作物杂志,2017, 第4期: 72–77 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2017.04.013

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

马铃薯抗旱种质资源的筛选

赵媛媛,张丽莉,石瑛   

  1. 东北农业大学农学院,150030,黑龙江哈尔滨
  • 收稿日期:2017-03-27 修回日期:2017-06-19 出版日期:2017-08-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 石瑛
  • 作者简介:赵媛媛,硕士研究生,主要从事作物遗传育种研究
  • 基金资助:
    现代农业技术体系建设专项资金(CARS-10)

Screening of Drought Resistant Germplasm Resources in Potato

,Zhang Lili,Shi Ying   

  1. College of Agriculture,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,Heilongjiang,China
  • Received:2017-03-27 Revised:2017-06-19 Online:2017-08-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Ying Shi

摘要:

干旱对农业生产的危害日趋严重。选育抗旱作物品种是应对干旱的有效方法之一,因此抗旱作物资源的筛选对作物适应干旱环境具有重大意义。以田间种植的马铃薯无性二代群体210份为材料,利用20%的PEG-6000溶液胁迫离体叶片进行抗旱材料筛选,采用生理指标进行抗旱性评价,结合产量性状综合分析。初步筛选得到90份材料,用生理指标评价后得到14份在丙二醛(MDA)含量、电导率和相对含水量3项抗旱生理指标上表现好的材料,对这14份材料进行生理指标及产量性状的相关分析、主成分分析,综合评价出6份高产优质抗旱的马铃薯材料。该研究为马铃薯抗旱种质资源的筛选及评价提供了快速有效的方法。

关键词: 马铃薯, 抗旱种质资源, 生理指标, 产量情况, 综合评价

Abstract:

Drought is becoming more and more serious to the agricultural production, and the drought resistant variety is one of the effective methods to deal with the drought in northeast region of China. In this experiment, field grown potato clones in two generation population of 210 as the materials, in vitro drought stress leaf material screening by 20% PEG-6000 solution, the physiological indexes of drought resistance evaluation, combined with the comprehensive analysis of yield traits were studied. We preliminary screened 90 materials, and obtained 14 materials with better performance in MDA content, conductivity, and relative water content through physiological indexes evaluation. Six high quality drought-resistance potato materials were recommended through the comprehensive evaluation using correlation analysis, physiological indexes yield traits evaluation and the main components analysis. This study provided a rapid and effective method for screening and evaluation for drought resistance potato germplasm resources.

Key words: Potato, Drought-resistance germplasm resource, Physiological index, Yield, Comprehensive evaluation

图1

PEG-6000胁迫后群体材料不同萎蔫程度"

图2

生理指标变化量分布从左到右依次为ZD1~41、DD1~21、ND1~28"

表1

马铃薯生理指标变化量及产量相关指标"

材料
Material
指标变化量Variation of index 产量相关指标Index relative to yield
MDA含量(μmol/g)
MDA content
相对含水量(%)
Relative water content
电导率(S/m)
Conductivity
单株结薯数
Tuber number per plant
单株产量(g)
Tuber yield per plant
商品薯率(%)
Marketable tuber rate
ZD9 1.13 0.0199 60.27 9 600.0 67.60
ZD13 3.75 0.0807 37.00 10 826.7 69.90
ZD29 3.63 0.0824 29.70 7 939.3 87.00
ZD33 3.00 0.0785 14.97 7 991.0 87.00
ZD36 2.88 0.0720 31.93 11 630.0 73.33
DD6 2.95 0.1145 28.10 9 1 078.0 89.40
ND1 1.79 0.0143 29.73 4 375.0 40.00
ND2 2.72 0.0128 69.67 9 1 220.0 85.30
ND12 4.87 0.0511 8.20 8 890.0 77.15
ND15 5.57 0.0271 59.90 10 1 045.0 73.21
ND20 5.94 0.0102 72.93 7 701.0 72.04
ND22 1.44 0.0346 31.50 8 793.3 66.40
ND23 1.13 0.0491 11.53 13 1 456.7 82.60
ND25 1.15 0.0131 13.77 5 572.5 65.28

