刘文娟,田 雨,马晓鑫,王晓敏, 2, 3*,宋丽娜,杨 宏,李利平,程国新, 2, 3,郭 猛, 2, 3,高艳明, 2, 3,李建设, 2, 3
番茄种质芽期耐低温性评价及耐低温指标筛选
刘文娟1,田 雨1,马晓鑫1,王晓敏1, 2, 3*,宋丽娜1,杨 宏1,李利平1,程国新1, 2, 3,郭 猛1, 2, 3,高艳明1, 2, 3,李建设1, 2, 3
(1. 宁夏大学葡萄酒与园艺学院,银川 750021;2. 宁夏现代设施园艺工程技术研究中心,银川 750021;3. 宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室,银川 750021)
为筛选种子芽期耐低温的番茄种质资源及耐低温性评价的关键指标,以25份番茄种质资源为材料,分别测定15和25 ℃下其发芽率、发芽势、发芽指数、萌发指数、抗寒指数、发芽受损率、胚根长度、活力指数、鲜重和干重共10个指标,比较上述指标的性状相对值并对其进行相关性分析、主成分分析和隶属函数分析,对番茄种质资源芽期耐低温性进行综合评价;利用综合评价值(D),采用组间联接法和欧氏距离对种质资源进行聚类分析;采用逐步回归分析法建立番茄种质资源芽期耐低温性最优回归方程,并筛选耐低温性评价的关键指标。结果表明:材料1(20cl0347-0)的D最大,为0.984,其芽期耐低温性最强;材料23(20cl2147-0)的D最小,为0.075,其耐低温性最弱。25份番茄种质资源材料分为5类,其中高度耐低温型种质为20cl0347-0,耐低温型种质5份、中度耐低温型10份、敏感型6份和高度敏感型3份。番茄种质资源芽期耐低温性最优回归方程为= 0.411 + 0.027X+ 0.128X+ 0.053X+ 0.038X+ 0.035X,筛选出耐低温性评价的关键指标依次为:相对发芽势、相对发芽指数、相对胚根长度、相对鲜重及相对干重,可用于番茄种质资源芽期耐低温性高效评价。
番茄;芽期;耐低温;聚类分析;综合评价
番茄(Mill.)又名西红柿、洋柿子、番柿,是一种茄科一年或多年生喜温蔬菜[1],原产于热带、亚热带地区,因其色香味浓、营养丰富深受广大人民的喜欢,被广泛种植于世界各地[2]。温度在番茄生长发育过程中发挥着重要的作用[3],低温是番茄在反季节设施栽培和早春露地栽培中的非生物胁迫限制因子[4],会抑制番茄种子萌发、植株的生长发育,降低果实产量及品质[5]。因此筛选耐低温种质,培育耐低温番茄品种,对提高果实产量、增加农民收益具有重要的现实意义。
种子萌发是植物生长发育的第一阶段,对温度变化敏感[6]。番茄种子发芽最适温度为20 ~ 30 ℃[7],赵波等[8]测定10、15、20及25 ℃下9个加工番茄品种的发芽率指标,通过比较4个温度下种子发芽率,发现15和20 ℃可作为番茄耐低温性评价温度。赵云霞等[9]测定25和15 ℃下27份番茄种质资源种子萌发过程中的发芽率、发芽势、发芽指数和发芽受损率4个指标,利用以上指标的性状相对值计算各自隶属函数值,以隶属函数平均值筛选出4份耐低温性强的番茄种质资源。关志华等[10]测定34份樱桃番茄15 ℃下种子发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长度和相对电导率5个指标,综合比较以上指标,筛选了2份耐低温性较好的种质。梅燕[11]测定28和15 ℃下40份番茄种质资源种子的发芽率及苗期冷害指数2个指标,通过比较相对发芽率与冷害指数,筛选出5份耐低温种质资源。黄贺等[12]测定9和22 ℃下66份甘蓝型油菜发芽势、发芽率、发芽指数及平均发芽时间4个指标,利用相关性分析、隶属函数分析、聚类分析等多元统计分析法,筛选出1份极端耐低温品种及1份敏感品种。金明等[13]测定15和28 ℃下种子的发芽率等9个指标,通过主成分及隶属函数分析,对49份水稻种质资源进行耐低温性综合评价,运用聚类分析将49份种质分为5类,采用逐步回归分析建立回归方程,并筛选了耐低温评价关键指标。
