Crops ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (4): 53-63.doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2020.04.008

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Drought-Tolerance Evaluation of 211 Wheat Germplasm Resources

Chen Weiguo1(), Zhang Zheng2, Shi Yugang2, Cao Yaping3, Wang Shuguang2, Li Hong1, Sun Daizhen2()   

  1. 1College of Life Sciences, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi, China
    2College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi, China
    3Institute of Wheat, Shanxi Agricultural University, Linfen 041000, Shanxi, China
  • Received:2020-04-13 Revised:2020-05-13 Online:2020-07-29 Published:2020-08-11
  • Contact: Sun Daizhen E-mail:cwglcj@126.com;sdz64@126.com

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360

Abstract:

In order to identify and evaluate more drought resistant wheat germplasm resources for breeding, 211 wheat accessions from 17 provinces (municipalities or autonomous regions) of China were evaluated in drought and irrigation conditions for continuous two years. The studied traits included plant height, spike length before harvest, spikelet number per spike, grain number per main spike, grain weight per plant, and 1000-grain weight after harvest. Comprehensive drought-tolerance coefficient, drought-resistance index and drought-resistance comprehensive evaluation value, were calculated and used for evaluating the drought tolerance of germplasm. The results showed that all the investigated traits were to some extent reduced by drought stress, of which grain weight per plant was the most sensitive one. Based on three drought evaluation indexes, eight high drought-tolerant wheat germplasms were identified: Gaocheng 8901, Mengke 3C, Haining 75-39, Jinan 13, Yannong 15, Youmanghong 18, Zhengmai 9023 and Zhongyou 16. Among them, Gaocheng 8901 and Mengke 3C were germplasm resources of superior drought-tolerant type.

Key words: Wheat, Drought-resistance identification, Yield-related traits, Germplasm resources

Table 1

Phenotypic values of 211 wheat germplasms under different water conditions"

年份
Year		 性状
Trait		 旱地Dry land 水地Irrigation land 旱地/水地Dry land/Irrigation land
平均值
Mean		 变幅
Variation		 变异系数
Coefficient of variation (%)		 平均值
Mean		 变幅
Variation		 变异系数
Coefficient of variation (%)		 平均值
Mean		 标准差
Standard deviation		 变异系数
Coefficient of variation (%)
2016-2017 株高Plant height (cm) 73.75 44.33~120.11 16.07 86.03 54.5~134.67 15.34 0.86 0.06 6.44
穗长Spike length (cm) 9.61 6.23~12.45 11.30 9.82 7.13~12.59 11.46 0.98 0.07 6.75
每穗小穗数Spikelet number per spike 19.40 16.53~22.20 6.20 19.42 16.20~22.73 6.28 1.00 0.06 5.52
主穗粒数Grain number per main spike 47.95 33.80~59.93 10.94 51.99 34.80~70.27 10.94 0.93 0.10 10.49
千粒重1000-grain weight (g) 30.16 20.00~39.96 12.09 33.31 23.33~48.98 12.50 0.91 0.13 14.71
单株产量Grain weight per plant (g) 19.21 5.63~44.96 34.80 37.53 13.20~64.67 28.54 0.53 0.19 36.23
2017-2018 株高Plant height (cm) 64.55 43.87~94.63 14.45 77.11 43.60~126.77 18.88 0.84 0.07 7.90
穗长Spike length (cm) 11.69 6.84~15.62 11.27 12.10 7.56~14.99 11.14 0.97 0.08 8.33
每穗小穗数Spikelet number per spike 17.51 14.07~20.53 6.33 19.68 15.00~26.27 7.09 0.89 0.05 5.78
主穗粒数Grain number per main spike 44.86 31.40~61.27 12.24 53.52 38.33~72.00 11.34 0.84 0.11 12.48
千粒重1000-grain weight (g) 34.42 24.04~43.28 10.92 40.65 28.88~50.80 10.80 0.85 0.06 7.44
单株产量Grain weight per plant (g) 17.47 5.20~44.96 37.60 37.98 13.69~66.61 27.28 0.47 0.17 35.40

