71份冬小麦苗期渗透胁迫抗性鉴定及相关农艺性状指标分析

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.01.031

摘要/Abstract

摘要：

为了解不同冬小麦品种（系）的渗透胁迫抗性，筛选有效苗期抗旱指标，缩短抗旱小麦品种筛选周期，以71份冬小麦品种(系)为试验材料，采用PEG-6000模拟田间干旱胁迫，在干旱胁迫和对照下测定8个苗期指标，分别为总叶片数、倒二叶叶宽、倒二叶叶长、倒二叶叶绿素含量、株高、根长、地下鲜重和地上鲜重。采用隶属函数法、聚类分析法、主成分分析等对其渗透胁迫抗性进行综合评价。结果表明，对照组各指标的变异系数为9.77%~68.26%，胁迫组变异系数为12.51%~69.15%，2组的地下鲜重变异系数均为最大，胁迫组的地下鲜重低于对照，其余各项指标变幅稍有不同。2个处理下各苗期指标相关性变化幅度不同，各性状间存在交互影响作用，用综合抗旱系数D值进行苗期抗旱性评价。对各性状抗旱系数的隶属函数值进行主成分分析，将8个性状归纳为4个主成分，累计贡献率达73.204%。通过聚类分析将71份小麦材料分为高抗、抗、中抗、干旱敏感4个类群，其中8份达到抗旱及以上水平。

关键词: 冬小麦, 渗透胁迫抗性, 抗旱性, 聚类分析

Abstract:

In order to understand the osmotic stress resistance of various winter wheat varieties (lines), screen effective drought resistance indexes at the seedling stage, and shorten the time of screening drought-resistant wheat varieties, 71 winter wheat varieties (lines) were used as experimental materials. Field drought stress was simulated by using PEG-6000, and eight seedling stage indexes were determined under drought stress and control environment, including total leaf number, penultimate leaf width, penultimate leaf length, penultimate leaf chlorophyll content, plant height, root length, underground fresh weight, and aboveground fresh weight. The osmotic-stress resistance of wheat varieties (lines) was comprehensively evaluated by means of membership function method, cluster analysis and principal component analysis. The results showed that the variation coefficient of each index in the CK were 9.77%-68.26%, and those in the stress group were 12.51%-69.15%, and the variation coefficients of underground fresh weights were the largest in both groups. The underground fresh weight of stress group was lower than that of CK, and the other indexes varied slightly. Under the two treatments, the correlation changes of seedling traits were different, and there was interaction among the traits. The comprehensive drought resistance coefficient (D) was introduced to evaluate the drought resistance at seedling stage. Principal component analysis was carried out on the subordinate function values of drought- resistance coefficient of each characteristic, and eight characteristics were summarized into four components, with a cumulative contribution rate of 73.204%. Cluster analysis divided 71 wheat materials into four groups: high resistance, drought resistance, moderate resistance and drought sensitivity, of which eight materials were above the drought resistance level.

Key words: Winter wheat, Osmotic stress resistance, Drought resistance, Cluster analysis

杨丹丹, 韩雪, 孔欣欣, 赵国轩, 苏亚中, 赵鹏飞, 金建猛, 赵国建. 71份冬小麦苗期渗透胁迫抗性鉴定及相关农艺性状指标分析[J]. 作物杂志, 2025 (1): 243–249

Yang Dandan, Han Xue, Kong Xinxin, Zhao Guoxuan, Su Yazhong, Zhao Pengfei, Jin Jianmeng, Zhao Guojian. Identification of Osmotic Stress Resistance and Analysis of Related Agronomic Traits of 71 Winter Wheat Seedlings[J]. Crops, 2025(1): 243–249