综上所述,前人评价番茄耐低温性仅用1 ~ 5个指标,评价指标不全面且多以各指标间互相比较或仅用隶属函数法进行耐低温性评价,评价方法单一,而主成分分析等多元统计法已运用于多种植物的综合评价中,避免人为主观性带来的试验误差,且评价结果更加准确可靠。目前,利用主成分分析法等多元统计法对番茄种质芽期耐低温性评价鲜有报道。因此本研究测定25和15 ℃下25份番茄种质芽期发芽率、发芽势、发芽指数、萌发指数、抗寒指数、发芽受损率、胚根长度、活力指数、鲜重和干重共10个指标,比较上述指标的性状相对值,并利用主成分分析法等多元统计法对番茄种质芽期耐低温性进行综合评价;利用综合评价值(D),采用组间联接法和欧氏距离对种质资源进行聚类分析;采用逐步回归分析法建立番茄种质资源芽期耐低温性最优回归方程,并筛选耐低温性评价的关键指标,以期为高效筛选耐低温番茄材料、培育耐低温番茄品种提供理论依据。
本研究选用的25份番茄种质资源材料来源于甘肃、宁夏及陕西3个地方,由宁夏大学和宁夏巨丰种苗有限责任公司共同提供,具体信息如表1所示。
将籽粒饱满的番茄种子置于55 ℃的水中浸种15 min,期间不断搅拌,15 min后将水温保持在30 ℃继续浸种4 ~ 5 h后将种子置于铺有滤纸的培养皿中[14-15],每个培养皿随机放20粒,每份材料重复3次,将培养皿分别置于25和15 ℃的恒温培养箱中,每天用蒸馏水冲洗种子1次,以胚根突破种皮,胚芽的长度与种子等长作为萌发标准[16],每天统计种子发芽数,待大部分发芽种子数达到最高峰时统计发芽势,发芽种子数连续2 天不变时统计发芽率,测定胚根长度、鲜重及干重。依据下面公式计算以下指标。
发芽率=发芽种子数/供试种子总数×100%(25 ℃下统计第6 天发芽种子数,15 ℃下统计第12 天发芽种子数)
发芽势=发芽种子数/供试种子总数×100%(25 ℃下统计第4 天发芽种子数,15 ℃下统计第10 天发芽种子数)
发芽指数=∑(日发芽数/发芽天数)
萌发指数=1.00×nd+ 0.75×nd+ 0.5×nd+ 0.25×nd
nd、nd、nd和nd分别对应2、4、6和8 d的发芽率。
抗寒指数=15 ℃下种子萌发指数/25 ℃下种子萌发指数
发芽受损率=(25 ℃发芽数﹣15 ℃发芽数)/ 25 ℃发芽数×100%
活力指数=发芽指数×胚根长度
相对发芽率等性状相对值=X/X
X为15 ℃下测定的各性状值,X为25℃下测定的各性状值所测材料相。
表1 25份番茄种质资源名称及其来源
利用Excel 2016软件对原始数据进行处理,SPSS 26.0软件对相对发芽率等性状相对值进行主成分分析等多元统计法分析,利用综合评价值(D)采用组联接法和欧式距离进行聚类分析。
隶属函数值计算公式:u(X)=(X﹣min)/(max﹣min),=1, 2, 3, ···,,X和u(X)分别代表第个指标的主成分值和隶属函数值,max和min分别为第个主成分的最大值和最小值[17-18]。
不同番茄种质芽期各项生长指标有显著差异。由表2可知,15 ℃条件下番茄种子的发芽率、发芽势、发芽指数及萌发指数与25 ℃相比均有所下降。材料4和材料15的相对发芽率最大均为1.00,显著高于其他材料,发芽受损率最小均为0.00,显著低于其他材料;材料4的相对发芽势和抗寒指数最大,分别为1.02和0.14,显著高于其他材料;材料1的相对发芽指数最大为0.50,显著高于其他材料。
由表3可知,15 ℃条件下胚根长度、活力指数及鲜重与25 ℃相比均有所下降。材料6的相对胚根长度最大为0.67,显著高于其他材料;材料1的相对力指数最大为0.26,显著高于其他材料;材料11的相对鲜重最大为0.95,显著高于其他材料;材料13的相对干重最大为1.77,显著高于其他材料。
由表4可知,X与X、X、X、X、X及X呈极显著正相关,其中X与X的相关系数最大,为0.896;X与X、X、X、X及X呈极显著正相关,与X呈显著正相关,与X呈极显著负相关;而X除了与X没有显著性关系外,与其他指标都呈极显著负相关,其中X与X的相关系数绝对值最大,为1.000;X与X、X、X及X呈极显著正相关,与X和X呈显著正相关,而X与X呈极显著正相关;X除了与X呈显著正相关外,与其他指标相关性均不显著。相关性分析结果表明,大部分单项指标间都呈极显著相关且指标之间有信息重叠,必须采用多元统计法进行番茄种质芽期耐低温性综合评价,使评价更加科学可靠。
表2 低温胁迫下番茄种质芽期种子生长指标的影响
