作为评价薏苡种质资源苗期抗旱性的指标性状。

薏苡；苗期抗旱性；抗旱指标；综合评价

0 引言

【研究意义】薏苡（L.）是禾本科（Gramineae）薏苡属（）一年生草本植物，具有丰富的营养价值和医药价值[1-2]。薏苡主要食用和药用部位为种仁，是一种高蛋白质、中脂肪、中糖的绿色食品，其营养堪称“禾本科植物之王”，具有健脾利湿、除脾止泻、清热解毒等功效[3]。干旱是影响薏苡生产的重要非生物胁迫因素[4]。因此，进行薏苡种质资源苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选，对薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究具有重要意义。【前人研究进展】作物抗旱性鉴定及抗旱指标筛选是开展作物抗旱性研究首先要解决的关键技术，需要将不同指标相结合，对各个时期进行综合评价[5-7]，其中，苗期鉴定因其时间短、容量大、重复性强、易于活体测定、环境影响小等优点[8]，被广大研究者广泛采用。多年来，国内外学者在作物苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选方面开展了大量研究工作[9-11]。武斌等[12]结合SSR分子标记、简单相关分析和重心聚类方法研究53份玉米自交系的苗期耐旱性，认为叶片相对含水量和保水力是玉米苗期耐旱性的重要指标。邹成林等[13]通过相关分析和五级评分法综合评价玉米苗期抗旱性，认为相对含水量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性、可溶性糖和丙二醛含量可作为玉米苗期的抗旱性鉴定指标。李真等[14]分析比较油菜DH群体各性状表现及其抗旱系数，并以抗旱系数对DH群体进行苗期抗旱性评价，认为地上部干重、根干重和总干重可作为甘蓝型油菜苗期抗旱性的主要评价指标。袁哲明等[15]基于支持向量回归非线性，筛选出了苗高、脯氨酸、丙二醛、叶龄、心叶下倒一叶面积和抗坏血酸6个水稻苗期抗旱性综合指标。王兰芬等[16]采用平均隶属函数法对70份绿豆种质进行苗期抗旱性综合评价，认为第1次旱胁迫幼苗存活率、萎蔫指数和株高为绿豆苗期抗旱性评价的适宜指标。李龙等[17]采用加权抗旱指数、抗旱度量值、相关分析、频次分析、灰色关联度分析、隶属函数分析和聚类分析相结合的方法，对50个普通菜豆品种进行苗期抗旱性鉴定，认为叶片相对含水量、PSⅡ最大量子产量和叶绿素含量可用于普通菜豆苗期抗旱性综合评价。【本研究切入点】在中国的大多数薏苡产区，虽然降水量充沛，但由于雨量不均，土壤保水能力较差，对薏苡生产不同程度上发生春旱和伏旱的威胁，干旱已成为制约薏苡生产的主要限制条件，目前，关于薏苡种质资源苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】本研究采用反复干旱胁迫法，在旱棚内进行盆栽试验，利用综合评价法对50份薏苡种质的幼苗干旱存活率、株高、茎粗、叶长、叶宽、地上部鲜重、地上部干重、根长、根粗、根鲜重和根干重进行鉴定与评价，从而筛选出苗期抗旱性强的薏苡种质及易测定的与薏苡种质抗旱性密切相关的指标，以期为薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试薏苡种质共计50份，其中野生种3份、国审品种2份、黔薏苡1号选系3份、黔薏苡2号选系3份、云南地方品种3份、广西地方品种5份、四川地方品种3份、盘县地方品种10份、晴隆地方品种5份、兴仁地方品种5份、正安地方品种4份、安龙地方品种4份（电子版附表1）。

1.2 试验方法

试验于2016年4月至2016年7月在贵州省旱粮研究所旱棚内进行盆栽试验。在盆内（盆高50 cm、内径50 cm）装入20 cm厚的中等肥力水平的耕层土壤，土壤含有机质27.93 g·kg-1、全氮1.45 g·kg-1、全磷1.01 g·kg-1、全钾14.23 g·kg-1、碱解氮93.1 mg·kg-1、有效磷31.33 mg·kg-1、速效钾656.67 mg·kg-1、pH 7.6。播种前各盆施总养分≥45%的高效复合肥（含N 14%、P2O516%、K2O 15%）10 g，并浇水至田间持水量的80%（16.5%绝对含水量）。从每份薏苡种质中选取50粒大小均匀一致、饱满的种子，用0.1%的HgCl2消毒8 min后用蒸馏水冲洗5次，用滤纸吸干后用蒸馏水浸种24 h，然后按每盆50粒进行播种，播种后覆土2 cm。试验采用随机区组设计，设置正常供水（CK）和反复干旱（T）2个处理，3次重复。

