朱 倩，劉學(xué)義，謝颯英

(1．山西省農(nóng)科院棉花研究所，山西運(yùn)城044000;2．山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所，山西汾陽033200)

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料 供試材料由中國(guó)農(nóng)科院國(guó)家農(nóng)作物品種資源庫(kù)及吉林省生物技術(shù)重點(diǎn)開發(fā)實(shí)驗(yàn)室提供，2013～2014年在山西農(nóng)科院棉花研究所半干旱基地連續(xù)鑒評(píng)。2013年，對(duì)400份材料在山西農(nóng)科院棉花研究所干旱條件下進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)，每份材料種5穴，順序排列。根據(jù)田間綜合表現(xiàn)，評(píng)價(jià)出20份抗旱材料(表1)。2014年對(duì)其進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。

表1 供試材料編號(hào)與名稱

1．2 試驗(yàn)方法 2000年度試驗(yàn)分處理與對(duì)照，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。每份材料種2行，每行4穴，行長(zhǎng)3 m，行距0.5 m。干旱處理播前澆水1次，以保證出全苗，出苗后至成熟期干旱不澆水，測(cè)定干旱處理0～40 cm土壤含水量(表2)。對(duì)照分別在苗期、初花期、鼓粒期和成熟期澆水1次。收獲后，考察每個(gè)材料5株的株高、結(jié)莢高度、主莖節(jié)數(shù)、單株分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重。

表2 處理?xiàng)l件下大豆生育期間土壤含水量%

1．3 數(shù)據(jù)處理方法 對(duì)2013～2014年原始數(shù)據(jù)取平均值，計(jì)算抗旱系數(shù)，然后經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用EXCEL軟件，以歐式距離作為距離進(jìn)行分析類分析。

抗旱系數(shù)的計(jì)算參考胡福順的方法［10］，即

抗旱系數(shù)=旱地性狀值－水地性狀值

由于自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大需求等原因，我國(guó)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)重的水危機(jī)。大豆起源于中國(guó)，是我國(guó)五大作物之一，然而近年來眾多大豆新品種的大面積推廣造成大豆基因起源的大量流失［1］。同時(shí)，由于大豆育種遺傳基礎(chǔ)狹窄，育種工作進(jìn)展緩慢。野生大豆(Ciycinc soja)是栽培大豆(G．max)的近緣祖先種，相互可以雜交，后代可育。野生、半野生大豆具有多花、多莢、多節(jié)、強(qiáng)分支、高蛋白等優(yōu)異性狀，受到國(guó)內(nèi)外大豆科研工作者的重視［2－5］。目前我國(guó)收集野生大豆6 000余份，約占世界總數(shù)的90%。這些寶貴資源孕育著難以估量的潛力和科學(xué)研究?jī)r(jià)值。評(píng)價(jià)是保存和利用的必要環(huán)節(jié)［6－7］。為了拓寬大豆種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)，許多學(xué)者開展了野生大豆資源利用的研究，試圖將其有利基因融滲到栽培種中，達(dá)到改良栽培大豆的目的。野生大豆的發(fā)掘與利用為當(dāng)前處于攻堅(jiān)階段的大豆育種帶來新的希望，也為大豆起源、進(jìn)化、分類研究提供豐富的研究素材。為了改良現(xiàn)在的栽培大豆，尋找珍貴的遺傳資源，了解野生大豆的各種生物學(xué)特點(diǎn)與規(guī)律，多年來中國(guó)大豆科學(xué)工作者致力于對(duì)野生大豆的探索與研究［1－4］。然而，迄今為止，對(duì)野生大豆種質(zhì)資源抗旱性的系統(tǒng)鑒定未曾見相關(guān)報(bào)道［1，8－9］。

2 結(jié)果與分析

2．1 供試材料的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

2．1．1 處理?xiàng)l件下材料的性狀表現(xiàn)。由表3可知，在處理?xiàng)l件下，20份供試材料的平均株高為81．13 cm，其中植株最高的是ZYD2500，最矮的是ZYD2401;分枝數(shù)平均為7．56個(gè)，最多的是ZYD3550，最少的是ZYD2401;主莖節(jié)數(shù)平均為17．17節(jié)，最多是 ZYD3654，最少的為 ZYD2401;單株莢數(shù)最多的是ZYD2502，平均為345．00個(gè)，最少的為0個(gè)，材料為ZYD2404;單株粒數(shù)最多的是ZYD2502，高達(dá)701．00粒，最少的為0個(gè)，材料為ZYD2401;單株粒重最高的是ZYD3654，沒有產(chǎn)量的材料仍是ZYD2401。由此可知，在處理?xiàng)l件下，野生大豆的抗旱種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀材料間存在豐富的類型。

