小麦灌浆期抗旱性鉴定指标研究

孙军伟 杨子光 孟丽梅 张珂 冀天会

摘要 在灌浆期水分胁迫条件下，测定了10个冬小麦品种的株高、叶面积、叶片相对含水量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量等与抗旱性有关的形态和生理指标，进行了相关分析和归纳分析。结果表明，叶面积、叶片相对含水量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量、脯氨酸含量共5项指标与品种抗旱性关系密切，可作为小麦灌浆期抗旱性鉴定指标。

关键词 小麦;抗旱性;鉴定指标;灌浆期

中图分类号 S512.1文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）15-0021-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.15.006

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract Under the water stress condition at filling stage， the morphological and physiological indexes related to drought resistance of 10 winter wheat varieties were detected， including plant height， leaf area， leaf relative moisture content， MDA， free proline and soluble protein content. Their correlation analysis and inductive analysis were carried out. Results showed that leaf area， leaf relative moisture content， soluble protein content， MDA content and proline content had close correlation to drought resistance， which could be used as the identification index of wheat drought resistance at filling stage.

Key words Wheat;Drought resistance;Identification index;Grainfilling stage

基金项目 国家小麦产业技术体系项目（CARS-E-2-36）;河南省小麦产业技术体系项目（S2010-10-02）;农业部财政专项（11172130-1064072013）。

作者简介 孙军伟（1979—），男，河南舞阳人，助理研究员，硕士，从事旱地小麦筛选与小麦抗性鉴定研究。

收稿日期 2019-01-03

干旱对农作物造成的损失在所有非生物胁迫中占首位，在世界范围内，干旱缺水对农业造成的损失相当于各种自然灾害的损失之和[1]。在我国北方的大部分小麦产区，干旱是限制产量的主要因素，小麦的一生都可能受到干旱胁迫[2]。筛选抗旱性强的优良小麦品种，不仅可以保证高产稳产，而且对于节省和充分利用有限的水资源具有十分重要的意义[3]。多年来，国内外学者在抗旱性鉴定方面做了大量的工作，利用不同品种和生育时期进行有关小麦形态指标、生理生化指标的研究，揭示了大量与抗旱性有关的形态特征和生理特征，提出了许多与抗旱性关系密切的形态及生理生化指标[4-6]。但是有关小麦灌浆期综合鉴定指标的选择运用报道较少。鉴于此，笔者以抗旱指数为标准，分析了10个抗旱性不同的小麦品种灌浆期的形态和生理指标，筛选出与小麦灌浆期抗旱性密切相关的鉴定指标，旨在为小麦抗旱性提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2009—2010年度在洛阳农林科学院试验田进行。该地区年降水量在500～600 mm，试验地地下水位4～5 m，土壤为黏壤土，地势平坦，肥力中等。

1.2 试验材料

选用抗旱性不同的10个小麦品种为试验材料，包括洛旱2号、长6878、晋麦47（CK）、西农928、中育10号、周麦18、豫麦49、山农8355、周麦22、石家庄8号。

1.3 试验方法

设水分胁迫试验和补充灌溉试验2个处理，水分胁迫试验在自动折叠式干旱棚内进行，整个生育期不浇水。补充灌溉（非胁迫区）试验，按900 m3/hm2的标准进行补充灌溉。每个处理小区长2.0 m、宽1.6 m，6行区，2次重复，隨机区组排列。

1.4 测定项目与方法

在小麦灌浆前每品种选20个单株进行挂牌，在灌浆初期选取10株测定株高以及旗叶、倒二叶面积，另外选取10株完好的旗叶叶片进行取样测定生理指标：采用称质量法测定相对含水量;采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛含量;采用茚三酮法测定游离脯氨酸;采用考马斯亮蓝染色法测定可溶性蛋白含量。抗旱性鉴定标准按GB/T 21127-2007（表1）。

抗旱系数=品种胁迫产量/品种非胁迫产量

抗旱指数=品种胁迫产量/对照种胁迫产量×品种抗旱系数/对照种抗旱系数

1.5 统计与分析

采用Excel处理数据;采用DPS 3.0软件进行相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种对水旱2种环境下的产量和抗旱性的影响