Table 2

Drought-tolerance coefficients of yield-related traits of the tested materials"

统计量
Statistical quantity		 抗旱系数 Drought-resistance coefficient
株高
Plant
height		 穗长
Spike
length		 每穗小穗数
Spikelet number
per spike		 主穗粒数
Grain number
per main spike		 千粒重
1000-grain
weight		 单株产量
Grain weight
per plant
平均值Mean 0.85 0.97 0.95 0.88 0.88 0.50
变幅Variation 0.72~0.98 0.84~1.14 0.84~1.08 0.70~1.09 0.73~1.09 0.14~0.94
变异系数Coefficient of variation (%) 0.05 0.06 0.04 0.09 0.07 0.32

Table 3

Evaluation of 211 wheat germplasm resources and drought resistance"

编号
Code		 种质名称
Germplasm name		 来源
Source		 CDTC DI D 编号
Code		 种质名称
Germplasm name		 来源
Source		 CDTC DI D
1 芜7815-4-1 安徽 0.80 0.30 0.38 54 豫麦13 河南 0.87 0.91 0.52
2 皖麦50 安徽 0.82 0.62 0.46 55 豫麦41 河南 0.86 0.90 0.41
3 皖麦47 安徽 0.81 0.45 0.43 56 周优102 河南 0.83 0.79 0.43
4 安农92484 安徽 0.87 0.98 0.55 57 豫麦7号 河南 0.84 0.74 0.44
5 皖麦17 安徽 0.80 0.79 0.29 58 豫30691-1-3 河南 0.84 0.86 0.46
6 安农0721 安徽 0.85 1.40 0.44 59 郑州9285 河南 0.83 0.75 0.43
7 皖品8056 安徽 0.90 1.04 0.56 60 豫30691-3-6 河南 0.91 1.06 0.53
8 皖麦18 安徽 0.89 1.14 0.49 61 郑州741 河南 0.86 1.01 0.45
9 皖麦32 安徽 0.81 0.72 0.34 62 温麦8号 河南 0.87 1.04 0.45
10 安农2号 安徽 0.79 0.56 0.26 63 博爱7023 河南 0.87 1.10 0.49
11 宿地8112 安徽 0.88 0.67 0.51 64 郑麦004 河南 0.88 0.98 0.51
12 蒙科3号C 安徽 0.96 1.89 0.68 65 豫麦2号 河南 0.88 0.87 0.56
13 科春5号 北京 0.80 0.47 0.41 66 郑麦9023 河南 0.93 1.25 0.61
14 农大116 北京 0.75 0.52 0.23 67 豫保11 河南 0.88 1.30 0.44
15 有芒白4号 北京 0.82 0.92 0.39 68 豫麦10号 河南 0.87 1.09 0.53
16 京作236 北京 0.78 0.60 0.30 69 花培128白大 河南 0.93 1.28 0.52
17 京411 北京 0.88 0.79 0.60 70 鄂麦9号 湖北 0.79 0.39 0.41
18 北京12 北京 0.87 1.09 0.44 71 鄂1161 湖北 0.79 0.25 0.35
19 有芒红18号 北京 0.96 1.30 0.68 72 鄂麦6号 湖北 0.85 0.87 0.54
20 中优16 北京 0.94 1.60 0.67 73 荆州1号 湖北 0.83 1.00 0.38
21 农大139 北京 0.82 0.82 0.37 74 襄麦48 湖北 0.87 1.18 0.51
22 福繁17 福建 0.79 0.82 0.37 75 襄麦5号 湖北 0.86 0.82 0.48
23 敌锈早 福建 0.78 0.60 0.32 76 荆州66号 湖北 0.87 0.99 0.45
24 福绵2号 福建 0.82 1.04 0.35 77 湘1479 湖南 0.84 0.61 0.45
25 咸农39 甘肃 0.84 1.03 0.46 78 湘IR万（2） 湖南 0.80 0.83 0.34
26 甘麦7号 甘肃 0.85 0.76 0.49 79 湘1599 湖南 0.81 0.66 0.36
27 陇春11 甘肃 0.84 0.82 0.38 80 湘农7984-26-1 湖南 0.84 0.94 0.46
28 黔欢3 贵州 0.78 0.61 0.36 81 湘673-1 湖南 0.85 0.83 0.47