材料编号发芽指数相对发芽指数萌发指数抗寒指数发芽受损率/% 25 ℃15 ℃25 ℃15 ℃ 120.55ef10.29b0.50a1.58efgh0.21b0.13a5.00i 215.08i2.87i0.19gh1.31ghi0.00h0.00g11.93gh 324.92d6.41de0.26ef1.84cde0.05e0.03de6.75i 425.06cd11.06a0.44b1.84cde0.26a0.14a0.00i 527.86abcd5.98ef0.21fg2.10abc0.03efg0.02defg2.00i 627.69abcd4.35gh0.16hi2.08abc0.01fgh0.01fg21.67gh 726.44bcd7.13d0.27def2.01bc0.10cd0.05c13.33ghi 827.19abcd1.18j0.04klm2.03bc0.01fgh0.01fg61.67bc 919.03efgh0.94jk0.05klm1.58efgh0.00h0.00g70.74b 1028.52abc3.83gh0.13ij2.23ab0.01fgh0.00g22.25gh 1126.73bcd8.45c0.32cd2.11abc0.12c0.06c1.58i 1227.78abcd5.37f0.19gh2.13abc0.03efgh0.01efg11.67gh 1315.76hi4.55g0.29cde1.27i0.04ef0.03d26.11fg 1430.25a10.16b0.34c2.35a0.20b0.09b3.33i 1525.89cd6.67de0.26ef1.97bc0.05e0.03de0.00i 1629.91ab6.57de0.22fg2.34a0.05e0.02def8.42hi 1721.65e3.74h0.17ghi1.68de0.02efgh0.01defg2.25i 1821.86e6.72de0.31cd1.63ef0.09d0.05c12.41gh 1916.79ghi0.21kl0.01m1.38fghi0.00h0.00g95.96a 2017.69fghi0.22kl0.01m1.34ghi0.00h0.00g92.79a 2125.78cd2.36i0.09jk1.93cd0.00h0.00g38.75ef 2216.49ghi1.29j0.08kl1.30hi0.00h0.00g53.70cd 2314.71i0.08l0.01m1.23i0.00h0.00g95.96a 2420.98ef1.11j0.05klm1.60efg0.00h0.00g46.67de 2519.25efg0.66jkl0.03lm1.38fghi0.00h0.00g71.48b
注:表中小写字母表示0.05水平显著差异,下同。
表3 低温胁迫下番茄种质芽期种子生物量的影响
材料编号鲜重/g相对鲜重干重/g相对干重 25 ℃15 ℃25 ℃15 ℃ 10.54n0.47bc0.87b0.08g0.12bcde1.53ab 20.70jk0.43cd0.62d0.11ef0.13abcd1.10cdef 30.85g0.43bcd0.51efgh0.13cde0.11cde0.89defg 40.75i0.48ab0.64d0.10f0.09e0.87defg 50.81h0.41de0.51efg0.10f0.09e0.87defg 60.81h0.40def0.50fgh0.11ef0.12bcde1.11cdef 70.91ef0.42cd0.47fghi0.12ef0.11cde0.93defg 80.77i0.27jk0.35jkl0.12def0.10de0.84efg 90.71j0.28jk0.39ijk0.12ef0.10de0.86defg 100.44o0.34ghi0.78c0.11ef0.13abcd1.18cde 110.44o0.42cd0.95a0.11ef0.12bcde1.08cdef 120.64l0.34hi0.53ef0.11ef0.14abc1.21cd 130.64l0.27jk0.42hij0.08g0.14abc1.77a 140.65l0.52a0.81bc0.11ef0.13abcd1.12cdef 150.59m0.35fghi0.59de0.13cde0.13abcd1.00def 160.66kl0.41de0.61d0.12ef0.16a1.37bc 170.57mn0.36efgh0.64d0.15b0.13abcd0.83efg 