表3 處理?xiàng)l件下供試材料的性狀表現(xiàn)

2．1．2 對(duì)照條件下供試材料的性狀表現(xiàn)。由表4可知，在對(duì)照條件下，供試材料的平均株高148．35 cm，其中植株最高的是ZYD2500，最矮的是ZYD6162;分枝數(shù)平均為11．56個(gè)，最多的是ZYD3483，最少的是ZYD6162個(gè);主莖節(jié)數(shù)平均為22．37節(jié)，最多的是 ZYD3483，最少的是 ZYD6162，單株莢數(shù)最多的是ZYD3483，最少的為ZYD6162;單株粒數(shù)最多的仍然是 ZYD3483，最少的為 ZYD6162;單株粒重最高的是ZYD3654，最低的為ZYD2401。

表4 對(duì)照條件下供試材料的性狀表現(xiàn)

2．1．3 處理與對(duì)照條件下供試材料性狀表現(xiàn)的比較。在處理與對(duì)照條件下，大部分材料的性狀表現(xiàn)出一定差異，有些材料的性狀差異較大。從材料總體來看，與對(duì)照條件下材料的性狀表現(xiàn)相比，處理?xiàng)l件下各性狀的平均值表現(xiàn)降低，但是材料間存在差異，這些材料可在我國(guó)干旱或半干旱地區(qū)大豆育種中加以利用;在對(duì)照條件下表現(xiàn)優(yōu)秀的材料在我國(guó)南方和東北大豆產(chǎn)區(qū)可以利用，拓寬大豆育種的遺傳基礎(chǔ)。

2．2 處理?xiàng)l件下材料的分析 根據(jù)處理?xiàng)l件下株高、結(jié)莢高度、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重等7個(gè)性狀的表現(xiàn)，對(duì)供試材料進(jìn)行聚類。以類間距離系數(shù)等于1．95為標(biāo)準(zhǔn)，供試材料分為五類，即Ⅰ有1、19，Ⅱ有2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、15、18、19，Ⅲ有 14，Ⅳ有 16、17，Ⅴ有 13。

由表5可知，第Ⅰ類材料除單株粒重高于平均值外，其余性狀均低于平均值，表明在干旱條件下單株粒重降低緩慢;第Ⅱ類材料除單株粒重低于平均值外，其余性狀均高于平均值，表現(xiàn)為植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)較繁茂，干旱對(duì)生殖生長(zhǎng)后期的影響較大;第Ⅲ類材料各性狀都高于平均值，屬于全生育期抗旱類型;第Ⅳ類材料主莖節(jié)數(shù)、單株粒重高于平均值，其他性狀均低于平均值，屬于生育后期抗旱類型;第Ⅴ類材料屬于旱死類型。

表5 處理?xiàng)l件下各類材料的性狀表現(xiàn)

2．3 對(duì)照條件下材料的聚類結(jié)果 依據(jù)材料在對(duì)照條件下的性狀表現(xiàn)進(jìn)行聚類。以類間距離系數(shù)等于2為標(biāo)準(zhǔn)，供試材料分為 6 類，即Ⅰ有 1、2、3、4、5、6、7、9、10、12、18、20，Ⅱ有 8、13、19，Ⅲ有 16、17，Ⅳ有14，Ⅴ有15，Ⅵ有 11。

由表6可知，在對(duì)照條件下總體表現(xiàn)優(yōu)于處理，但各類型間差異仍很大。第Ⅰ類材料株高、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)高于平均值，單株粒重和結(jié)莢高度低于平均值，屬于結(jié)莢較多類型材料;第Ⅱ類材料各性狀均低于平均值;第Ⅲ類材料除單株粒重高于平均值外，其余各性狀都低于平均值;第Ⅳ類材料單株粒數(shù)、單株粒重高于平均值，其余各性狀低于平均值，屬于粒數(shù)較多的材料;第Ⅴ類材料株高、結(jié)莢高度、分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)高于平均值，其他性狀低于平均值，屬于多節(jié)類型材料;第Ⅵ類材料除單株粒重低于平均值外，其他性狀高于平均值，屬于結(jié)莢豐富多粒類型材料。

表6 對(duì)照條件下各類材料的性狀表現(xiàn)

