检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2022, 第6期: 54–60 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.06.007

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

甜菜种质资源苗期耐旱性综合评价

李王胜1,2(), 王雪倩1,2, 尹希龙1,2, 石杨1,2, 刘大丽1,2, 谭文勃1,2, 兴旺1,2()   

  1. 1黑龙江大学国家甜菜种质中期库，150080，黑龙江哈尔滨
    2黑龙江大学现代农业与生态环境学院，150080，黑龙江哈尔滨
  • 收稿日期:2022-04-21 修回日期:2022-06-30 出版日期:2022-12-15 发布日期:2022-12-21
  • 通讯作者: 兴旺
  • 作者简介:李王胜，研究方向为甜菜种质资源鉴定，E-mail：1595764058@qq.com
  • 基金资助:
    国家作物种质资源库“甜菜分库运行服务”(NCGRC-2021-017);农业农村部“甜菜种质资的收集、鉴定、编目、繁种与入库（圃）保存”(1921-26);国家糖料产业技术体系项目（甜菜种质资源鉴定与新种质创制）(CARS-170102);黑龙江省自然科学基金项目(LH2019C057);黑龙江省高校基本科研业务费黑龙江大学专项资金项目(KJCX201920)

Comprehensive Evaluation of Drought Tolerance of Sugar Beet Germplasms at Seedling Stage

Li Wangsheng1,2(), Wang Xueqian1,2, Yin Xilong1,2, Shi Yang1,2, Liu Dali1,2, Tan Wenbo1,2, Xing Wang1,2()   

  1. 1National Medium-Term Repository of Sugar Beet Germplasm, Heilongjiang University, Harbin 150080, Heilongjiang, China
    2College of Advanced Agriculture and Ecological Environment, Heilongjiang University, Harbin 150080, Heilongjiang, China
  • Received:2022-04-21 Revised:2022-06-30 Online:2022-12-15 Published:2022-12-21
  • Contact: Xing Wang

RichHTML

8

PDF (PC)

229

摘要：

对336份甜菜种质资源苗期的15个表型和生理生化指标进行测定，并通过隶属函数、主成分分析、聚类分析和相关性分析方法对甜菜种质资源耐旱性进行综合评价。结果表明，干旱胁迫后叶干重、株高、根长、叶鲜重、根鲜重、根干重、叶片饱和鲜重和叶片相对含水量等指标均显著降低，根冠比、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量等4个指标均显著高于对照。主成分分析将15个单一指标转化为6个综合指标，可代表原始数据信息的75.95%。聚类分析将336份甜菜种质资源分为5个类群，其中耐旱性强种质16份，耐旱性较强种质49份，耐旱性中等种质109份，耐旱性较弱种质79份，耐旱性弱种质83份。相关性分析结果显示，胚轴直径、株高、根长、叶鲜重、根鲜重、根干重、叶干重、叶片饱和鲜重、叶片相对含水量和根冠比与D值呈显著相关性。

关键词: 甜菜, 种质资源, 干旱胁迫, 综合评价

Abstract:

In this study, 336 sugar beet germplasm resources were measured at the seedling stage along with 15 phenotypic, physiological and biochemical indices, and the drought tolerance of these resources was thoroughly assessed using the affiliation function method, principal component analysis, cluster analysis and correlation analysis. The results showed that the indicators of leaf dry weight, plant height, root length, leaf fresh weight, root fresh weight, root dry weight, leaf saturated fresh weight and leaf relative water content were significantly decreased, and root to crown ratio, soluble sugar content, soluble protein content and proline content under drought stress were significantly higher than the control. The principal component analysis transformed the 15 single indicators into six composite indicators that could represent 75.95% of the original data information. Cluster analysis divided the 336 sugar beet germplasm resources into five groups, including 16 germplasms with strong drought tolerance, 49 with relatively strong drought tolerance, 109 with medium drought tolerance, 79 with relatively weak drought tolerance and 83 with weak drought tolerance. Correlation analysis showed that embryonic axis diameter, plant height, root length, leaf fresh weight, root fresh weight, root dry weight, leaf dry weight, leaf saturated fresh weight, relative leaf water content and root-shoot ratio were significantly correlated with D values.