图/表 9

表1

表2

表3

表4

表5

表6

图1

表7

图2

参考文献 24

[1]	Bentley A R, Donovan J, Sonder K, et al. Near- to long-term measures to stabilize global wheat supplies and food security. Nature Food, 2022, 3:483-486. doi: 10.1038/s43016-022-00559-y pmid: 37117944
[2]	Fernando A, Selvaraj M, Ishitani M, et al. How utilizing thegenes involved in drought tolerance could tackle the climate change- related food crisis. Molecular Plant, 2021, 14(10):1601-1603. doi: 10.1016/j.molp.2021.08.002 pmid: 34358680
[3]	李龙, 毛新国, 王景一, 等. 小麦抗旱性研究进展与展望. 干旱地区农业研究, 2023, 23(5):11-12.
[4]	孙海丽, 王文佳, 刘梦兰, 等. 小麦抗旱鉴定指标的研究现状与进展. 河南科技学学报(自然科学版), 2020, 48(4):1-5.
[5]	张灿军, 冀天会, 扬子光, 等. 小麦抗旱性鉴定方法及评价指标研究鉴定方法及评价指标. 中国农学通报, 2023, 23(9):227- 229.
[6]	中国国家标准化管理委员会. 小麦抗旱性鉴定评价技术规范:GB/T 21127-2007. 北京:中国标准出版社,2007.
[7]	孙绿, 李玉刚, 王圣健, 等. 模拟干旱条件下冬小麦品种萌发期抗旱性评价. 干旱地区农业研究, 2017, 35(6):109-115.
[8]	赵佳佳, 乔玲, 武棒棒, 等. 山西省小麦苗期根系性状及抗旱特性分析. 作物学报, 2021, 47(4):714-727. doi: 10.3724/SP.J.1006.2021.01048
[9]	尹启琳, 郭丁预, 姜倩倩, 等. 干旱胁迫对不同小麦品种苗期抗旱生理指标的影响. 烟台大学学报(自然科学与工程版), 2020, 33(3):289-297.
[10]	张鹏钰, 卫丽, 白田田, 等. 河南省不同年代小麦品种苗期渗透胁迫的生理响应. 华北农学报, 2016, 31(6):119-124. doi: 10.7668/hbnxb.2016.06.019
[11]	Song Q H, Liu C Y, Bachir G, et al. Drought resistance of new synthetic hexaploid wheat accessions evaluated by multiple traits and antioxidant enzyme activity. Field Crops Research, 2017, 210:91-103.
[12]	Liu R X, Wu F K, Yi X, et al. Quantitative trait loci analysis for root traits in synthetic hexaploid wheat under drought stress conditions. Journal of Integrative Agriculture, 2020, 19(8):1947-1960.
[13]	Sallam A, Alqudah A M, Dawood M F A, et al. Drought stress to tolerance wheat and barley: advances in physiology, breeding and genetics research. International Journal of Molecular Sciences, 2019, 20(13):3137.
[14]	孟雨, 田文仲, 温鹏飞, 等. 基于不同发育阶段协同的小麦品种抗旱性综合评判. 作物学报, 2023, 49(2):570-582. doi: 10.3724/SP.J.1006.2023.21008
[15]	崔俊美, 张朝明, 张怀渝, 等. 7个小麦品种的抗旱性比较. 麦类作物学报, 2015, 35(11):1542-1550.
[16]	李龙, 毛新国, 王景一, 等. 小麦种质资源抗旱性鉴定评价. 作物学报, 2018, 44(7):988-999. doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00988
[17]	丁晓雯, 常乐, 穆平. 山东省部分小麦材料的抗旱特性分析. 干旱地区农业研究, 2017, 35(5):202-207.
[18]	刘志连, 刘桂茹, 王静华, 等. 干旱胁迫对小麦主要器官干物重的影响. 华北农学报, 2008, 23(增刊):16-19.
[19]	王永刚, 张胜军, 刘亚丽, 等. 新疆冬小麦品种资源萌发期耐旱性鉴定与筛选. 新疆农业科学, 2021, 58(11):2024-2034. doi: 10.6048/j.issn.1001-4330.2021.11.007
[20]	冯伟森, 张园, 罗煜良, 等. 黄淮冬麦区不同年代旱地小麦萌发期抗旱性与根系活力研究. 中国农学通报, 2012, 28(33):30-34.
[21]	张平, 张慧, 刘俊娜, 等. 干旱及复水处理对抗旱性不同小麦品种(系)苗期生理生化指标的影响. 西北农业学报, 2020, 29(12):1795-1802.
[22]	胡雯媚, 王思宇, 樊高琼, 等. 西南麦区小麦品种苗期抗旱性鉴定及其指标筛选. 麦类作物学报, 2016, 36(2):182-189.
[23]	宁东贤, 王小璐, 赵玉坤, 等. 旱地小麦不同播深条件下胚芽鞘长度与产量的关联性. 山西农业科学, 2018, 6(2):203-206.
[24]	孙楠楠, 周全, 职蕾, 等. 240份小麦苗期抗旱性鉴定及抗旱指标与重要农艺性状的相关性分析. 西北农业学报, 2022, 31(2):147-156.