180.93e0.40de0.44ghij0.18a0.11cde0.61g 191.21b0.25k0.21n0.13bcde0.15ab1.15cdef 201.02c0.25k0.24mn0.12de0.11cde0.93defg 210.80h0.39defg0.49fgh0.15bc0.12bcde0.81fg 220.98d0.35fghi0.36jkl0.15b0.13abcd0.84efg 230.98cd0.31ij0.32klm0.14bcd0.14abc1.00def 241.49a0.39defg0.39mn0.15b0.15ab0.99def 250.89f0.25k0.25lmn0.13bcde0.14abc1.11cdef
表4 番茄种质芽期耐低温性指标的相关系数
注:X—X分别代表相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数、抗寒指数、发芽受损率、相对胚根长度、相对活力指数、相对鲜重和相对干重,下同。*和**分别表示在0.05和0.01水平相关性显著和极显著。
表5 主成分贡献率及特征向量
由表5可知,将9个番茄种质芽期单项指标通过主成分分析后转化成2个综合指标。其中主成分1(CI1)和主成分2(CI2)的特征根分别为6.125和1.096,权重分别为0.848和0.152,贡献率分别为68.058%和12.177%,累积贡献率为80.235%。CI1中系数较大的为:X,0.390;X,0.380;X,﹣0.360;X,0.370;X,0.360;X,0.330;X,0.320,系数的绝对值均大于0.300,主成分2中系数较大的为X,0.790。由表5可知2个综合指标的对应系数如下。
主成分1:
CI= 0.360X+ 0.380X+ 0.390X+ 0.320X﹣0.360X+ 0.270X+ 0.370X+ 0.330X+ 0.130X
主成分2:
CI=﹣0.300X﹣0.130X+ 0.010X+ 0.070X+ 0.300X+ 0.280X+ 0.280X﹣0.110X+ 0.790X
由表6可知:主成分1(CI1)中,材料1(20cl0347-0)的隶属函数值最大,为1.000,表明材料1在CI1中的耐低温性最强,而材料23(20cl2147-0)的隶属函数值最小,为0.000,表明材料23在CI1中的耐低温性最弱;主成分2(CI2)中,材料13(20cl1546-0)的隶属函数值最大,为1.000,表明材料13在CI2中的耐低温性最强,而材料5(20cl1040-0)的隶属函数值最小,为0.000,表明材料5在CI2中的耐低温性最弱。在25份番茄种质资源中,材料1的D值最大,为0.984,评价为芽期耐低温性最强,材料23的D值最小,为0.075,评价为芽期耐低温性最弱。
利用D值,采用组间联接法和欧氏距离进行聚类分析。如图1所示,在欧氏距离为5时将25份番茄种质资源材料分为高度耐低温型、耐低温型、中度耐低温型、敏感型和高度敏感型5类。第I类为材料1(20cl0347-0,D值为0.984,1个番茄材料),属高度耐低温型;第II类为材料14、4和13(20cl1550-0、20cl0954-0、20cl1546-0等5个番茄材料,D值为0.598 ~ 0.711),属耐低温型;第III类为材料6、7和18(20cl1187-0、20cl1442-0、20cl1707-0等10个番茄材料,D值为0.386 ~ 0.533),属中度耐低温型;第IV类为材料21、22和24(20cl2100-0、20cl2134-0、20cl2147-0等6个番茄材料,D值为0.169 ~ 0.243),属敏感型;第V类为材料19、20和23(20cl1742-0、20cl2084-0、20cl2147-0,3个番茄材料,D值为0.075 ~ 0.116),属高度敏感型。
表6 25份番茄种质资源主成分值、隶属函数值和综合评价值(D)
虚线代表欧氏距离为5。
Figure 1 Cluster analysis of 25 tomato germplasm resources based on 9 growth indexes at the bud stage
表7 回归方程的估计精度分析