第1次干旱-复水处理：出苗后正常供水，待幼苗长至四叶期时停止供水，当土壤绝对含水量降至田间持水量的20%（3.8%绝对含水量）时，复水至田间持水量的80%（16.5%绝对含水量）。

第2次干旱-复水处理：第1次复水后不再供水，当土壤绝对含水量降至田间持水量的20%（3.8%绝对含水量）时，复水至田间持水量的80%（16.5%绝对含水量）。

1.3 测定项目与方法

参照王兰芬等[16]方法，分别于第1次和第2次复水72 h后调查存活率，以幼苗叶片转为鲜绿色为存活。幼苗干旱存活率（seedling drought survival rate，DS）=（DS1/TT×100%＋DS1/TT×100%）/2。式中DS1和DS2分别为第1次和第2次复水后存活苗数，TT为第1次干旱前总苗数。

于第2次复水72 h后，每盆随机选择5株植株，洗净后将根系剪下与幼苗分开。量取主茎自地面至植株顶端的距离，即为株高（plant height，PH）；主茎中部最长节间中部的直径（不包括叶鞘），即为茎粗（culm diameter，CD）；主茎中部最大叶片基部至叶尖的长度，即为叶长（leaf length，LL）；主茎中部最大叶片最宽处的长度，即为叶宽（leaf width，LW）；主根的长度，即为根长（root length，RL）；第1侧根发根处主根的直径，即为根粗（root diameter，RD）；分别称取幼苗和根系鲜物质重量，即为地上部鲜重（shoot fresh weight，SFW）和根鲜重（root fresh weight，RFW）；将幼苗和根系晾干，于60℃下烘干后分别称重，即为地上部干重（shoot dry weight，SDW）和根干重（root dry weight，RDW）。

1.4 数据统计分析

用Microsoft Excel 2013整理数据，用SPSS 19进行统计分析。参照谢小玉等[18]的方法，采用配对处理检验对各指标测定值进行平均数差异显著性检测。按公式（1）和（2）分别计算单项抗旱系数（drought resistance coefficient，DC）和综合抗旱系数（comprehensive drought resistance coefficient，CDC）。式中x和CK分别表示反复干旱和正常供水处理的指标测定值。

（2）

参照罗俊杰等[19]和兰巨生[20]方法，针对各指标DC值，进行简单相关分析、连续变数次数分布统计分析和主成分分析。按公式（3）、（4）和（5）分别计算因子权重系数（ω）、各基因型各综合指标的隶属函数值[(x)]和抗旱性度量值（drought resistance comprehensive evaluation value，D）。式中P为第个综合指标贡献率，表示第个指标在所有指标中的重要程度，x、xmax和xmin分别表示第个综合指标及第个综合指标的最大值和最小值。

（4）

（5）

参照孟庆立等[21]和祁旭升等[22]方法，以各指标DC值为比较序列，D值为参考序列进行灰色关联度分析，获得各指标DC值与D值间的关联度（D），按公式（6）和（7）分别计算各指标权重系数[ω(γ)]和加权抗旱系数（weight drought resistance coefficient，WDC）。式中γ为各指标关联度。

（7）

参照朱宗河等[23]和张彦军等[24]方法，以各指标DC值为比较序列，WDC值为参考序列进行灰色关联度分析，获得各指标DC值与WDC值间的关联度（WDC）。最后针对供试薏苡种质D值，采用欧式距离和加权配对算术平均法（weighted pair group method average，WPGMA）进行聚类分析，划分抗旱级别，并分别以D值、CDC值和WDC值为参考序列，对各指标DC值进行逐步回归分析，求取回归方程。