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[1]	刘阿康, 栗丽, 常旭虹, 王德梅, 王艳杰, 刘希伟, 杨玉双, 赵广才. 冬小麦秋播及冬前管理关键技术[J]. 作物杂志, 2024, (6): 254–256
[2]	马丽娜, 魏玉明, 文莉芳, 张学俭, 杨钊, 黄杰, 张圣昌, 李小雨, 刘欢, 杨发荣. 云南元谋地区22份藜麦种质的农艺性状及营养品质分析[J]. 作物杂志, 2024, (6): 47–54
[3]	韩雪, 杨丹丹, 孔欣欣, 赵鹏飞, 金建猛, 苏亚中, 赵国轩, 赵国建. 200份小麦种质品质性状及醇溶蛋白遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2024, (6): 61–70
[4]	于滔, 张建国, 曹靖生, 马雪娜, 何长安, 曹士亮, 李树军, 蔡泉, 李昕, 李思楠, 杨耿斌, 李文跃. 110份玉米新材料萌发期耐低温性鉴定与评价[J]. 作物杂志, 2024, (5): 18–28
[5]	李春情, 刘翔宇, 闫鹏, 周六千, 卢霖, 董志强, 徐江. 不同玉米品种抗旱性的生理鉴定与综合评价[J]. 作物杂志, 2024, (4): 253–262
[6]	刘哲文, 郭丹丹, 常旭虹, 王德梅, 杨玉双, 刘希伟, 王玉娇, 石书兵, 王艳杰, 赵广才. 氮肥追施时期和比例对强筋小麦籽粒灌浆及其生理机制的影响[J]. 作物杂志, 2024, (1): 174–179
[7]	白菁华, 贾晓梅, 吴艳清, 王悦坤, 宋伟扬, 刘伊诺. DSE抵抗非生物胁迫及增强马铃薯抗旱效应[J]. 作物杂志, 2023, (6): 150–159
[8]	任洪雷, 张丰屹, 韩新春, 洪慧龙, 朱筱, 王广金, 邱丽娟. 大豆微核心种质资源抗旱性评价[J]. 作物杂志, 2023, (6): 94–100
[9]	杨梅, 杨卫君, 高文翠, 贾永红, 张金汕. 生物质炭与氮肥配施对灌区冬小麦干物质转运、农艺性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 138–144
[10]	罗四维, 石秀楠, 贾永红, 张金汕, 王凯, 李丹丹, 王润琪, 董艳雪, 石书兵. 滴灌的毛管间距和滴头间距对匀播冬小麦光合、干物质积累和产量形成的影响[J]. 作物杂志, 2023, (3): 230–237
[11]	李晶, 李鹏程, 贺永斌, 邢雅玲, 孟凡华, 周谦, 南铭. 16份俄罗斯冬小麦品种资源主要性状多元分析和综合评价[J]. 作物杂志, 2023, (3): 58–65
[12]	阚茗溪, 王艳杰, 于慧玲, 王德梅, 陶志强, 杨玉双, 王玉娇, 高甜甜, 曹祺, 赵广才, 常旭虹. 灌水对节水小麦“衡观35”产量、蛋白质含量及光合性能的影响[J]. 作物杂志, 2023, (1): 68–75
[13]	张东霞, 秦安振. 冬小麦-夏玉米作物蒸散量及其水热关系研究[J]. 作物杂志, 2022, (6): 145–151
[14]	赵小琴, 贾瑞玲, 刘军秀, 刘彦明, 文殷花, 师丽丽, 张娟宁, 马宁. 120份谷子种质资源的农艺性状表现和遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2022, (6): 61–69
[15]	贾国涛, 张俊岭, 魏壮状, 袁岐山, 王宝林, 王晓瑜, 马胜涛, 杨欣玲, 张子颖, 张世英, 贾世伟, 陈洋, 刘惠民. 基于因子分析和聚类分析的烤烟游离氨基酸含量区域特征研究[J]. 作物杂志, 2022, (5): 208–214