将D值作为因变量,相对发芽率等9个性状相对值为自变量,建立逐步回归方程= 0.411 + 0.027X+ 0.128X+ 0.053X+ 0.038X+ 0.035X。决定系数2= 0.998,= 0.013,5个自变量几乎可以决定的全部变异,分别是X(相对发芽势)、X(相对发芽指数)、X(相对胚根长度)、X(相对鲜重)和X(相对干重)。用该回归方程对25份番茄种质芽期耐低温性进行预测,对回归方程的估计精度进行评价,结果(表7)表明除材料20(20cl2084-0)外,其余24份番茄种质资源材料的估计精度均在90%以上,说明该方程可用于番茄种质芽耐低温性预测,上述筛选出的5个指标可用于耐低温评价。
由于反季节设施栽培和早春露地栽培易受低温影响,抑制番茄种子萌发、植株的生长发育、降低果实产量及品质,因此培育耐低温番茄品种尤为重要[21]。赵云霞等[9]研究表明,15 ℃下种子的发芽势和发芽指数较25 ℃相比均有所下降,发芽率变化较大且发芽受损率变化幅度不大。梅燕[11]研究发现15 ℃下种子发芽率与25 ℃相比有所下降且发芽天数有所延长。本研究测定25和15 ℃下25份番茄种质芽期的发芽率等10项指标,发现15 ℃条件下,发芽率、发芽势、发芽指数、萌发指数、胚根长度、活力指数及鲜重与25 ℃相比均有所下降,表明低温胁迫是影响番茄种质资源种子萌发的限制因子之一,15 ℃可作为评价番茄种质芽期耐低温性的温度。
耐低温种质资源的筛选和鉴定是培育耐低温番茄的直接有效手段。赵云霞等[9]认为发芽率、发芽势、发芽指数可作为耐低温种子萌发评价指标。关志华等[10]认为发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长度及相对电导率是评价番茄种子耐低温性的较好的指标。前人研究均考虑了低温对种子生长指标的影响,没有考虑到生物量的积累,本研究通过测定发芽率等指标,以相对发芽率等性状相对值为指标,建立逐步回归方程= 0.411 + 0.027X+ 0.128X+ 0.053X+ 0.035X+ 0.038X,从中筛选出X(相对发芽势)、X(相对发芽指数)、X(相对胚根长度)、X(相对鲜重)和X(相对干重)5个关键指标。该回归方程可用于大量种质资源耐低温性评价,减少工作量,从番茄种质芽期种子生长指标及生物量两方面对其低温性进行评价,较前人研究更加全面可靠。
王红飞等[22]以15 ℃为胁迫温度,以相对发芽率等6项指标的平均隶属度、聚类分析进行综合评价,筛选出7份芽期耐低温性强的黄瓜材料;尹延旭等[23]表明测定21 ℃的萌发指数,通过抗寒方程隶属函数值均值,鉴定材料的抗寒性强弱。这种多元统计法已经用于多种农艺性状的综合评价中,如粳稻耐盐性[24]、青花菜耐涝性[25]、黄瓜耐热性[26]、早实核桃耐寒性[27]及报春苣苔抗旱性[28]等,但是运用多元统计法进行番茄种质芽期耐低温性评价鲜有报道。本研究为了避免人为主观性影响试验结果,通过主成分分析等多元统计法,对番茄种质芽期耐低温性进行综合评价,得到综合评价值(D),由于考虑到了不同指标间的相关性和重要性,使得评估结果更加科学可靠。结果表明:材料1(20cl0347-0)的D值最大,为0.984,评价为种子芽期耐低温性最强;材料23(20cl2147-0)的D值最小,为0.075,评价为种子芽期耐低温性最弱。利用综合评价值,采用组间联接法和欧氏距离对种质资源进行聚类分析,将25份番茄种质资源聚为高度耐低温型、耐低温型、中等耐低温型、敏感型及高度敏感型5类。
本研究25份番茄种质资源大部分来源于甘肃、宁夏等冷凉地区,用于耐低温种质的筛选具有一定的代表性,更有希望筛选到耐低温的种质,且25份种质在15 ℃下种子的发芽率最高为100%,最低为3.33%,不同种质发芽率分布也比较均匀,可以代表耐低温性不同的种质。因此基于这25份种质筛选出的番茄种质芽期耐低温性评价指标也同样适用于其他地区的种质。
本研究将25份番茄种质资源材料分为5类,其中高度耐低温型种质为20cl0347-0,耐低温型种质5份、中度耐低温型10份、敏感型6份和高度敏感型3份。建立番茄种质芽期耐低温性回归方程,并筛选了5个耐低温性关键指标,可用于番茄种质芽期耐低温性高效评价,为大量筛选耐低温性种质资源提供参考。
[1] 王丹, 张建, 王晓蕊, 等. 番茄果实类胡萝卜素组成含量与色泽相关性分析[J]. 江苏农业学报, 2021, 37(6): 1554-1564.