表2

马铃薯各指标的相关分析矩阵"

指标Index MDA含量
变化量
相对含水量
变化量
电导率
变化量
单株
结薯数
单株
产量
商品
薯率
MDA含量变化量Variation of MDA content 1
相对含水量变化量Variation of relative water content 0.26 1
电导率变化量Variation of conductivity 0.56* -0.11 1
单株结薯数Tuber number per plant 0.00 0.26 0.16 1
单株产量Tuber yield per plant 0.07 0.29 0.08 0.65** 1
商品薯率Marketable tuber rate 0.26 0.61** 0.03 0.47 0.76** 1

表3

马铃薯各指标特征向量"

指标Index F1 F2 F3 F4 F5 F6
MDA含量变化量Variation of MDA content 0.21 0.67 -0.31 -0.13 -0.63 0.07
相对含水量变化量Variation of relative water content 0.40 -0.09 -0.65 0.48 0.29 0.30
电导率变化量Variation of conductivity 0.13 0.70 0.34 0.14 0.60 -0.01
单株结薯数Tuber number per plant 0.45 -0.13 0.49 0.61 -0.37 -0.19
单株产量Tuber yield per plant 0.52 -0.16 0.31 -0.45 0.02 0.63
商品薯率Marketable tuber rate 0.56 -0.10 -0.17 -0.39 0.18 -0.68

表4

马铃薯各主成分的特征值和累计贡献率"

主成分
Principle component
特征值
Eigenvalue
贡献率(%)
Percentage
累计贡献率(%)
Cumulative percentage
F1 2.63 43.86 43.86
F2 1.49 24.92 68.78
F3 1.01 16.83 85.61
F4 0.46 7.68 93.29
F5 0.27 4.55 97.85
F6 0.13 2.15 100.00

表5

不同材料主成分因子得分情况"

