大麦成株期抗旱优良种质资源筛选_彭玉琳.pdf

第 7 卷第 1 期高原农业Vol.7 No.12023 年 2 月Journal of PlateauAgricultureFeb.2023收稿日期：2022-08-30作者简介：彭玉琳（1998-），女，汉族，贵州贵阳人，硕士生，主要从事作物遗传育种研究。通讯作者：昌西（1970-），女，藏族，西藏昌都人，副教授，主要从事作物遗传育种研究。基金项目：国家自然科学基金项目（编号：31960404），西藏农牧学院研究生创新计划资助项目（YJS2022-41），2022 中央支持地方高校改革发展专项资金项目（KY2022ZY-02）。大麦成株期抗旱优良种质资源筛选彭玉琳莫银超曾凡茹次旦卓嘎昌 西*（西藏农牧学院 植物科学学院，西藏林芝 860000）摘要 干旱是影响青藏高原大麦生产的主要因素之一，筛选大麦成株期抗旱种质资源,可为培育抗旱大麦品种提供依据。本研究以 16 份大麦种质为材料，于 2020 年在西藏自治区林芝市设置正常灌水和干旱胁迫 2个处理，测定有效穗数、单株生物量、株高、茎粗、穗长、主穗重、主穗粒数、千粒重和产量等性状指标，用抗旱系数（CD 值）、综合抗旱系数（CDC 值）、相关性分析、聚类分析对其进行成株期抗旱性鉴定。结果表明（1）干旱胁迫下，以上 9 个性状指标均受到影响，其中受影响较大的为产量、株高和单株生物量，平均值较灌水条件下分别下降了58.68 kg/hm2、25.09 g和 8.01 g；（2）相关性分析表明，有效穗数与单株生物量，主穗粒数和主穗重呈极显著正相关，产量与株高、千粒重呈显著正相关，茎粗与产量呈显著负相关；（3）根据 CDC 值进行聚类分析，将供试大麦材料依据抗旱性从强到弱分为 3 个抗旱等级，强抗旱 3 份，中度抗旱 12 份，敏感性材料 1 份。研究结果为大麦抗旱品种选育和抗旱机制研究提供了重要基础材料和理论参考。关键词 大麦；成株期；抗旱；相关性分析；聚类分析中图分类号：S512.3文献标识码：A文章编号：2096-4781（2023）01-0001-08DOI:10.19707/ki.jpa.2023.01.001Screening of Excellent Drought-Resistant Germplasm Resourcesat theAdult Stage of BarleyPENG Yulin,MO Yinchao,ZENG Fanru,Cidan zhuoga,Changxi*(Plant Science College,Tibet Agriculture&Animal Husbandy University,Nyingchi Tibet,860000,China)Abstract:Drought is one of the main factors affecting the production of barley on theQinghai-Tibet Plateau,and screening the drought-resistant germplasm resources of barley at theadult stage can provide a basis for the cultivation of drought-resistant barley varieties.In thisstudy,based on 16 parts of barley germplasm as materials,in 2020,two treatments of normalirrigation and drought stress were set up in Nyingchi City,Tibet Autonomous Region,and thecharacteristics of effective panicle number,single plant biomass,plant height,stem thickness,panicle length,main panicle weight,main panicle grain number,1,000 grain weight and yieldwere identified by drought resistance coefficient(CD value),comprehensive drought resistancecoefficient(CDC value),correlation analysis,and cluster analysis.The results showed that:(1)the above nine traits were affected under drought stress,of which yield,plant height and singleplant biomass were more affected,and the average values decreased by 58.68 kg/hm2,25.09gand 8.01g respectively compared with irrigation conditions;(2)correlation analysis showed that2高原农业2023 年第 1 期the effective panicle number was significantly positively correlated with the biomass of a singleplant,the number of main panicles and the number of main panicles,and the yield wassignificantly positively correlated with plant height and 1,000 