[2] 龚亚菊, 吴丽艳, 黎志彬, 等. 大果番茄种质资源的遗传多样性和聚类分析[J]. 西南农业学报, 2013, 26(6): 2447-2450.
[3] 林多, 杨延杰, 范文丽, 等. 低温对蕃茄幼苗叶片活性氧代谢的影响[J]. 辽宁农业科学, 2001(5): 5-8.
[4] 王艺璇, 孟庆伟, 马娜娜. 番茄低温响应WRKY转录因子的鉴定和分析[J]. 植物生理学报, 2021, 57(6): 1349-1362.
[5] 王丽娟, 李天来, 齐红岩, 等. 长期夜间亚低温对番茄生长发育及光合产物分配的影响[J]. 沈阳农业大学学报, 2006, 37(3): 300-303.
[6] 张国琴, 葛玉彬, 张正英. 高粱种质种子萌发期耐冷性鉴定与综合评价[J]. 种子, 2021, 40(10): 28-33, 40.
[7] NASCIMENTO W M, ANDRADE K P, FREITAS R A, et al. Germinação de sementes de tomateiro em diferentes temperaturas: variabilidade fenotípica e heterose[J]. Hortic Bras, 2016, 34(2): 216-222.
[8] 赵波, 庞胜群, 陈恺, 等. 加工番茄种子发芽及苗期耐冷性差异研究[J]. 中国瓜菜, 2007, 20(3): 7-9.
[9] 赵云霞, 裴红霞, 高晶霞, 等. 27份番茄种质资源种子萌发期耐低温性评价[J]. 安徽农业科学, 2019, 47(23): 45-48.
[10] 关志华, 王忠红. 三十四份樱桃番茄种质材料耐低温性鉴定[J]. 北方园艺, 2014(13): 24-27.
[11] 梅燕. 不同番茄种质资源耐寒性比较[J]. 青海农林科技, 2020(2): 21-23, 27.
[12] 黄贺, 闫蕾, 吕艳, 等. 甘蓝型油菜发芽期低温耐性的评价与材料筛选[J]. 中国油料作物学报, 2019, 41(5): 723-734.
[13] 金明, 刘旭升, 逄洪波, 等. 水稻芽期耐寒性综合评价及耐寒指标筛选[J]. 中国农业大学学报, 2021, 26(7): 25-35.
[14] 董友磊. 蔬菜温汤浸种方法[J]. 农家致富, 2016(24): 30.
[15] 吕丹丹. 简述海兴镇棚室番茄栽培技术[J]. 特种经济动植物, 2022, 25(1): 79-80.
[16] 马倩倩, 鲍荣粉, 廖明安. 不同水温浸种对树番茄种子发芽的影响[J]. 北方园艺, 2018(15): 92-96.
[17] 刘慧民, 仉茜, 苏青, 等. 18种绣线菊苗期抗寒性评价与筛选[J]. 园艺学报, 2014, 41(12): 2427-2436.
[18] YAN C J, SONG S H, WANG W B, et al. Screening diverse soybean genotypes for drought tolerance by membership function value based on multiple traits and drought-tolerant coefficient of yield[J]. BMC Plant Biol, 2020, 20(1): 321.
[19] YANG H L, YU X H, WANG C F, et al. Evaluation of the cold tolerance of SaL. clones with different ploidy levels on the basis of morphological and physiological indices[J]. Plant Biol J, 2020, 22(4): 623-633.
[20] 何子华, 杨成行, 王沛, 等. 高寒地区6种禾本科牧草对低温胁迫的生理响应及耐寒性评价[J]. 草业科学, 2021, 38(10): 2019-2028.
[21] 葛歌, 金新开, 沈辉, 等. 拟南芥1~3基因提高番茄耐寒性研究[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2017, 39(9): 34-41.
[22] 王红飞, 李锡香, 董洪霞, 等. 黄瓜核心种质芽期低温耐受性鉴定评价[J]. 植物遗传资源学报, 2016, 17(1): 6-12.
[23] 尹延旭, 巩振辉, 陈儒钢, 等. 辣椒种子芽期特性与抗寒性的相关性研究[J]. 西北农业学报, 2009, 18(4): 306-309.