材料
Material
主成分1
Principal
component 1
主成分2
Principal
component 2
主成分3
Principal
component 3
ZD9 -1.35 -0.26 1.03
ZD13 0.28 -0.06 -0.19
ZD29 0.63 0.27 -1.06
ZD33 0.57 0.81 -0.96
ZD36 0.04 -0.43 0.01
DD6 1.68 -0.86 -0.90
ND1 -4.20 0.09 -0.29
ND2 0.86 0.02 1.45
ND12 0.05 -0.08 -0.64
ND15 0.96 2.91 1.73
ND20 -0.84 1.86 0.07
ND22 1.14 -0.77 0.49
ND23 2.04 -2.13 1.83
ND25 -2.58 -0.83 -0.20
东农311
Dongnong 311
1.58
-0.44
-0.89
定薯1号
Dingshu No.1
1.42
2.07
-1.49
[1] 王希卓, 朱旭, 孙洁 , 等. 我国马铃薯主粮化发展形势分析.农产品加工, 2015(3):52-55.
doi: 10.3969/jissn.1671-9646(X).2015.02.016
[2] 曾凡逵, 许丹, 刘刚 . 马铃薯营养综述.中国马铃薯, 2015(4):233-243.
[3] 马晓东, 钟浩 . 马铃薯淀粉的研究及在工业中的应用.农产品加工, 2008(2):59-61.
doi: 10.3969/j.issn.1671-9646-B.2008.02.016
[4] 张千友, 王万疆, 廖武霜 . 马铃薯主粮化与产业开发研究综述. 西昌学院学报(自然科学版), 2016,30(2):1-5.
[5] Schapendonk A H C M, Spitters C J T, Groot P J . Effects of water stress on photosynthesis and chlorophyll fluorescence of five potato cultivars. Potato Research, 1989,32(1):17-32.
doi: 10.1007/BF02365814
[6] 王芳 . 干旱胁迫对马铃薯的危害. 马铃薯产业与小康社会建设, 2014.
[7] 王谧 . 马铃薯抗旱指标研究及抗旱性鉴定. 西宁:青海大学, 2014.
[8] Gopal J, Iwama K . In vitro screening of potato against water-stress mediated through sorbitol and polyethylene glycol. Plant Cell Reports, 2007,26(5):693-700.
doi: 10.1007/s00299-006-0275-6
[9] 范敏, 金黎平, 刘庆昌 , 等. 马铃薯抗旱机理及其相关研究进展. 中国马铃薯, 2006,20(2):101-107.
[10] 武新娟 . 马铃薯不同品种的抗旱性评价及Fe-SOD基因的研究. 哈尔滨:东北农业大学, 2008.
doi: 10.7666/d.y1403708
[11] 海梅荣, 陈勇, 周平 , 等. 干旱胁迫对马铃薯品种生理特性的影响.中国马铃薯, 2014(4):199-204.
doi: 10.3969/j.issn.1672-3635.2014.04.004
[12] 贾琼, 张冬红, 蒙美莲 , 等. PEG6000渗透胁迫对马铃薯生理特性的影响. 中国马铃薯, 2009,23(5):263-267.
doi: 10.3969/j.issn.1672-3635.2009.05.002
[13] 李志燕 . PEG-6000胁迫下马铃薯耐旱指标的筛选. 哈尔滨:东北农业大学, 2015.
[14] 陈爱葵, 韩瑞宏, 李东洋 , 等. 植物叶片相对电导率测定方法比较研究. 广东第二师范学院学报, 2010,30(5):88-91.
doi: 10.3969/j.issn.1007-8754.2010.05.016
[15] 孟庆立, 关周博, 冯佰利 , 等. 谷子抗旱相关性状的主成分与模糊聚类分析. 中国农业科学, 2009,42(8):2667-2675.
[16] 余莉, 张时龙, 李清超 , 等. 秋播蚕豆主要农艺性状的主成分分析. 中国农学通报, 2015,31(27):108-113.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb15060138
[17] 焦志丽 . 马铃薯干旱危害及提高抗旱性的研究. 哈尔滨:东北林业大学, 2012.
[18] 张弢 . PEG6000模拟干旱胁迫对油菜幼苗生理生化指标的影响. 安徽农业科学, 2012,40(20):10363-10364.
doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2012.20.002
[19] 樊民夫, 杨明君, 李久昌 . 马铃薯抗旱资源评价与抗旱指标探讨. 山西农业科学, 1993,21(2):6-11.
[20] 丁玉梅, 马龙海, 周晓罡 , 等. 干旱胁迫下马铃薯叶片脯氨酸、丙二醛含量变化及与耐旱性的相关性分析. 西南农业学报, 2013,26(1):106-110.
doi: 10.3969/j.issn.1001-4829.2013.01.022
[21] 师进霖, 陈恩波, 姜跃丽 . PEG6000渗透胁迫对甜瓜幼苗叶片渗透调节物质及膜脂过氧化的影响. 西北农业学报, 2010,19(1):182-185.