29 毕麦6号 贵州 0.79 0.69 0.26 82 湘农153-27 湖南 0.87 0.97 0.48
30 黔欢2 贵州 0.79 0.70 0.32 83 宁麦13 江苏 0.75 0.34 0.28
31 河农822 河北 0.83 0.81 0.43 84 徐州15 江苏 0.74 0.25 0.22
32 冀麦24 河北 0.83 1.14 0.40 85 扬麦10号 江苏 0.77 0.45 0.30
33 冀麦26 河北 0.87 1.40 0.53 86 宁麦7号 江苏 0.83 0.56 0.42
34 高优503 河北 0.86 0.89 0.51 87 选7 江苏 0.82 0.74 0.48
35 冀麦36 河北 0.80 0.71 0.40 88 淮麦18 江苏 0.79 0.81 0.34
36 石麦12 河北 0.88 1.26 0.53 89 徐州20 江苏 0.79 0.49 0.42
37 石麦15 河北 0.90 1.24 0.59 90 淮麦16 江苏 0.81 0.45 0.47
38 藁城8901 河北 0.94 2.32 0.63 91 苏麦2号 江苏 0.81 0.46 0.47
39 开封10号 河南 0.75 0.24 0.24 92 苏麦3号 江苏 0.81 0.59 0.45
40 郑6辐 河南 0.89 0.42 0.66 93 宁麦14 江苏 0.79 0.58 0.39
41 偃师4号 河南 0.82 0.50 0.45 94 镇7630 江苏 0.78 0.40 0.31
42 豫麦17 河南 0.83 0.49 0.44 95 扬麦158 江苏 0.78 0.62 0.31
43 新麦19 河南 0.84 0.76 0.43 96 镇7495 江苏 0.80 0.55 0.44
44 偃大25 河南 0.80 0.74 0.35 97 扬辐麦5242 江苏 0.79 0.55 0.38
45 百农3217 河南 0.83 0.60 0.47 98 扬85-85 江苏 0.78 0.49 0.34
46 偃展4110 河南 0.84 1.10 0.43 99 扬麦18 江苏 0.79 0.59 0.35
47 遂农3号 河南 0.84 0.51 0.40 100 扬麦14 江苏 0.79 0.35 0.33
48 新麦26 河南 0.85 0.64 0.44 101 徐麦27号 江苏 0.79 0.75 0.25
49 豫麦49 河南 0.83 1.16 0.47 102 淮麦11 江苏 0.80 0.74 0.37
50 豫麦34 河南 0.83 1.18 0.39 103 宁矮8628 江苏 0.78 0.66 0.32
51 豫麦50 河南 0.84 0.84 0.45 104 镇麦6号 江苏 0.82 0.68 0.39
52 宛7107 河南 0.84 1.10 0.48 105 宁麦9号 江苏 0.85 0.85 0.58
53 花培128-8 河南 0.80 0.72 0.32 106 扬麦16 江苏 0.79 0.82 0.28
编号
Code		 种质名称
Germplasm name		 来源
Source		 CDTC DI D 编号
Code		 种质名称
Germplasm name		 来源
Source		 CDTC DI D
107 徐州21 江苏 0.82 0.70 0.42 160 鲁麦21 山东 0.89 1.05 0.51
108 徐州26号 江苏 0.83 0.99 0.48 161 济南13 山东 0.93 1.05 0.61
109 扬辐麦2号 江苏 0.79 0.53 0.33 162 济麦21 山东 0.86 1.40 0.42
110 徐州25 江苏 0.80 1.04 0.33 163 烟辐188 山东 0.92 1.40 0.57
111 宁麦11 江苏 0.81 0.61 0.44 164 烟农15 山东 0.96 1.70 0.66
112 宁0569 江苏 0.82 0.81 0.40 165 晋麦20 山西 0.79 0.42 0.35
113 扬麦6号 江苏 0.85 0.68 0.53 166 晋麦52 山西 0.84 0.78 0.43
114 镇05-185 江苏 0.84 0.92 0.44 167 晋麦33 山西 0.83 0.93 0.41
115 淮麦20 江苏 0.83 1.05 0.44 168 太原567 山西 0.85 0.89 0.48
116 镇麦1号 江苏 0.88 0.72 0.57 169 陕农21 陕西 0.79 0.36 0.32
117 南大2419 江苏 0.82 1.08 0.37 170 西风 陕西 0.82 0.46 0.54
118 扬麦3号 江苏 0.80 0.52 0.33 171 丰产3号 陕西 0.79 0.74 0.30
119 镇02168 江苏 0.86 0.67 0.52 172 陕8242-37 陕西 0.84 0.65 0.38