Key words: Sugar beet, Germplasm resources, Drought stress, Comprehensive evaluation

图1

干旱胁迫对336份甜菜种质资源各指标的影响

表1

甜菜种质资源各指标的主成分分析

指标Index F1 F2 F3 F4 F5 F6
胚轴直径EAD 0.36 0.08 0.14 0.09 0.01 0.10
株高PH 0.29 -0.03 0.09 -0.21 0.13 -0.16
根长RL 0.18 -0.10 0.19 -0.20 -0.06 -0.61
叶鲜重LFW 0.40 0.04 -0.14 0.00 -0.03 0.03
根鲜重RFW 0.38 -0.07 0.21 0.11 0.02 0.13
根干重RDW 0.34 -0.02 0.18 0.19 -0.00 0.20
叶干重LDW 0.37 0.07 -0.04 0.07 -0.02 -0.01
叶片饱和鲜重LSFW 0.40 0.01 -0.10 0.00 -0.04 0.02
叶片相对含水量RLW 0.14 0.17 -0.47 -0.16 0.12 0.15
根冠比RSR -0.11 -0.20 0.56 0.38 0.02 0.23
可溶性糖含量SS content -0.02 0.55 -0.16 0.31 -0.36 -0.10
可溶性蛋白含量SP content -0.05 0.58 0.20 0.13 -0.19 0.14
超氧化物歧化酶活性SOD activity -0.01 0.23 0.30 -0.72 -0.02 0.46
脯氨酸含量Pro content -0.01 0.34 0.38 -0.16 0.02 -0.47
丙二醛含量MDA content -0.03 0.32 0.01 0.17 0.90 -0.04
特征根Characteristic root 5.47 1.66 1.41 1.00 0.94 0.92
累计贡献率Cumulative contribution rate (%) 36.47 47.52 56.88 63.56 69.82 75.95
因子权重Factor weight 0.48 0.15 0.12 0.09 0.08 0.08