由表1可知，在水分胁迫条件下，各品种的产量均比对照低。由于品种间抗旱性的差异，产量下降幅度不同。由小麦抗旱性鉴定评价技术规范（GB/T 21127-2007）可知，3个参试品种的抗旱性与对照相当（达到3级），分别是洛旱2号、长6878、西农928;4个品种的抗旱性较弱（达到4级），分别是周麦18、豫麦49、矮抗58、石家庄8号;山农8355的抗旱性极弱，仅为5级。

2.2 形态指标与品种间抗旱性的关系

由图1、2可知，在水分胁迫条件下，所有参试品种的株高与叶面积均有不同程度下降，株高相对值与叶面积相对值均小于1。总体来看，抗旱指数高的品种下降幅度较小。相关性分析表明，株高相对值与品种抗旱性呈不显著正相关;叶面积相对值与品种抗旱性呈显著正相关。

2.3 叶片含水量与品种抗旱性的关系

相对含水量是反映作物水分生理状况的重要指标，也可以用来衡量不同品种和的抗旱性强弱。由图3可知，水分胁迫条件下，参试品种的相对含水量均小于1;品种抗旱性越强，含水量相对值也越大。相关性分析表明，含水量相对值与品种抗旱性呈极显著正相关。

2.4 可溶性蛋白、脯氨酸与品种抗旱性的关系

渗透调节物质是植物防御干旱的一种重要方式，渗透调节的生理效应为增加细胞质浓度降低渗透势，保持膨压，缓解水分胁迫[7]。由图4、5可知，在水分胁迫条件下，抗旱性较强的品种可溶性蛋白含量上升，抗旱性较弱的品种可溶性蛋白含量下降;所有参试品种叶片中脯氨酸含量均比正常供水处理高，抗旱性较强的品种增加幅度较大。相关分析表明，可溶性糖、脯氨酸含量相对值与品种抗旱性呈极显著正相关。

2.5 丙二醛与品种抗旱性的关系

丙二醛是膜质过氧化的最重要的产物之一，它的产生能加剧膜的损伤。由图6可知，在水分胁迫条件下，小麦叶片中丙二醛含量均有增加，抗旱性弱的品种增加幅度大，丙二醛含量相对值高。相关分析表明，丙二醛相对值与品种抗旱性呈极显著负相关。

3 讨论

株高和叶面积作为常见的形态指标，具有简单易测的特点。该研究结果表明，灌浆期水分胁迫条件下，植株高度降低，旗叶面积、倒二叶面积减少，总体看来抗旱性强的品种受影响较小。

植物遭受水分胁迫时常用叶片相对含水量来反映叶片或植株整体水分的整体水分状况[8]。该研究表明，在水分胁迫条件下，抗旱性较强的品种叶片中相对含水量较高，能更好适应干旱条件，这与白向历等[9]、王贺正等[10]的研究结果基本一致。

可溶性蛋白和脯氨酸是细胞质中参与渗透调节的有机物质，是逆境条件下植物抗逆形成的重要物质基础。研究结

果表明，水分胁迫条件下，抗旱性较强的品种脯氨酸与可溶性蛋白含量明显高于抗旱性较弱的品种，渗透调节物质的增加使抗旱性强的品种保持了较好的水分平衡。且这2个指标与品种抗旱性呈极显著正相关，这与王士强等[11]的研究结果一致，但与吕丽华等[12]、陈荣敏等[13]的研究结果不同，可能是由于干旱胁迫程度、生育时期和选取的叶片部位不同所致。

丙二醛含量可以反映植物遭受干旱伤害的程度，丙二醛含量越高，则生物膜破坏越严重、抗逆性越弱。该试验结果表明，水分胁迫条件下，抗旱性较弱品种的丙二醛含量较高，生物膜破坏严重。丙二醛含量相对值与品种呈极显著负相关，这与王士强等[11]的研究结果基本一致，并且在水稻、玉米的抗旱性鉴定研究中也得到证实。

由于该试验取样时正值小麦灌浆初期，所取样的小麦样品受到土壤干旱、大气干旱、以及干热风的三重影响，其中后两者的影响较小;另外该试验选取品种数量有限且抗旱类型不全面（无抗旱1和2级品种），应进一步扩展研究范围。

4 结论

研究结果表明，小麦灌浆期叶面积与抗旱指数呈显著相关;叶片相对含水量、脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白与抗旱指数呈显著或极显著相关，这5个指标可作为小麦灌浆初期的可靠指标。

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47卷15期 孙军伟等 小麦灌浆期抗旱性鉴定指标研究

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