2 结果

2.1 供试种质的代表性及其指标测定值分析

干旱胁迫对供试种质各指标测定值均有显著影响，处理间和种质间的差异均达显著水平（表1）。种质间变异系数为0.134—0.747，说明本试验所选薏苡种质类型丰富，所选指标对干旱胁迫反应较敏感，干旱胁迫处理效果好，具有较好的代表性。此外，供试种质各指标在反复干旱和正常供水处理下的测定值相关系数介于0.621—0.945，这进一步说明各指标对干旱胁迫反应的敏感性存在差异，采用各指标测定值难以直接考量其抗旱性。

2.2 单项指标分析

与正常供水处理相比，供试种质在反复干旱处理后，各指标均发生不同程度变化（表2）。同一指标各种质的DC值差异明显，变异系数介于0.156—0.405，但不同种质间DC值所反映的抗旱性不同，且同一种质各指标的DC值存在较大差异，说明各指标对干旱胁迫反应的敏感性各异。

相关分析表明（表3），各指标都至少与一个其它指标呈显著或极显著相关，说明各指标间存在一定程度的相关性。其中，幼苗干旱存活率与茎粗、叶宽和根粗呈极显著正相关，与叶长、地上部鲜重、地上部干重、根长、根鲜重和根干重呈显著正相关，与株高呈不显著的正相关。

此外，同一区间各指标DC值分布次数和频率相差较大（表4）。DC＞0.6的幼苗干旱存活率、株高、茎粗、叶长、叶宽、地上部鲜重、地上部干重、根长、根粗、根鲜重和根干重的分布频率分别为66%、84%、68%、82%、42%、78%、66%、56%、52%、38%和32%，说明各指标对干旱胁迫反应的敏感性依次为根干重、根鲜重、叶宽、根粗、根长、幼苗干旱存活率、地上部干重、茎粗、地上部鲜重、叶长和株高。因此，直接采用这些指标会由于指标间信息的重叠，很难客观、准确、有效地评价各种质的抗旱性，从而影响抗旱鉴定结果。

2.3 主成分分析

各因子特征值中前6个因子的累计贡献率达91.40%，其特征根＞0.613（表5）。因此，抽取前6个因子，将具有相同本质的变量归为一类，可将原来各单项指标转换成6个新的相互独立的综合指标（分别用F1、F2、F3、F4、F5和F6表示）。F1在茎粗上有较高载荷量，F2在根粗、根鲜重和根干重上有较高载荷量，F3在地上部鲜重和地上部干重上有较高载荷量，F4在株高和叶宽上有较高载荷量，F5在幼苗干旱存活率上有较高载荷量，F6在根长上有较高载荷量。

2.4 供试种质的综合抗旱性评价

供试种质CDC值和WDC值分别介于0.251—0.908和0.149—0.908，平均值分别为0.626和0.624，变异系数分别为0.185和0.186，根据CDC值和WDC值的大小对供试种质进行抗旱性排序，其结果基本相同（表6）。其中，抗旱性强的种质有yy18-1、yy14-3和yy13-1，抗旱性弱的种质有yy12-7，其余种质介于两者之间。