图2

336份甜菜种质资源各指标主成分分析

图3

336份甜菜种质资源D值散点图

图4

336份甜菜种质资源耐旱性分析聚类图

图5

耐旱性度量D值与各耐旱系数指标的相关性分析

[1] 罗振福, 贺建华, 谭碧娥. 甜菜粕的资源化利用及其在猪营养中的应用. 家畜生态学报, 2020, 41(1):81-85.
[2] 赵狄, 练桂丽, Morris R J, et al. 少量无机硝酸盐或甜菜根可有效抑制盐诱发的血压升高. 中华高血压杂志, 2019, 27(6):590.
[3] 丁一上, 杨德林, 吴越, 等. 盐酸甜菜碱的降压作用及其机理. 石河子医学院学报, 1993(2):65-69,73.
[4] 蔡东明, 陈耀锋, 王长发, 等. 我国农作物种质资源储备现状与分析. 农业与技术, 2021, 41(1):8-10.
[5] 王茂芊, 崔平. 我国收集保存甜菜种质资源的数量与类型分析. 中国甜菜糖业, 2006(3):36-39.
[6] 刘华君, 王燕飞, 李翠芳, 等. 我国甜菜抗旱与耐盐性研究进展. 中国糖料, 2010(4):52-54,58.
[7] 刘凯, 聂格格, 张森. 中国1951-2018年气温和降水的时空演变特征研究. 地球科学进展, 2020, 35(11):1113-1126.
doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2020.102
[8] 张净, 王锦霞, 郭萌萌, 等. 甜菜幼苗对干旱胁迫的适应机制. 中国农学通报, 2020, 36(32):1-7.
[9] 王兴荣, 张彦军, 李玥, 等. 干旱胁迫对大豆生长的影响及抗旱性评价方法与指标筛选. 植物遗传资源学报, 2018, 19(1):49-56.
[10] 张海平, 张俊峰, 陈妍, 等. 大豆种质资源萌发期耐旱性评价. 植物遗传资源学报, 2021, 22(1):130-138.
[11] 田春艳, 边芯, 俞华先, 等. 云瑞甘蔗创新亲本抗旱性综合评价. 植物遗传资源学报, 2019, 20(3):610-623.
[12] 汪灿, 周棱波, 张国兵, 等. 薏苡种质资源萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选. 植物遗传资源学报, 2017, 18(5):846-859.
[13] 曾辉, 曹苑南, 王述民, 等. 30份普通菜豆苗期抗旱性鉴定及抗旱指标的确定. 植物遗传资源学报, 2016, 17(6):1014-1021.
[14] 李国龙, 孙亚卿, 邵世勤, 等. 甜菜幼苗叶片抗氧化系统对干旱胁迫的响应. 作物杂志, 2017(5):73-79.
[15] 李国龙, 孙亚卿, 邵世勤, 等. 甜菜幼苗叶片渗透调节系统及部分激素对干旱胁迫的响应. 江苏农业科学, 2018, 46(7):80-84.
[16] Aghaiee N, Zarei L, Cheghamirza K. Evaluation of some morpho- physiological characteristics in strawberry under different moisture stress regimes. Journal of Berry Research, 2019, 9(1):83-93.
doi: 10.3233/JBR-180306
[17] 原小燕, 铁朝良, 符明联, 等. 甘芥种间杂交后代DH系花期抗旱性评价. 干旱地区农业研究, 2017, 35(2):79-88.
[18] Sukmarani D, Proklamasiningsih E, Susanto A H, et al. Superoxide dismutase (SOD) activity of ceriops zippeliana in Segara Anakan Cilacap (Indonesia) under heavy metal accumulation. Biodiversitas Journal of Biological Diversity, 2021, 22(12):5627-5635.
[19] Artyszak A, Gozdowski D, Kucińska K. Impact of foliar fertilization on the content of silicon and macronutrients in sugar beet. Plants, 2019, 8(5):136.
doi: 10.3390/plants8050136
[20] Sánchez F J, Manzanares M, de Andres E F, et al. Turgor maintenance,osmotic adjustment and soluble sugar and proline accumulation in 49 pea cultivars in response to water stress. Field Crops Research, 1998, 59(3):225-235.
doi: 10.1016/S0378-4290(98)00125-7
[21] 赵振宁, 赵宝勰. 不同大豆品种在萌发期对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价. 干旱地区农业研究, 2018, 36(2):131-136.
[22] 谢小玉, 张霞, 张兵. 油菜苗期抗旱性评价及抗旱相关指标变化分析. 中国农业科学, 2013, 46(3):476-485.
[23] 李小玉, 田宏先, 王瑞霞. 灰色关联度分析和主成分分析在油菜抗旱育种中的应用. 种子, 2021, 40(9):92-97.
[24] 李阳阳, 李驰, 任俊洋, 等. 甘蓝型油菜苗期耐旱性综合评价与耐旱性鉴定指标筛选. 中国生态农业学报, 2021, 29(8):1327-1338.
[25] Kuromori T, Fujita M, Takahashi F, et al. Inter-tissue and inter-organ signaling in drought stress response and phenotyping of drought tolerance. The Plant Journal, 2022, 109(2):342-358.
doi: 10.1111/tpj.15619