[24] 马帅国, 田蓉蓉, 胡慧, 等. 粳稻种质资源苗期耐盐性综合评价与筛选[J]. 植物遗传资源学报, 2020, 21(5): 1089-1101.
[25] 高旭, 张志仙, 朱长志, 等. 青花菜种质资源苗期耐涝性综合鉴定及评价[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2018, 46(4): 117-127.
[26] 付丽军, 李聪晓, 苏胜宇, 等. 黄瓜苗期耐热种质筛选与耐热性评价体系构建[J]. 植物生理学报, 2020, 56(7): 1593-1604.
[27] 刘杜玲, 张博勇, 孙红梅, 等. 早实核桃不同品种抗寒性综合评价[J]. 园艺学报, 2015, 42(3): 545-553.
[28] 陈简村, 史莹莹, 何栋, 等. 4种报春苣苔对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价[J]. 安徽农业大学学报, 2021, 48(5): 757-762.
Evaluation of low temperature tolerance of tomato germplasm at bud stage and screening of indexes of low temperature tolerance
LIU Wenjuan1, TIAN Yu1, MA Xiaoxin1, WANG Xiaomin1, 2, 3, SONG Lina1, YANG Hong1, LI Liping1, CHENG Guoxin1, 2, 3, GUO Meng1, 2, 3, GAO Yanming1, 2, 3, LI Jianshe1, 2, 3
(1. College of Enology and Horticulture, Ningxia University, Yinchuan 750021; 2. Ningxia Modern Facility Horticulture Engineering Technology Research Center, Yinchuan 750021; 3. Ningxia Key Laboratory of Modern Molecular Breeding of Dominant and Characteristic Crops, Yinchuan 750021)
In order to screen tomato germplasm resources with low temperature tolerance at the seed buding stage and the key indexes for the evaluation of low temperature tolerance, in this study, 25 tomato germplasm resources were used as materials to determine 10 indexes at 15 and 25 ℃: germination rate, germination potential, germination index, sprouting index, cold resistance index, germination damage rate, radicle length, vitality index, whole plant fresh weight and whole plant dry weight, the relative values of the above indexes were compared, and the correlation analysis, principal component analysis and membership function analysis were carried out to comprehensively evaluate the low temperature tolerance of tomato germplasm resources at the bud stage. Through comprehensive evaluation value (D), cluster analysis of germplasm resources was carried out by inter-group connection method and Euclidean distance. The optimal regression equation of low temperature tolerance of tomato germplasm resources at the bud stage was established by stepwise regression analysis, and the key indexes for the evaluation of low temperature tolerance were selected. The results showed that: the D of material 1 (20cl0347-0) was the largest, which was 0.984, and its low temperature resistance was the strongest at the bud stage; the D of material 23 (20cl2147-0) was the smallest, which was 0.075, and its low temperature resistance was the weakest. Twenty-five tomato germplasm resources were divided into five categories, including 20cl0347-0 for high degree low temperature tolerance, 5 copies with low degree temperature tolerance, 10 copies with moderate low degree temperature tolerance, 6 copies of sensitivity and 3 copies of high degree sensitivity. The optimal regression equation of tomato germplasm resources at the bud stage with low temperature tolerance was= 0.411 + 0.027X+ 0.128X+ 0.053X+ 0.038X+ 0.035X, and the key indexes for the evaluation of low temperature tolerance were selected as follows: relative germination potential, relative germination index, relative radicle length, relative whole plant fresh weight and relative whole plant dry weight, which can be used for efficient evaluation of low temperature tolerance at the bud stage of tomato germplasm resources.
tomato; bud stage; low temperature resistance; cluster analysis; comprehensive evaluation
10.13610/j.cnki.1672-352x.20230625.018
2023-06-27 10:10:50
S641.2
A
1672-352X (2023)03-0437-09
2022-04-27
宁夏回族自治区农业特色优势产业育种专项(NXNYYZ20200101)和宁夏回族自治区重点研发计划(重大)重点项目(2019BBF02022)共同资助。
刘文娟,硕士研究生。E-mail:2353311915@qq.com
通信作者:王晓敏,副教授。E-mail:wangxiaomin_1981@163.com
[URL] https://kns.cnki.net/kcms2/detail/34.1162.S.20230625.1521.036.html