表1 反复干旱和正常供水条件下供试薏苡种质各指标测定值及其均值差异性分析

续表1 Continued table 1

编号Number幼苗干旱存活率DS (%)株高PH (cm)茎粗CD (mm)叶长LL (cm)叶宽LW (cm)地上部鲜重SFW (g)地上部干重SDW (g)根长RL (cm)根粗RD (mm)根鲜重RFW (g)根干重RDW (g) CKTCKTCKTCKTCKTCKTCKTCKTCKTCKTCKT YG33—46.0024.7020.955.153.587.555.380.970.693.242.280.400.251.420.804.512.910.200.160.050.03 YG34—48.8727.1723.874.133.159.286.421.271.121.951.670.240.192.071.533.622.560.170.090.040.02 YG35—85.1023.7016.004.563.5510.806.731.150.651.951.720.660.201.651.474.002.890.110.040.030.01 YG36—91.9324.0211.906.365.428.906.731.070.642.482.060.310.232.051.605.584.400.260.170.060.04 YG37—91.8022.1518.577.326.4910.089.331.050.905.304.940.330.271.851.706.695.580.180.160.040.04 YG38—81.6029.3825.252.491.4310.055.851.170.351.591.270.200.141.751.072.181.160.260.090.060.02 YG39—46.7824.2017.303.532.879.726.301.080.242.412.050.300.233.032.173.102.330.190.120.040.03 YG40—51.0225.3217.526.654.439.487.821.750.514.303.720.540.413.872.505.833.600.350.230.080.05 YG41—90.5024.5313.274.013.318.124.801.230.731.401.110.180.122.070.883.522.690.270.100.050.02 YG42—76.0625.8318.232.641.8212.209.581.700.942.602.000.330.223.152.402.321.090.150.100.030.02 YG43—91.8323.4312.652.912.1610.078.251.660.441.531.350.190.152.771.672.551.760.170.110.040.02 YG44—32.5831.4824.203.312.0814.9011.321.250.854.743.640.590.404.222.972.901.690.330.160.080.04 YG45—88.4030.9526.777.636.5714.3010.241.731.195.233.540.650.394.123.055.274.040.480.320.110.07 YG46—34.2324.6513.323.661.448.324.351.200.183.591.050.260.051.420.373.761.160.180.040.030.01 YG47—87.4030.5021.986.805.2718.009.471.471.044.513.460.560.383.352.535.964.280.310.220.070.05 YG48—78.6035.7023.136.315.4716.4514.801.911.495.763.110.720.353.922.335.534.450.700.480.160.10 YG49—59.8734.4725.805.493.8414.7711.801.530.854.733.750.590.423.481.454.823.120.390.200.090.04 YG50—29.6030.8313.842.690.8813.374.951.110.121.660.330.210.042.430.522.830.780.120.020.040.01 平均值Average—69.5712.1217.844.433.0110.577.441.220.662.571.800.320.192.211.383.872.400.230.130.050.03 变异系数CV—0.2920.1340.2050.3230.4760.3000.3730.2810.5410.4820.5810.4820.5420.3800.5390.3250.4980.5510.7470.5290.712 标准误SE—0.4340.0950.2380.0390.0870.0130.0650.0810.0060.002 t—16.7815.0913.1614.508.759.8112.6418.0914.9013.18 P—0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001**0.0001** 相关系数R—0.6210.8910.8490.6960.8680.8120.8360.8920.9450.923

CK：正常供水处理；T：反复干旱处理。**表示0.01水平差异显著

CK: Normal water supply treatments; T: Repeated drought treatments. ** is significant difference at 0.01 probability level

表2 供试薏苡种质各指标的抗旱系数

表3 供试薏苡种质各指标抗旱系数的相关性

*和**分别表示0.05和0.01水平显著相关。下同

* and ** are significant correlation at 0.05 and 0.01 probability level, respectively. The same as below

表4 供试薏苡种质各指标抗旱系数在不同区间的分布

Freq.: Frequency

表5 供试薏苡种质各指标主成分的特征向量及贡献率

供试种质D值介于0.196—0.775，平均值为0.517，变异系数为0.206，根据D值的大小对供试种质进行抗旱性排序，其抗旱性强的种质有yy18-1、yy14-3和yy13-1，抗旱性弱的种质有yy12-7，其余种质介于两者之间（表6）。这与基于CDC值和WDC值的供试种质抗旱性强弱评价结果基本吻合。

2.5 灰色关联度分析

各指标DC值与D值间的关联度大小依次为根干重、叶宽、根鲜重、茎粗、根粗、幼苗干旱存活率、根长、株高、地上部鲜重、地上部干重、叶长（表7），反映了各指标DC值与D值的密切程度，这与各指标对干旱胁迫反应的敏感性基本吻合。

此外，各指标DC值与WDC值间的关联度大小依次为根干重、根鲜重、茎粗、根粗、叶宽、地上部鲜重、地上部干重、根长、株高、幼苗干旱存活率、叶长（表7），这与各指标DC值与D值的密切程度基本吻合。

表6 供试薏苡种质抗旱性评价的CDC值、WDC值及D值

1、2、3、4、5和6分别表示6个因子的隶属函数值

1,2,3,4,5, and6are subordinate function values of six factors, respectively

表7 供试薏苡种质各指标DC值与D值和WDC值的关联度及各指标权重

2.6 聚类分析及抗旱级别的划分

在=10处将50份供试种质分为5类（图1）。其中第Ⅰ类为高度抗旱型种质，有yy18-1、yy14-3和yy13-1共3份，占总数的6%；第Ⅱ类为抗旱型种质，共17份，占总数的34%；第Ⅲ类为中等抗旱型种质，共9份，占总数的18%；第Ⅳ类为敏感型种质，共20份，占总数的40%；第Ⅴ类为高度敏感型种质，有yy12-7共1份，占总数的2%。