120 苏麦5号 江苏 0.85 0.70 0.48 173 碧玛4号 陕西 0.82 0.39 0.38
121 淮麦17 江苏 0.84 1.21 0.44 174 小偃96 陕西 0.86 0.65 0.47
122 扬麦17 江苏 0.81 1.02 0.34 175 小偃5号 陕西 0.85 0.54 0.48
123 扬麦9号 江苏 0.85 0.79 0.47 176 西农2611 陕西 0.83 0.56 0.44
124 宁麦3号 江苏 0.87 0.88 0.51 177 碧玛1号 陕西 0.82 0.88 0.42
125 宁麦10号 江苏 0.88 0.76 0.56 178 西安实心麦 陕西 0.84 0.96 0.43
126 镇麦5号 江苏 0.85 0.96 0.45 179 普冰04-3507 陕西 0.84 1.25 0.46
127 扬麦1号 江苏 0.83 0.71 0.34 180 陕7859 陕西 0.86 0.37 0.54
128 徐州8785 江苏 0.92 0.49 0.66 181 小偃168 陕西 0.82 0.42 0.43
129 扬麦12 江苏 0.83 0.45 0.37 182 小偃4号 陕西 0.84 1.22 0.49
130 江东门 江苏 0.83 0.68 0.38 183 长旱58 陕西 0.84 0.58 0.38
131 淮麦21 江苏 0.86 1.42 0.48 184 陕麦150 陕西 0.80 0.79 0.33
132 扬辐麦3046 江苏 0.84 1.03 0.41 185 陕229 陕西 0.85 0.77 0.47
133 淮麦22 江苏 0.89 1.12 0.53 186 小偃54 陕西 0.87 1.31 0.50
134 宁麦6号 江苏 0.88 0.99 0.53 187 陕253 陕西 0.90 0.99 0.54
135 扬麦19 江苏 0.85 0.91 0.46 188 陕农17 陕西 0.91 0.93 0.54
136 扬麦5号 江苏 0.86 0.91 0.47 189 普冰06-X4794 陕西 0.88 0.61 0.43
137 扬麦2号 江苏 0.91 1.00 0.61 190 普冰4313安 陕西 0.89 0.75 0.48
138 宁丰小麦 江苏 0.87 0.96 0.51 191 西农6028 陕西 0.90 1.34 0.56
139 扬麦11 江苏 0.82 0.62 0.28 192 普冰4302安 陕西 0.94 1.28 0.51
140 扬麦13 江苏 0.89 1.16 0.55 193 绵阳26 四川 0.75 0.40 0.31
141 苏麦6号 江苏 0.89 0.90 0.56 194 繁6 四川 0.76 0.28 0.28
142 宁麦12 江苏 0.90 1.38 0.51 195 绵阳31 四川 0.76 0.36 0.42
143 扬麦4号 江苏 0.87 1.27 0.35 196 川麦39 四川 0.79 0.45 0.41
144 赣162 江西 0.84 0.72 0.47 197 绵阳15 四川 0.76 0.56 0.28
145 济南9号 山东 0.82 0.73 0.41 198 绵阳30 四川 0.81 0.85 0.35
146 泰山1号 山东 0.81 0.79 0.38 199 川育16 四川 0.82 0.89 0.37
147 济麦20 山东 0.85 1.01 0.52 200 川麦37 四川 0.82 0.74 0.34
148 烟农19 山东 0.82 1.11 0.39 201 友谊麦 四川 0.83 0.82 0.45
149 鲁麦14 山东 0.87 0.94 0.54 202 绵农4号 四川 0.78 0.94 0.29
150 矮孟牛 山东 0.82 0.82 0.38 203 川育21526 四川 0.83 0.98 0.40
151 济南8号 山东 0.83 1.04 0.40 204 五一麦 四川 0.85 1.01 0.39
152 鲁麦15 山东 0.85 0.94 0.43 205 川麦41 四川 0.85 1.12 0.46
153 临麦2号 山东 0.87 1.28 0.51 206 川麦107 四川 0.89 1.55 0.55
154 济南2号 山东 0.84 1.12 0.43 207 云麦27 云南 0.79 0.37 0.29
155 山农辐63 山东 0.89 1.23 0.58 208 浙农大85品8 浙江 0.81 0.80 0.33
156 鲁麦2号 山东 0.86 0.75 0.49 209 丽麦16 浙江 0.83 0.85 0.48
157 济南14 山东 0.89 1.09 0.54 210 浙丰2号 浙江 0.83 1.11 0.33
158 临农12 山东 0.86 0.80 0.48 211 海宁75-39 浙江 0.93 1.42 0.59
159 济南17 山东 0.86 1.60 0.42