grain weight;(3)according to theCDC value,the cluster analysis was carried out,and the barley material for testing was dividedinto 3 drought resistance grades according to drought resistance from strong to weak,3 strongdrought resistance,12 moderate drought resistance,and 1 sensitive material.This researchresults provided important basic materials and theoretical references for the selection andbreeding of drought-resistant barley varieties and the study of drought resistance mechanisms.Key words:barley,adult stage,drought resistance,correlation analysis,clustering大麦（Hordeum vulgare L.），从野生祖先开始驯化以来，至少有 1 万年的历史。对不同农业气候条件的良好适应性促进了大麦种植在世界范围内广泛环境中推广1。如今，大麦是四大谷物作物之一，全球产量超过 1.41 亿 t，其中 41%来自欧盟2。在中国，大麦的种植面积和总产量居于水稻、小麦、玉米和栗之后占第 5 位3，大麦主要用作动物饲料、酿造和蒸馏工业的麦芽制造。大麦中-葡聚糖的营养价值正引起人们越来越多的关注4。此外，大麦还含有黄酮类物质、花青素、多酚类物质、脂肪酸和麦绿素等对人体有益的功效成分，大麦具有降血糖、降胆固醇、抗氧化、降血脂以及对胃肠道的调节等功能5。非生物胁迫条件在世界范围内是一个普遍存在的问题，而干旱是限制作物生长的最重要因素，而且越来越普遍，特别是在干旱和半干旱地区。干旱胁迫对植物生产性能和产量影响明显。大麦在抗逆性6方面具有高度的遗传多样性，是研究发育和适应性状的优良模式谷物作物。大麦产量稳定性基因型的评价表明，干旱胁迫条件下大麦具有较高的遗传可塑性7。长期以来，国内外研究学者在作物抗旱性方面开展了大量的研究工作，并且提出了多种抗旱性评价方法和鉴定指标8-10。鉴定指标主要包括了产量指标11,12和生长发育指标13。作物的抗旱研究应从与作物抗旱丰产关系更为直接的农艺性状上入手14,15，作物抗旱性鉴定的时期包括芽期、苗期和成株期等，不同生育期所记录农艺性状、采用的评价方法和鉴定指标也各不相同。因此，本研究根据各鉴定指标统计分析得出大麦成株期的综合抗旱系数，筛选出成株期抗旱能力强的大麦种质材料，这对大麦抗旱品种选育具有重要意义。1 材料与方法1.1 实验材料表 1 供试大麦材料名称及来源Tab.1 Names and sources of barley materials编号品种名称品种来源编号品种名称品种来源QK-1ZDM4890西藏康玛QK-9山青 9 号西藏山南市QK-2喜拉 19 号西藏日喀则农科所QK-10ZDM4819西藏山南市QK-3ZYM1867西藏左贡县QK-11ZDM3169浙江洞头QK-4喜拉 22 号西藏日喀则农科所QK-12农家品种西藏林芝市QK-5昆仑 2 号青海省西宁QK-13Cr270.2.3墨西哥QK-6昆仑 3 号青海省西宁QK-14Prelpre-5-(26)墨西哥QK-7康青 2 号四川省甘孜州QK-15苏祼麦 1 号江苏沿江地区农业科学研究所QK-8昆仑 1 号青海省西宁QK-16洛隆果布西藏昌都市第 1 期彭玉琳等：“大麦成株期抗旱优良种质资源筛选”3本实验选用 16 份大麦作为供试材料，其中 3 份来源于青海、墨西哥 2 份、四川甘孜州1 份、浙江洞头 1 份、江苏 1 份、8 份来自西藏自治区，试验材料名称及来源见表 1。1.2 试验设计试验地点在林芝市西藏农牧学院农场干旱试验棚（海拔2 970 m），林芝市年降雨量650 mm左右，年均温度8.7，年均日照2 000 h，无霜期180 d。本试验于 2020 年 10 月 30 日播种，试验设正常灌水和干旱胁迫 2 个处理，2 次重复，每个材料播种2 行，行长1.0 m，行距0.25 m，每行播种 50 粒。试验地四周播种保护行，于 2020 年 10 月点播。灌溉区根据田间墒情进行五次灌水，干旱胁迫处理全生育期不灌水。2021 年 6 月收获，每个品种从中间位置随机拔取 10 株,待自然晾干后，参照大麦种质资源描述规范和数据标准16中的有关方法，测量有效穗数、株高、单株地上生物量、穗长、茎粗、主穗粒数、千粒重和产量。1.3 数据处理采用 Microsoft Excel 2013 软件进行数据整理，采用 SPSS 22 进行数据处理，可视化采用 R 4.1.3和 SPSS 22。以数据的平均值作为基础数据，参照徐银萍17、王兴荣18、周元成19、张鸿20等的方法，按照公式（1）和（2）分别计算单项抗旱系数（droughtresistance coefficient,DC）和 综 合 抗 旱 系 数(comprehensive drought resistance coefficient,CDC)DC=Di/Cki（1）CDC=（DC）)/n（2）Di 表示干旱胁迫处理指标的测定值，Cki 为正常灌水处理的指标测定值；n 为计算指标总数。2 结果与分析2.1 干旱胁迫下各性状指标的变异分析有效穗数、单株生物量、株高、茎粗、穗长、主穗重、主穗粒数、千粒重、产量等 9 个指标在干旱处理条件下均值较灌溉条件下均降低（表 2）。表 2 干旱胁迫条件下大麦各性状指标的变异分析Tab.2 Va