根据供试种质的抗旱性聚类分析及抗旱级别划分结果，对供试种质抗旱性评价指标进行分级统计，结果表明（表8），除叶长、地上部鲜重、地上部干重和根干重外，其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随抗旱级别的升高而增大。此外，CDC值、D值和WDC值在不同抗旱级别上的差异较大，可为其他薏苡种质抗旱级别的划分提供依据。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示不同抗旱级别

2.7 抗旱指标的筛选

分别以D值、CDC值和WDC值为参考序列，对各指标DC值进行逐步回归分析，得到的3个回归方程的决定系数2≈1，检验均达极显著水平（表9）。说明模型拟合度好，回归方程最优，其解释能力强，预测精度高，用这3个方程进行薏苡种质资源苗期抗旱性评价效果好。

根据D值与各指标DC值的回归方程可知（表9），在薏苡种质资源苗期抗旱性鉴定中，有选择性地测定与D值密切相关的指标，如幼苗干旱存活率、株高、叶宽、根长和根鲜重，可有效鉴定薏苡种质资源的抗旱性，从而使鉴定工作简化。

表8 供试薏苡种质抗旱性评价指标的分级

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示不同抗旱级别

Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, and Ⅴ represent different drought resistance levels

表9 供试薏苡种质抗旱性模型预测

1：幼苗干旱存活率；2：株高；3：茎粗；4：叶长；5：叶宽；7：地上部干重；8：根长；10：根鲜重

1: Seedling drought survival rate;2: Plant height;3: Culm diameter;4: Leaf length;5: Leaf width;7: Shoot dry weight;8: Root length;10: root fresh weight

3 讨论

3.1 薏苡种质资源苗期抗旱性评价方法

作物抗旱性的综合评价不仅需要选择适宜的评价指标，而且要有合适的评价方法。一般认为，多指标多方法相结合的综合评价比较可靠[25-30]。对于作物抗旱性评价的方法，大多数采用等权重的评价方法，却忽视了各项指标的不同重要程度。本研究采用D值、CDC值和WDC值等综合评价指标，结合单项指标抗旱系数、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析及逐步回归分析，对薏苡种质资源的抗旱性综合评价值作出评判，消除因各指标单位不同带来的差异，同时结合指标变异系数来确定每一个指标在抗旱性评价体系中的权重，对与抗旱性相关密切的指标分配较高的比重。以D值为主要综合评价指标，以CDC值和WDC值作为辅助综合评价指标的评价方法，既考虑了各指标间的相互关系，又考虑到各指标的重要性，评价结果客观、可靠。

3.2 薏苡种质资源苗期抗旱性的鉴定

作物抗旱性鉴定的最终结果是要划分供试种质的抗旱等级，以此来判定其抗旱能力[22]。在本研究中，针对D值，将供试薏苡种质划分为高度抗旱型种、抗旱型种质、中等抗旱型种质、敏感型种质和高度抗旱型种质5类，这与罗俊杰等[19]在胡麻上的研究结果基本一致。此外，在本研究中，鉴定出抗旱性强的种质有yy18-1、yy14-3和yy13-1，抗旱性弱的种质有yy12-7，其余种质介于两者之间。因此，本研究筛选出苗期抗旱性强的薏苡种质分别为yy18-1、yy14-3和yy13-1，可为薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。

3.3 薏苡种质资源苗期抗旱指标的筛选

作物的抗旱性是复杂的数量性状，是众多因素、多种机制共同作用的结果，最终通过各种指标在不同生育时期的一系列变化表现出来[22]。因此，指标的合理选择是作物抗旱性鉴定的关键。目前，国内外学者在作物苗期抗旱指标筛选方面开展了大量研究工作，并针对不同的作物筛选出了不同的抗旱指标[12-18]。本研究中，由于各指标受干旱胁迫影响的程度各异，且各指标间存在一定程度的相关性。因此，直接利用这些指标很难客观、准确地评价各种质的抗旱性，从而影响抗旱鉴定结果。各指标与D值的密切程度与各指标对干旱胁迫反应的敏感性及各指标与WDC值的密切程度吻合。通过逐步回归分析，得到与D值密切相关的指标有幼苗干旱存活率、株高、叶宽、根长和根鲜重。因此，幼苗干旱存活率、株高、叶宽、根长和根鲜重可作为薏苡种质资源苗期鉴定、直观的抗旱性评价指标。