[26] Karimi A, Tabari Kouchaksaraei M, Neirynck J. Drought stress tolerance in seedlings of four deciduous species,common in nurseries of semi-arid region of Iran. Ecopersia, 2022, 10(2):165-172.
[27] Rejeb K B, Abdelly C, Savouré A. How reactive oxygen species and proline face stress together. Plant Physiology and Biochemistry, 2014, 80:278-284.
doi: 10.1016/j.plaphy.2014.04.007 pmid: 24813727
[28] Zou T, Lin R, Pu L, et al. Genome-wide identification,structure characterization,expression pattern profiling,and substrate specificity of the metal tolerance protein family in Canavalia rosea (Sw.) DC. Plants, 2021, 10(7):1340.
doi: 10.3390/plants10071340
[29] Ozturk M, Turkyilmaz Unal B, García-Caparrós P, et al. Osmoregulation and its actions during the drought stress in plants. Physiologia Plantarum, 2021, 172(2):1321-1335.
doi: 10.1111/ppl.13297
[30] 甄子龙, 侯建华, 伊六喜, 等. 向日葵种质资源苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选. 干旱地区农业研究, 2021, 39(4):228-238.
[31] Li P, Ma B, Palta J A, et al. Wheat breeding highlights drought tolerance while ignores the advantages of drought avoidance:A meta-analysis. European Journal of Agronomy, 2021, 122:126196.
doi: 10.1016/j.eja.2020.126196
[32] Yang X, Lu M, Wang Y, et al. Response mechanism of plants to drought stress. Horticulturae, 2021, 7(3):50.
doi: 10.3390/horticulturae7030050
[33] 路之娟, 张永清, 张楚, 等. 不同基因型苦荞苗期抗旱性综合评价及指标筛选. 中国农业科学, 2017, 50(17):3311-3322.
[1] 尹希龙, 石杨, 李王胜, 兴旺. 甜菜幼苗光合生理对干旱胁迫的响应[J]. 作物杂志, 2022, (6): 152–158
[2] 张瑞栋, 梁晓红, 刘静, 南怀林, 王颂宇, 曹雄. 种子引发对干旱胁迫下高粱种子发芽及生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2022, (6): 234–240
[3] 郭欢乐, 汤彬, 李涵, 曹钟洋, 曾强, 刘良武, 陈志辉. 湖南省玉米地方品种表型性状综合评价及类群划分[J]. 作物杂志, 2022, (6): 33–41
[4] 齐广勋, 董岭超, 张伟, 袁翠平, 刘晓冬, 王英男, 董英山, 王玉民, 赵洪锟. 国外大豆种质资源对大豆花叶病毒株系3（SMV3）的抗性评价[J]. 作物杂志, 2022, (6): 70–74
[5] 侯静静, 晋芳, 赵利, 王斌. 16个油用亚麻新品系的农艺及品质性状综合评价[J]. 作物杂志, 2022, (5): 42–48
[6] 庞星月, 万林, 李素, 王宇航, 刘晨, 肖晓璐, 李心昊, 马霓. 外源SLs和纳米K2MoO4对干旱胁迫下油菜种子萌发的影响[J]. 作物杂志, 2022, (4): 214–220
[7] 吕建珍, 任莹, 王宏勇, 张庭军, 马建萍, 赵凯. 264份谷子主要育成品种（系）表型多样性综合评价[J]. 作物杂志, 2022, (4): 22–31
[8] 张春艳, 庄克章, 吴荣华, 李静, 李新新, 王恒, 董西辰, 徐赓, 吴本华. 基于熵值赋权的DTOPSIS法对鲁南地区11个饲用燕麦品种的综合评价研究[J]. 作物杂志, 2022, (4): 62–68
[9] 魏晓凯, 景延秋, 何佶弦, 顾会战, 雷强, 俞世康, 张启莉, 李俊举. 外源亚精胺对烤烟幼苗干旱胁迫的缓解效应研究[J]. 作物杂志, 2022, (3): 143–148
[10] 谭秦亮, 程琴, 潘成列, 朱鹏锦, 李佳慧, 宋奇琦, 农泽梅, 周全光, 庞新华, 吕平. 干旱胁迫对甘蔗新品种桂热2号生理指标的影响[J]. 作物杂志, 2022, (3): 161–167
[11] 杨奥军, 常巧玲, 王鹏, 王芳, 高妍婷, 周广阔, 宋小佳, 韦恩成. 外源5-ALA对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2022, (3): 194–199
[12] 王思宇, 左文博, 朱凯莉, 郭慧敏, 邢宝, 郭雨晴, 包玉英, 杨修仕, 任贵兴. 71份藜麦品种资源的农艺性状及营养品质分析与评价[J]. 作物杂志, 2022, (3): 63–72
[13] 赵艳飞, 王继永. 种质资源保护和育种创新现状及发展对策——以湖南和海南两省为例[J]. 作物杂志, 2022, (2): 1–5
[14] 蔡琪琪, 王堽, 董寅壮, 於丽华, 王宇光, 耿贵. 不同中性盐胁迫对甜菜幼苗光合作用和抗氧化酶系统的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 130–136
[15] 杜昕, 李博, 毛鲁枭, 陈伟, 张玉先, 曹亮. 褪黑素对干旱胁迫下大豆产量及AsA-GSH循环的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 174–178
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!