淹水胁迫下玉米自交系苗期的形态生理差异

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2020.04.022

摘要/Abstract

摘要：

以35份适应长江中下游种植的玉米自交系为材料,研究了淹水胁迫对玉米苗期生长的影响,评价了玉米自交系苗期耐涝性差异。结果表明：淹水胁迫对玉米形态和生理指标有显著影响。主成分分析表明：叶绿素含量（SPAD）、叶面积、株高、根干物重、茎干物重、叶干物重和总干物重的耐涝指数在4个主成分中占比重较大;总干物重、叶干物重、茎干物重、根干物重和叶面积的耐涝指数可以作为耐涝基因型筛选的指标。采用聚类分析将35份玉米自交系分为3类,其中敏感型17个、中间型6个和耐涝型12个。

关键词: 玉米, 苗期, 形态, 生理, 淹水胁迫

Abstract:

To investigate the effects of waterlogging during seedling stage on morphology and physiology and to evaluate the genotypic differences, thirty-five maize inbred lines were used. The results showed that morphological and physiological traits were significantly affected by waterlogging stress. Principle component analysis indicated that SPAD, leaf area, plant height, root biomass, stem biomass, leaf biomass and total biomass had more proportion. The waterlogging tolerance indexes of total biomass, leaf biomass, stem biomass, root biomass and leaf area could be used for screening superior genotypes. The thirty-five maize inbred lines were classified into three groups as sensitive (seventeen inbred lines), mean type (six inbred lines) and tolerant (twelve inbred lines).

Key words: Maize, Seedling stage, Morphology, Physiology, Waterlogging stress

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Zheng Fei, Wang Lixia, Liu Ruixiang, Kong Lingjie, Chen Yanping, Yuan Jianhua, Cui Yakun. Morphological and Physiological Differences of Maize Inbred Lines at Seedling Stage under Waterlogging Stress[J]. Crops, 2020(4): 158–163

图/表 6

表1

表2

表3

表4

图1

表5

参考文献 23

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编号Code	材料名称Material name	备注Note	编号Code	材料名称Material name	备注Note
1	HCL645	迪卡517母本	19	JS131010	JS06730改良系
2	PH6WC	先玉335母本	20	JS111067	齐319改良系
3	郑58 Zheng 58	郑单958母本	21	JS161111	JS06730改良系
4	JS161022	Su95-1改良系	22	JS141073	JS06730改良系
5	苏95-1 Su 95-1	苏玉29母本	23	JS131061	JS06730改良系
6	JS131160	Su95-1改良系	24	JS161199	JS06730改良系
7	JS161131	Su95-1改良系	25	JS161116	JS06730改良系
8	JS161527	Su95-1改良系	26	JS141043	JS06730改良系
9	JS161045	Su95-1改良系	27	JS141045	JS06730改良系
10	JS161133	Su95-1改良系	28	JS161474	JS06730改良系
11	JS161136	Su95-1改良系	29	JS141027	JS06730改良系
12	JS161137	Su95-1改良系	30	JS06730	苏玉39父本
13	JS161061	Su95-1改良系	31	PH4CV	先玉335父本
14	JSD1189	Su95-1改良系	32	D1798Z	迪卡517父本
15	JS131089	JS06730改良系、苏科玉1417父本	33	JS151181	JS06730改良系
16	JS121042	JS06730改良系、苏科玉1409父本	34	昌7-2 Chang 7-2	郑单958父本
17	JS141004	JS06730改良系	35	齐319 Qi 319	鲁单981母本
18	JS161107	JS06730改良系