4 结论

干旱胁迫对薏苡种质资源苗期各指标均有极显著影响。苗期抗旱性强的薏苡种质分别为yy18-1、yy14-3和yy13-1，可为薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。幼苗存活率、株高、叶宽、根长和根鲜重可作为评价薏苡种质资源苗期抗旱性的指标性状。

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（责任编辑 李莉）

附表1 50份薏苡种质信息

Attached table 1 The information of 50 Job’s tears germplasms

编号Number名称Name来源Origin编号Number名称Name来源Origin YG01yy13-1野生种Wild speciesYG26yy03-4晴隆地方品种Local cultivar in Qianglong YG02yy13-2野生种Wild specieYG27yy18-1兴仁地方品种Local cultivar in Xingren YG03yy13-3野生种Wild specieYG28yy12-2正安地方品种Local cultivar in Zhengan YG04粱丰薏16-2Liiangfengyi 16-2黔薏苡2号选系Derived from Qianyiyi 2YG29yy14-5广西地方品种Local cultivar in Guangxi YG05黔薏苡1号Qianyiyi 1国审品种National authorized cultivarYG30yy08-4安龙地方品种Local cultivar in Anlong YG06黔薏苡16-1Qianyiyi 16-1黔薏苡1号选系Derived from Qianyiyi 1YG31yy14-2广西地方品种Local cultivar in Guangxi YG07粱丰薏16-1Liiangfengyi 16-1黔薏苡1号选系Derived from Qianyiyi 1YG32yy16-3兴仁地方品种Local cultivar in Xingren YG08黔薏苡16-2Qianyiyi 16-2黔薏苡2号选系Derived from Qianyiyi 2YG33yy07-6盘县地方品种Local cultivar in Panxian YG09粱丰薏14-1Liangfengyi 14-1黔薏苡1号选系Derived from Qianyiyi 1YG34yy14-6广西地方品种Local cultivar in Guangxi YG10粱丰薏14-2Liangfengyi 14-2黔薏苡2号选系Derived from Qianyiyi 2YG35yy03-2晴隆地方品种Local cultivar in Qianglong YG11yy07-8盘县地方品种Local cultivar in PanxianYG36yy03-8晴隆地方品种Local cultivar in Qianglong YG12yy12-1正安地方品种Local cultivar in ZhenganYG37yy14-3四川地方品种Local cultivar in Sichuan YG13yy04-2云南地方品种Local cultivar in YunnanYG38yy14-10四川地方品种Local cultivar in Sichuan YG14yy07-2盘县地方品种Local cultivar in PanxianYG39yy03-7晴隆地方品种Local cultivar in Qianglong YG15yy04-7云南地方品种Local cultivar in YunnanYG40yy14-7四川地方品种Local cultivar in Sichuan YG16yy07-3盘县地方品种Local cultivar in PanxianYG41yy07-7盘县地方品种Local cultivar in Panxian YG17yy03-6晴隆地方品种Local cultivar in QianglongYG42yy06-1兴仁地方品种Local cultivar in Xingren YG18yy07-5盘县地方品种Local cultivar in PanxianYG43yy07-10盘县地方品种Local cultivar in Panxian YG19yy11-2广西地方品种Local cultivar in GuangxiYG44yy12-3正安地方品种Local cultivar in Zhengan YG20yy07-1盘县地方品种Local cultivar in PanxianYG45yy04-6云南地方品种Local cultivar in Yunnan YG21黔薏苡2号Qianyiyi 2国审品种National authorized cultivarYG46yy19-8安龙地方品种Local cultivar in Anlong YG22yy11-8广西地方品种Local cultivar in GuangxiYG47yy18-4兴仁地方品种Local cultivar in Xingren YG23yy08-9安龙地方品种Local cultivar in AnlongYG48yy08-5安龙地方品种Local cultivar in Anlong YG24yy18-2兴仁地方品种Local cultivar in XingrenYG49yy07-9盘县地方品种Local cultivar in Panxian YG25yy07-4盘县地方品种Local cultivar in PanxianYG50yy12-7正安地方品种Local cultivar in Zhengan