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编号 Number	品种（系） Variety (line)	编号 Number	品种（系） Variety (line)
C1	新麦45	C37	开麦1801
C2	新麦38	C38	开麦1802
C3	郑麦159	C39	开麦1803
C4	豫农908	C40	开麦1805
C5	泛麦28	C41	开麦1915
C6	豫农922	C42	开麦1916
C7	豫农536	C43	开麦1917
C8	郑麦024	C44	开麦1918
C9	郑麦369	C45	开麦18
C10	郑麦366	C46	开麦21
C11	郑麦158	C47	开麦20
C12	郑麦136	C48	开麦1606
C13	郑麦918	C49	开麦26
C14	周麦27	C50	开麦1502
C15	周麦30	C51	开麦1502矮系
C16	新麦26	C52	开麦201
C17	新麦28	C53	开麦202
C18	郑麦103	C54	开麦203
C19	郑麦119	C55	开麦205
C20	郑麦379	C56	开麦206
C21	郑麦583	C57	开麦207
C22	中麦518	C58	开麦208
C23	万丰269	C59	开麦209
C24	郑麦023	C60	谷丰8号
C25	郑麦215	C61	周麦9号
C26	郑麦213	C62	济麦22
C27	周麦22	C63	天民339
C28	良星66	C64	平安106
C29	良星99	C65	新麦60
C30	百农307	C66	平安21
C31	开麦22	C67	郑麦6183
C32	开麦1701	C68	平安17
C33	开麦1702	C69	金粒826
C34	开麦1703	C70	洛旱7号
C35	开麦1705	C71	周麦36
C36	开麦1706

处理Treatment	指标Index	最小值Min.	最大值Max.	均值Mean	标准差SD	变异系数CV (%)
对照组CK	总叶片数	4.0	6.0	5.16	0.50	9.77
	倒二叶叶宽	0.1	0.8	0.34	0.12	34.36
	倒二叶叶长	0.3	19.8	11.09	1.84	16.63
	倒二叶叶绿素含量	2.0	56.4	32.35	9.99	30.90
	株高	10.5	30.0	20.42	3.97	19.44
	根长	0.5	10.5	5.23	2.21	42.25
	地下鲜重	0.01	0.80	0.08	0.07	68.26
	地上鲜重	0.04	2.19	0.57	0.31	55.21
胁迫组Stress group	总叶片数	4.0	8.0	5.07	0.64	12.51
	倒二叶叶宽	0.2	0.6	0.32	0.08	25.37
	倒二叶叶长	4.0	15.3	9.97	1.74	17.47
	倒二叶叶绿素含量	4.6	41.5	27.69	6.83	24.67
	株高	10.2	27.2	19.83	3.17	15.98
	根长	0.9	16.5	4.24	2.20	51.88
	地下鲜重	0.02	0.28	0.05	0.03	69.15
	地上鲜重	0.09	4.40	0.43	0.27	64.37

处理Treatment	指标Index	TLN	2^nd LW	2^nd LL	2^nd LCh	PH	RL	SFW
对照组CK	2^nd LW	-0.04
	2^nd LL	-0.01	0.12
	2^nd LCh	-0.02	0.14	0.02
	PH	0.14	0.43^***	0.14	0.32^**
	RL	0.03	-0.02	-0.17	0.17	-0.01
	SFW	0.08	0.34^**	-0.03	0.35^**	0.24^*	-0.04
	RFW	0.16	0.70^***	0.06	0.24^*	0.72^***	0.15	0.46^***
胁迫组Stress group	2^nd LW	-0.11
	2^nd LL	0.14	-0.08
	2^nd LCh	-0.18	-0.07	0.28^*
	PH	0.30^*	-0.08	0.25^*	0.05
	RL	-0.03	-0.16	0.14	-0.04	0.04
	SFW	-0.08	0.33^**	-0.13	-0.42^***	0.39^***	-0.07
	RFW	0.18	0.16	0.14	-0.01	0.38^**	-0.05	0.11

指标Index	1	2	3	4
特征值Eigenvalue	2.382	1.366	1.102	1.006
贡献率Contribution rate (%)	29.774	17.074	13.781	12.575
累计贡献率 Cumulative contribution rate (%)	29.774	46.848	60.629	73.204

成分Component	TLN	2^nd LW	2^nd LL	2^nd LCh
1	0.151	0.677	-0.664	0.101
2	0.512	-0.419	-0.273	-0.169
3	0.043	0.050	0.238	0.931
4	0.793	0.169	0.469	-0.079
成分Component	PH	RL	SFW	RFW
1	0.736	-0.261	0.364	0.841
2	0.446	0.550	-0.563	0.074
3	0.291	-0.076	-0.256	-0.139
4	-0.199	-0.214	0.050	0.187