[22] Deblonde P M K, Ledent J F . Effects of moderate drought conditions on green leaf number,stem height,leaf length and tuber yield of potato cultivars. European Journal of Agronomy, 2001,14(1):31-41.
doi: 10.1016/S1161-0301(00)00081-2
[23] Büssis D, Heineke D . Acclimation of potato plants to polyethylene glycol-induced water deficit: II.Contents and subcellular distribution of organic solutes. Journal of Experimental Botany, 1998,49(325):1349-1360.
doi: 10.1093/jxb/49.325.1349
[24] 李锦树, 王洪春, 王文英 , 等. 干旱对玉米叶片细胞透性及膜脂的影响.植物生理学报, 1983(3):9-15.
[25] 徐建飞, 刘杰, 卞春松 , 等. 马铃薯资源抗旱性鉴定和筛选. 中国马铃薯, 2011,25(1):1-6.
doi: 10.3969/j.issn.1672-3635.2011.01.001
[26] 张木清, 陈如凯, 余松烈 . 水分胁迫下蔗叶多胺代谢变化及其同抗旱性的关系.植物生理学报, 1996(3):327-332.
doi: 10.1007/BF02951625
[27] 胡树平, 苏治军, 于晓芳 , 等. 玉米自交系抗旱相关性状的主成分分析与模糊聚类. 干旱地区农业研究, 2016,34(6):81-88.
doi: 10.7606/j.issn.1000-7601.2016.06.13
[1] 宿飞飞 张静华 李 勇 刘尚武 刘振宇 王绍鹏 万书明 陈 曦 高云飞 胡林双 吕典秋. 不同灌溉方式对两个马铃薯品种#br# 生理特性和水分利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 97–103
[2] 柴莹,徐永清,付瑶,李秀钰,贺付蒙,韩英琦,冯哲,李凤兰. 马铃薯干腐病病原镰孢菌体内产细胞壁降解酶特性研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 154–160
[3] 张晓勇,杨友联,李树江,熊荣川,向红. 外源激素对低温胁迫下脱毒马铃薯扦插苗早衰的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 95–101
[4] 梁淑敏,王颖,潘哲超,张磊,徐宁生,李燕山,杨琼芬,李先平,白建明,姚春光,卢丽丽,隋启君. 不同栽培模式的土壤水热效应对马铃薯产量及结薯规律的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 90–96
[5] 叶怡然,达布希拉图,沙本才,王文祥,叶宏达,耿世娴,成京晋,海梅荣. 不同肥料对冬马铃薯光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 135–140
[6] 田荟遥,蒋继志,李成斌,申芬,侯宁. 中国东北地区马铃薯致病疫霉遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2018, (3): 168–173
[7] 石晓华,杨海鹰,康文钦,秦永林,樊明寿,贾立国. 不同施氮量对马铃薯-小麦轮作体系产量及土壤氮素平衡的影响[J]. 作物杂志, 2018, (2): 108–116
[8] 崔勇. 马铃薯连作造成的影响及连作障碍防控技术[J]. 作物杂志, 2018, (2): 87–92
[9] 赵璐,杨治伟,部丽群,田玲,苏梅,田蕾,张银霞,杨淑琴,李培富. 宁夏和新疆水稻种质资源表型遗传多样性分析及综合评价[J]. 作物杂志, 2018, (1): 25–34
[10] 梁淑敏,张磊,和生鼎,杨群擎,李燕山,和平根,王绍林,王颖,杨琼芬,隋启君. 滇西北马铃薯不同栽培模式下产量及经济效益分析[J]. 作物杂志, 2017, (6): 79–83
[11] 叶宏达,达布希拉图,沙本才,王文祥,刘佳,叶怡然,海梅荣. 海拔梯度对马铃薯光合特性和荧光特性的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 93–99
[12] 杨宁,赵浡彤,包雨卓,吕岩,彭瞰看,田宇,王军虹,孟婧,苍晶. 外源ABA及其抑制剂氟啶酮对冬小麦分蘖节抗寒指标的影响[J]. 作物杂志, 2017, (4): 117–122
[13] 郝曦煜,王红丹,尹智超,梁杰,尹凤祥,郝建军. PEG胁迫对小豆苗期抗旱生理指标的影响及抗旱鉴定体系建立[J]. 作物杂志, 2017, (4): 134–142
[14] 黄越,李帅兵,石瑛. 马铃薯不同品种块茎矿质营养品质的差异[J]. 作物杂志, 2017, (4): 33–37
[15] 金萌,魏红,杨云波,吕乐慧,张慧,白妍,孙佳亿. 阴山北麓干旱地区水分对马铃薯产量及养分吸收的影响[J]. 作物杂志, 2017, (3): 85–90
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[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .