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作物杂志,2022, 第1期: 213–219 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.01.032

• 种子科技 • 上一篇    下一篇

玉米自交系萌发期耐盐性鉴定

段雅娟1,2(), 曹士亮2, 于滔2, 李文跃2, 杨耿斌2, 王成波2, 刘宝民2, 刘长华1()   

  1. 1黑龙江大学现代农业与生态环境学院,150080,黑龙江哈尔滨
    2黑龙江省农业科学院玉米研究所,150086,黑龙江哈尔滨
  • 收稿日期:2021-08-18 修回日期:2021-12-08 出版日期:2022-02-15 发布日期:2022-02-16
  • 通讯作者: 刘长华
  • 作者简介:段雅娟,从事玉米分子育种研究,E-mail： Duanyajuan2902@163.com
  • 基金资助:
    黑龙江省农业科学院杰出青年基金“基于测序分型SNP的玉米种质基础分析与杂交组合预测研究”(2019JCQN004);国家博士后项目“玉米萌发期耐冷性相关分子标记发掘与筛选验证”(2017M621318);黑龙江省农业科学院农业科技创新跨越工程“玉米全株综合加工利用研究”(HNK2019CX22-13)

Identification of Salt Tolerance during Germination of Maize Inbred Lines

Duan Yajuan1,2(), Cao Shiliang2, Yu Tao2, Li Wenyue2, Yang Gengbin2, Wang Chengbo2, Liu Baomin2, Liu Changhua1()   

  1. 1College of Advanced Agriculture and Ecological Environment, Heilongjiang University, Harbin 150080, Heilongjiang, China
    2Maize Research Institute, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086, Heilongjiang, China
  • Received:2021-08-18 Revised:2021-12-08 Online:2022-02-15 Published:2022-02-16
  • Contact: Liu Changhua

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PDF (PC)

214

摘要：

为了完善玉米自交系萌发期耐盐性的鉴定评价标准,筛选耐盐性强的玉米种质资源,解析玉米自交系萌发期耐盐性遗传机制,为玉米萌发期耐盐性育种提供理论依据和技术支撑。对390份玉米自交系耐盐性相关的10个生理指标进行测定,利用主成分分析确定为5个综合指标,即7d发芽率、芽干重、芽鲜重、根干重和根长,可作为玉米萌发期耐盐性鉴定指标。根据隶属函数分析确定各材料的耐盐综合评价指数,并通过聚类分析将材料萌发期耐盐性分为6个等级,其中高度盐敏感型材料298份,中度盐敏感型材料49份,盐敏感型材料27份,耐盐型材料9份,中度耐盐型材料5份,高度耐盐型材料2份。

关键词: 玉米, 萌发期, 耐盐性, 主成分分析, 聚类分析

Abstract:

In order to optimize the evaluation criteria for salt tolerance of maize inbred lines during germination period, we selected maize varieties with strong salt tolerance, analyzed the genetic mechanism of salt tolerance in maize inbred lines during germination period, which provide important theoretical basis and technical support for salt tolerance breeding in maize germination period. The ten physiological indexes related to salt tolerance of 390 maize inbred lines were measured, and five independent comprehensive indexes (the 7-day germination rate, the 7-day bud dry weight, the 7-day bud fresh weight, the 7-day root dry weight and root length) were determined by principal component analysis. The five comprehensive indexes can be used as the identification indicators of salt tolerance during the germination period of maize. According to the membership function analysis, the comprehensive salt tolerance index of each material was determined, and on this basis, through cluster analysis, the test materials were divided into six grades, according to salt-tolerance during germination period, including 298 high salt-sensitive inbred lines, 49 moderate salt-sensitive inbred lines, 27 salt-sensitive inbred lines, nine salt-tolerant inbred lines, five moderate salt-tolerant inbred lines, and two high salt-tolerant inbred ines.

Key words: Maize, Germination period, Salt tolerance, Principal component analysis, Cluster analysis

表1

玉米自交系耐盐指标的统计分析

发芽天数
Germination days (d)		 耐盐指标
Salt-tolerance index		 平均值
Average		 最小值
Minimum		 最大值
Maximum		 标准差
Standard deviation		 方差
Variance		 变异系数
Coefficient of variation (%)
4 生根率Rooting rate (%) 31.9100 0 100.0000 22.7300 5.1800 71.25
发芽率Germination rate (%) 8.0500 0 93.3300 13.6900 1.8800 170.04
7 生根率Rooting rate (%) 40.6500 0 100.0000 24.6100 6.0700 60.55
发芽率Germination rate (%) 32.4400 0 100.0000 22.4500 5.0500 69.21
根鲜重Root fresh weight (g) 0.0496 0 0.2337 0.0327 0.0011 0.66
芽鲜重Bud fresh weight (g) 0.0378 0 0.2540 0.0322 0.0010 0.85
根干重Root dry weight (g) 0.0056 0 0.0229 0.0037 0.0000 0.65
芽干重Bud dry weight (g) 0.0051 0 0.0279 0.0038 0.0000 0.75
根长Root length (cm) 3.5497 0 6.3800 1.3364 1.7906 0.38
芽长Bud length (cm) 1.3746 0 3.3400 0.7800 0.6100 0.57

表2

玉米自交系耐盐指标间相关性分析

发芽天数
Germination
days (d)		 耐盐指标
Salt-tolerance index		 4d 7d 根长
Root
length		 芽长
Bud
length
生根率
Rooting
rate		 发芽率
Germination
rate		 生根率
Rooting
rate		 发芽率
Germination
rate		 根鲜重
Root fresh
weight		 芽鲜重
Bud fresh
weight		 根干重
Root dry
weight		 芽干重
Bud dry
weight
4 生根率Rooting rate 1 0.61** 0.93** 0.90** 0.49** 0.46** 0.54** 0.58** 0.41** 0.56**
发芽率Germination rate – 1 0.57** 0.64** 0.46** 0.55** 0.47** 0.61** 0.31** 0.58**
7 生根率Rooting rate – – 1 0.94** 0.52** 0.42** 0.58** 0.56** 0.42** 0.54**
发芽率Germination rate – – – 1 0.55** 0.51** 0.59** 0.64** 0.45** 0.63**
根鲜重Root fresh weight – – – – 1 0.65** 0.84** 0.67** 0.59** 0.51**
芽鲜重Bud fresh weight – – – – – 1 0.56** 0.86** 0.49** 0.73**
根干重Root dry weight – – – – – – 1 0.72** 0.55** 0.52**
芽干重Bud dry weight – – – – – – – 1 0.52** 0.76**
根长Root length – – – – – – – – 1 0.62**
芽长Bud length – – – – – – – – – 1

表3

各指标主成分的特征向量及贡献率

发芽天数
Germination days (d)		 耐盐指标
Salt-tolerance index		 主成分Principal component
1 2 3 4
4 生根率Rooting rate 0.3273 -0.4496 0.0475 0.0877
发芽率Germination rate 0.2902 -0.1506 -0.4142 -0.2778
7 生根率Rooting rate 0.3276 -0.4562 0.1548 0.0816
发芽率Germination rate 0.3464 -0.3844 0.0268 0.0722
根鲜重Root fresh weight 0.3136 0.2740 0.4463 -0.2577
芽鲜重Bud fresh weight 0.3118 0.3477 -0.3527 -0.1782
根干重Root dry weight 0.3192 0.1837 0.4655 -0.3042
芽干重Bud dry weight 0.3456 0.2287 -0.2179 -0.2221
根长Root length 0.2602 0.3198 0.2442 0.7044
芽长Bud length 0.3110 0.1873 -0.3926 0.4088
特征值Eigenvalue 6.2840 1.2493 0.7666 0.6537
贡献率Contribution rate (%) 62.8403 12.4934 7.6659 6.5368
累计贡献率Cumulative contribution rate (%) 62.8403 75.3337 82.9996 89.5364

表4

部分玉米自交系D值及综合评价

编号Number 材料名称Material name U(X1) U(X2) U(X3) U(X4) D值D value 耐盐等级Salt-tolerance grade
290 18GWASPHG356 1.00 0.97 0.94 1.00 0.99 高度耐盐型
186 18GWASPHG228 0.86 1.00 0.74 0.84 0.86 高度耐盐型
160 18GWASPHG196 0.68 0.77 0.75 0.55 0.69 中度耐盐型
161 18GWASPHG198 0.68 0.83 0.33 0.61 0.66 中度耐盐型
336 18GWASPHG416 0.71 0.83 0.15 0.48 0.66 中度耐盐型
248 18GWASPHG305 0.71 0.67 0.22 0.30 0.63 中度耐盐型
171 18GWASPHG208 0.61 0.93 0.31 0.41 0.61 中度耐盐型
261 18GWASPHG319 0.64 0.83 0.11 0.21 0.58 耐盐型
22 18GWASPHG024 0.57 0.63 0.36 0.36 0.55 耐盐型
142 18GWASPHG176 0.57 0.63 0.31 0.17 0.53 耐盐型
80 18GWASPHG098 0.50 0.83 0.32 0.31 0.52 耐盐型
164 18GWASPHG201 0.54 0.70 0.14 0.37 0.52 耐盐型
245 18GWASPHG302 0.50 0.77 0.17 0.39 0.51 耐盐型
313 18GWASPHG390 0.50 0.77 0.26 0.25 0.49 耐盐型
33 18GWASPHG039 0.39 0.77 0.26 0.69 0.46 耐盐型
325 18GWASPHG403 0.46 0.5 0.40 0.41 0.46 耐盐型
121 18GWASPHG149 0.39 0.43 0.59 0.55 0.43 盐敏感型
367 18GWASPHG451 0.43 0.50 0.29 0.33 0.43 盐敏感型
52 18GWASPHG066 0.39 0.63 0.30 0.36 0.41 盐敏感型
70 18GWASPHG086 0.39 0.60 0.24 0.39 0.41 盐敏感型
289 18GWASPHG355 0.36 0.80 0.21 0.29 0.41 盐敏感型
242 18GWASPHG299 0.39 0.53 0.16 0.41 0.40 盐敏感型
255 18GWASPHG312 0.39 0.47 0.21 0.37 0.39 盐敏感型
360 18GWASPHG443 0.32 0.73 0.26 0.41 0.39 盐敏感型
389 18GWASPHG478 0.36 0.5 0.27 0.55 0.39 盐敏感型
98 18GWASPHG119 0.32 0.73 0.21 0.45 0.38 盐敏感型
173 18GWASPHG210 0.29 0.73 0.48 0.45 0.38 盐敏感型
210 18GWASPHG258 0.32 0.77 0.23 0.34 0.38 盐敏感型
213 18GWASPHG261 0.39 0.60 0.24 0.15 0.38 盐敏感型
93 18GWASPHG113 0.32 0.60 0.21 0.50 0.37 盐敏感型
60 18GWASPHG074 0.36 0.57 0.21 0.18 0.36 盐敏感型
73 18GWASPHG090 0.29 0.77 0.14 0.51 0.36 盐敏感型
111 18GWASPHG134 0.32 0.60 0.20 0.28 0.35 盐敏感型
149 18GWASPHG183 0.32 0.63 0.17 0.34 0.35 盐敏感型
345 18GWASPHG428 0.29 0.50 0.51 0.40 0.35 盐敏感型
368 18GWASPHG452 0.29 0.80 0.13 0.36 0.35 盐敏感型
29 18GWASPHG032 0.29 0.57 0.26 0.48 0.34 盐敏感型
88 18GWASPHG107 0.29 0.40 0.45 0.46 0.34 盐敏感型
191 18GWASPHG234 0.25 0.80 0.21 0.36 0.34 盐敏感型
86 18GWASPHG105 0.25 0.43 0.45 0.37 0.32 盐敏感型
94 18GWASPHG114 0.25 0.63 0.25 0.33 0.32 盐敏感型
167 18GWASPHG204 0.25 0.63 0.17 0.49 0.32 盐敏感型
319 18GWASPHG397 0.21 0.60 0.52 0.41 0.32 盐敏感型

图1

390份玉米自交系萌发期耐盐性聚类图

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