Drought Resistance Identification and Drought Resistance Indices Screening of Job’s Tears (L.) Germplasm Resources at Seedling Stage

WANG Can1,2, ZHOU LingBo1,2, ZHANG GuoBing1,2, ZHANG LiYi1, XU Yan1, GAO Xu1, JIANG Ne1, SHAO MingBo1,2

(1Institute of Upland Food Crops, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang 550006;2Guizhou Liangfeng Agricultural Science and Technology Co., LTD, Guiyang 550006)

【Objective】Drought is the important abiotic stress factor for Job’s tears production. Drought resistance identification, indices determination, and germplasms screening of Job’s tears germplasm resources are important for Job’s tears industrial development.【Method】The seedling drought survival rate, plant height, culm diameter, leaf length, leaf width, shoot fresh weight, shoot dry weight, root length, root diameter, root fresh weight, and root dry weight of 50 Job’s tears germplasms were measured at the normal water supply and repeated drought treatments in pot experiments in rainprotection shed. Drought resistance comprehensive evaluation value (D value), comprehensive drought resistance coefficient (CDC value), weight drought resistance coefficient (WDC value), correlation analysis, frequency analysis, principal component analysis, grey relational analysis, subordinate function analysis, clustering analysis, and stepwise regression analysis were used to identify the drought resistance and screen drought resistance indices of tested Job’s tears germplasms at seedling stage.【Result】Drought stress had significant effects on all indices. Correlation analysis showed that the seedling drought survival rate was significantly and positively correlated with culm diameter, leaf width, root diameter, leaf length, shoot fresh weight, shoot dry weight, root length, root fresh weight, and root dry weight, but not with plant height. Frequency analysis showed that the sensitive degrees of all indices response to drought stress in turn for root dry weight, root fresh weight, leaf width, root diameter, leaf length, seedling drought survival rate, shoot dry weight, culm diameter, shoot fresh weight, leaf length, and plant height. Principal component analysis showed that 6 principal components could represent 91.40% of the original data information of Job’s tears drought resistance. The ranks of drought resistance of tested Job’s tears germplasms based on the D value, CDC value, and WDC value were similar. Grey relational analysis showed that the correlation degree between DC value of all indices and D value in turn for root dry weight, leaf width, root fresh weight, culm diameter, root diameter, seedling drought survival rate, root length, plant height, shoot fresh weight, shoot dry weight, and leaf length, which was similar to the correlation degree between DC value of all indices and WDC value. According to D value clustering analysis, tested Job’s tears germplasms were divided into 5 drought resistance grades, 3 belonged to grade I, 17 belonged to grade II, 9 belonged to grade III, 20 belonged to grade IV, and 1 belonged to grade V. The subordinate function values of tested indices except for leaf length, shoot fresh weight, shoot dry weight and root dry weight, CDC value, D value, and WDC value were increased with increase of drought resistance grades. Stepwise regression analysis showed that the seedling drought survival rate, plant height, leaf width, root length, and root fresh weight were closely related to the D value.【Conclusion】yy18-1, yy14-3, and yy13-1 were identified as drought resistance Job’s tears germplasms at seedling stage, which could be used as materials for the researches on cultivar breeding, mechanism, and regulation and alleviation mechanism of drought resistance in Job’s tears. The seedling drought survival rate, plant height, leaf width, root length, and root fresh weight could be used as the simple and intuitive identification indices of drought resistance in Job’s tears germplasm resources at seedling stage.

Job’s tears (L.); drought resistance at seedling stage; drought resistance indices; comprehensive evaluation

2017-01-16；接受日期：2017-04-05

贵州省农业攻关计划项目（黔科合机农字[2013]4025号）、贵州省农业动植物育种专项资金项目（黔农育专字[2012]023号）

汪灿，E-mail：wangc.1989@163.com。周棱波，E-mail：85103@163.com。汪灿和周棱波为同等贡献作者。通信作者邵明波，Tel：0851-83760096；E-mail：563189433@qq.com