Fig.1

Cluster diagram of 211 wheat germplasms based on the comprehensive drought-tolerance coefficients"

Fig.2

Cluster diagram of 211 wheat germplasms based on the drought-resistance index"

Table 4

Eigenvalues and contribution rates of four main components of wheat germplasms"

性状Trait 因子1 Factor 1 因子2 Factor 2 因子3 Factor 3 因子4 Factor 4
株高Plant height 0.71 -0.33 -0.08 0.25
穗长Spike length 0.73 -0.07 -0.05 -0.55
每穗小穗数Spikelet number per spike 0.54 0.41 -0.47 0.49
主穗粒数Grain number per main spike 0.77 0.24 -0.01 -0.24
千粒重1000-grain weight 0.13 0.71 0.64 0.06
单株产量Grain weight per plant 0.45 -0.48 0.61 0.30
特征值Eigenvalue 2.14 1.08 1.01 0.76
贡献率Contribution rate (%) 35.62 17.95 16.74 12.63
累计贡献率Cumulative contribution rate (%) 35.62 53.57 70.31 82.94

Fig.3

Cluster diagram comprehensive evaluation values of membership function of 211 wheat germplasms"

Table 5

Correlation coefficients between wheat yield-related traits and CDTC, DI, D"

性状Trait 旱地Dry land 水地Irrigation land
CDTC DI D CDTC DI D
株高Plant height 0.01 0.07 -0.07 -0.16* -0.06 -0.22**
穗长Spike length 0.08 0.10 -0.04 -0.24** -0.07 -0.16*
每穗小穗数Spikelet number per spike 0.20** 0.24** -0.15* -0.04 -0.13 -0.22**
主穗粒数Grain number per main spike 0.38** 0.40** -0.35** -0.23** -0.05 -0.22**
千粒重1000-grain weight 0.27** 0.26** -0.41** -0.06 -0.23** -0.00
单株产量Grain weight per plant 0.62** 0.99** -0.44** -0.11 -0.42** -0.04

Table 6

Correlation coefficients between DTC, CDTC, DI and D"

参数Parameter DTCPH DTCSL DTCSNS DTCGNS DTCTGW DTCGWP CDTC DI D
DTCPH -1
DTCSL -0.39** 1
DTCSNS -0.28** 0.19** -1
DTCGNS -0.32** 0.48** -0.35** 1
DTCTGW -0.06 0.02 -0.06 0.15* 1
DTCGWP -0.31** 0.18** -0.01 0.20** 0.05 1
CDTC -0.56** 0.57** -0.33** 0.66** 0.32** 0.77** 1
DI -0.41** 0.31** -0.12 0.36** 0.07 0.70** 0.70** 1
D -0.51** 0.38** -0.56** 0.63** 0.60** 0.50** 0.88** 0.52** 1
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