2．4 抗旱穩(wěn)定性 抗旱系數(shù)是用供試材料在處理(旱地)與對(duì)照(水地)條件下性狀比值大小衡量其抗旱穩(wěn)定性的重要指標(biāo)?？购迪禂?shù)小于1，表明該性狀對(duì)水分條件不敏感，抗旱穩(wěn)定性較好;抗旱系數(shù)大于1，則意味著該性狀在旱地條件下的表現(xiàn)值大于水地條件下的，抗旱穩(wěn)定性好，這類材料適于在旱地栽培。作物的抗旱性是多基因控制的數(shù)量遺傳性狀。根據(jù)株高、結(jié)莢高度、分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重等性狀的抗旱系數(shù)，對(duì)供試材料進(jìn)行聚類。以類間距離系數(shù)等于1．8為標(biāo)準(zhǔn)，供試材料分為6類，即Ⅰ1，Ⅱ2，Ⅲ3、4、5、7、8、9、10、12、14、15、16、17、18、19、20，Ⅳ11，Ⅴ6，Ⅵ13。

供試材料各性狀的抗旱系數(shù)見表7。各類別材料各性狀的抗旱系數(shù)見表8。從總體平均值(表3)看，供試材料各性狀的抗旱系數(shù)均小于1，說明干旱條件對(duì)供試材料的個(gè)體發(fā)育都受不同程度的制約。但是，不同類別材料的性狀表現(xiàn)差異較大。第Ⅰ類材料的結(jié)莢高度與單株粒重抗旱系數(shù)高于平均值，其余各性狀的抗旱系數(shù)小于平均值，干旱對(duì)單株粒重的影響較小，鼓粒期抗旱性較強(qiáng);第Ⅱ類材料除結(jié)莢高度的抗旱系數(shù)高于平均值，其余各性狀的抗旱系數(shù)小于平均值，抗旱性總體較差;第Ⅲ類材料各性狀都高于平均值，屬于全生育期抗旱類型;第Ⅳ類材料各性狀的抗旱系數(shù)小于平均值，全生育期抗旱性較差;第Ⅴ類材料結(jié)莢高度、分枝數(shù)、單株粒重的抗旱系數(shù)均高于平均值，其他性狀的抗旱系數(shù)低于平均值，說明鼓粒期抗旱性強(qiáng)而出苗期至開花期抗旱性較差;第Ⅵ類材料各性狀的抗旱系數(shù)均最小，屬于最不抗旱類型。

研究結(jié)果表明，野生大豆種質(zhì)資源中存在著豐富的抗旱類型。有的材料表現(xiàn)為全生育期抗旱，有的材料表現(xiàn)為不同生育期抗旱，但有的材料表現(xiàn)不抗旱。由此可知，通過選用抗旱野生大豆種質(zhì)資源作為雜交親本，有可能選育出抗旱、豐產(chǎn)、適應(yīng)性廣的大豆新種質(zhì)或新品種。

表7 供試材料各性狀的抗旱系數(shù)

表8 各類材料各性狀的抗旱系數(shù)

3 討論

根據(jù)野生大豆成熟期農(nóng)藝性狀表現(xiàn)和抗旱系數(shù)分析其抗旱性，探討野生大豆抗旱種質(zhì)資源的多態(tài)性。結(jié)果表明，野生大豆抗旱種質(zhì)資源存在著豐富的多態(tài)性類型。農(nóng)藝性狀是作物抗旱性的直觀表現(xiàn)?？购迪禂?shù)可以分析在處理(旱)與對(duì)照(水)條件下材料的可塑性表現(xiàn)。要全面評(píng)價(jià)材料的抗旱性，應(yīng)同時(shí)應(yīng)用農(nóng)藝性狀和抗旱系數(shù)。研究中，根據(jù)農(nóng)藝性狀表現(xiàn)和抗旱系數(shù)綜合衡量，表現(xiàn)優(yōu)秀的抗旱材料有 ZYD1913、 ZYD2002、 ZYD2126、 ZYD2500、 ZYD509、ZYD2502、ZYD2505、ZYD3550、ZYD3654、ZYD3687、ZYD2418、ZYD1936。在抗旱種質(zhì)創(chuàng)新和抗旱育種工作中，這些材料應(yīng)作為選擇親本的重點(diǎn)考慮對(duì)象。有些材料如ZYD3483雖抗旱系數(shù)小，但在對(duì)照條件下農(nóng)藝性狀表現(xiàn)好，在育種中加以利用，可以選育具有適應(yīng)不同水分條件的大豆新品種和新種質(zhì)。

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