指标 Index	对照Control				淹水Waterlogging				耐涝指数Waterlogging tolerance index
指标 Index	最大值 Maximum	最小值 Minimum	平均值 Mean	变异系数 Variable coefficient (%)	最大值 Maximum	最小值Minimum	平均值 Mean	变异系数 Variable coefficient (%)	最大值 Maximum	最小值Minimum	平均值Mean	变异系数 Variable coefficient (%)
φ_PSⅡ	0.64	0.50	0.56A	6.75	0.61	0.41	0.52B	10.61	1.01	0.75	0.92	7.77
NPQ	0.28	0.06	0.19B	30.09	0.44	0.10	0.26A	31.21	2.30	1.01	1.42	26.75
SPAD	60.51	40.89	53.47A	9.12	47.99	27.77	39.70B	11.77	1.03	0.51	0.75	13.37
叶片厚度 Leaf thickness (mm)	1.81	1.42	1.61A	6.94	1.72	1.10	1.45B	10.88	1.15	0.67	0.90	12.44
叶面积(cm²/株) Leaf area (cm²/plant)	338.70	128.70	228.70A	21.99	170.70	55.50	108.30B	25.37	0.71	0.32	0.48	18.01
株高Plant height (cm)	55.30	34.50	43.60A	10.42	40.00	21.60	30.90B	15.10	0.84	0.55	0.71	10.17
根长Root length(cm)	53.70	25.60	37.00A	19.96	31.10	12.90	22.50B	20.21	1.00	0.39	0.62	18.64
根数Root number	22.00	9.30	13.40A	19.24	20.70	8.30	13.90A	20.02	1.57	0.69	1.04	17.80
根干物重(g/株) Root biomass (g/plant)	0.73	0.18	0.43A	32.33	0.30	0.07	0.15B	35.70	0.59	0.20	0.36	28.28
茎干物重(g/株) Stem biomass (g/plant)	0.46	0.15	0.31A	28.06	0.41	0.11	0.24B	33.72	0.98	0.54	0.78	18.06
叶干物重(g/株) Leaf biomass (g/plant)	0.73	0.25	0.49A	24.56	0.39	0.11	0.24B	31.52	0.80	0.33	0.49	25.77
总干物重(g/株) Total biomass (g/plant)	1.80	0.60	1.20A	25.39	1.09	0.30	0.63B	32.10	0.75	0.33	0.51	21.60
根冠比Root/shoot ratio	0.78	0.25	0.54A	21.71	0.44	0.24	0.31B	16.33	1.13	0.36	0.60	23.36

耐涝指数 Waterlogging tolerance index	因子1 Factor 1	因子2 Factor 2	因子3 Factor 3	因子4 Factor 4
φ_PSⅡ	0.21	-0.77	0.46	-0.02
NPQ	-0.31	0.68	-0.54	0.08
SPAD	0.66	-0.31	0.14	0.38
叶片厚度Leaf thickness	0.22	-0.11	-0.15	0.89
叶面积Leaf area	0.77	0.09	-0.03	-0.29
株高Plant height	0.67	-0.21	0.02	-0.33
根长Root length	0.15	0.35	0.68	0.00
根数Root number	0.52	-0.05	-0.43	-0.22
根干物重Root biomass	0.74	0.58	0.23	0.06
茎干物重Stem biomass	0.83	-0.01	-0.22	-0.03
叶干物重Leaf biomass	0.93	-0.03	-0.15	0.07
总干物重Total biomass	0.95	0.21	-0.07	0.06
根冠比Root/shoot ratio	0.06	0.78	0.48	0.06
特征值Eigenvalue	4.96	2.34	1.56	1.20
贡献率Contribution rate (%)	38.15	17.97	11.97	9.20
累计贡献率 Cumulative contribution rate (%)	38.15	56.11	68.09	77.29

指标 Index	φ_PSⅡ	NPQ	SPAD	叶片厚度 Leaf thickness	叶面积 Leaf area	株高 Plant height	根长 Root length	总根数 Root number	根干物重 Root biomass	茎干物重 Stem biomass	叶干物重 Leaf biomass	总干物重 Total biomass
NPQ	-0.80^**
SPAD	-0.35^*	-0.41^*
叶片厚度Leaf thickness	-0.04	-0.03	-0.37^*
叶面积Leaf area	-0.12	-0.23	-0.22	0.03
株高Plant height	-0.21	-0.30	-0.53^**	-0.11	0.44^**
根长Root length	-0.01	-0.13	-0.00	-0.01	0.14	-0.06
根数Root number	-0.07	-0.10	-0.22	0.10	0.50^**	-0.35^*	-0.11
根干物重Root biomass	-0.15	-0.02	-0.38^*	0.08	0.56^**	-0.34^*	-0.33	-0.21
茎干物重Stem biomass	-0.13	-0.06	-0.49^**	0.10	0.50^**	-0.55^**	-0.02	-0.34^*	0.58^**
叶干物重Leaf biomass	-0.16	-0.22	-0.55^**	0.29	0.75^**	-0.52^**	-0.09	-0.50^**	0.61^**	-0.78^**
总干物重Total biomass	-0.04	-0.10	-0.53^**	0.22	0.71^**	-0.51^**	-0.15	-0.41^*	0.82^**	-0.87^**	-0.92^**
根冠比Root/shoot tatio	-0.34^*	-0.21	-0.04	-0.10	0.07	-0.12	-0.42^*	-0.13	0.68^**	-0.13	-0.09	0.16

类型 Type	耐涝指数Waterlogging tolerance index
类型 Type	叶干物重 Leaf biomass	总干物重 Total biomass	茎干物重 Stem biomass	叶面积 Leaf area	根干物重 Root biomass
敏感型 Sensitive type	0.39B	0.42C	0.65B	0.42B	0.29B
中间型 Mean type	0.48B	0.53B	0.87A	0.48B	0.37AB
耐涝型 Tolerant type	0.63A	0.63A	0.90A	0.56A	0.44A