1、DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2022-0077潘多锋，张瑞博，李道明，金慧，高超，张睿，王明泽，高嫱，周春薇，张举梅.箭筈豌豆种质资源苗期抗旱性综合评价.草业科学,2023,40(1):188-199.PANDF,ZHANGRB,LIDM,JINH,GAOC,ZHANGR,WANGMZ,GAOQ,ZHOUCW,ZHANGJM.ComprehensiveevaluationofdroughtresistanceintheVicia sativagermplasmattheseedlingstage.PrataculturalScience,2023,40(1):1
2、88-199.箭筈豌豆种质资源苗期抗旱性综合评价潘多锋1，张瑞博1，李道明1，金慧1，高超1，张睿1，王明泽2，高嫱2，周春薇3，张举梅1（1.黑龙江省农业科学院草业研究所,黑龙江哈尔滨150086；2.黑龙江省农业科学院大庆分院,黑龙江大庆163316；3.黑龙江省农业科学院乡村振兴科技研究所,黑龙江哈尔滨150086）摘要：抗旱种质资源的筛选与评价是抗旱品种选育的基础。鉴定箭筈豌豆(Vicia sativa)种质资源的抗旱性，确定抗旱评价指标和方法，筛选抗旱种质资源，为抗旱箭筈豌豆品种的选育提供基础材料。本研究采用苗期反复干旱法，对52 份箭筈豌豆种质资源的抗旱性进行了综合评价。结果表明：
3、干旱胁迫显著降低了箭筈豌豆的株高、地上部干鲜重、地下部干鲜重、根冠比以及根瘤数。相关分析表明，地上部干鲜重与株高显著正相关，与地下部干鲜重和根冠比显著负相关。主成分分析共提取出 5 个主成分，其累计贡献率达到 86.33%。聚类分析结果表明，供试箭筈豌豆资源可分为高抗旱型、抗旱型、中抗型、敏感型和极度敏感型 5 个类别。地上部生物量和株高与箭筈豌豆抗旱性的关联度较高，它们可作为箭筈豌豆种质资源苗期抗旱性评价的重要指标。VS35、VS34、VS30 和 VS21 的抗旱能力强，可作为抗旱品种选育的亲本材料。而 VS16、VS28、VS27 和 VS46 的抗旱能力较差，但可作为箭筈豌豆抗旱机理、
4、调控机制等方面研究的基础材料。关键词：箭筈豌豆；变异系数；抗旱级别；抗旱系数；干旱胁迫；幼苗期；综合评价文献标志码：A文章编号：1001-0629(2023)01-0188-12Comprehensive evaluation of drought resistance in theVicia sativa germplasm at the seedling stagePANDuofeng1,ZHANGRuibo1,LIDaoming1,JINHui1,GAOChao1,ZHANGRui1,WANGMingze2,GAOQiang2,ZHOUChunwei3,ZHANGJumei1(1.Ins
5、tituteofForageandGrasslandSciences,HeilongjiangAcademyofAgriculturalSciences,Harbin150086,Heilongjiang,China;2.DaqingBranches,HeilongjiangAcademyofAgriculturalSciences,Daqing163316,Heilongjiang,China;3.InstituteofRuralRevitalizationScienceandTechnology,HeilongjiangAcademyofAgriculturalSciences,Harbi
6、n150086,Heilongjiang,China)Abstract:Theselectionandevaluationofdrought-resistantgermplasmresourcesarethebasicstepsinthebreedingofdrought-resistantvarieties.Theidentificationofdroughtresistance,determinationofevaluationmethodsandindexes,andscreeningofhighdroughtresistancegermplasmscanprovidethebasicm
7、aterialsforthebreedingofdrought-resistantViciasativavarieties.Thedrought-resistantof52V.sativagermplasmsattheseedlingstagewerecomprehensivelyevaluatedusingarecurrentdroughtmethodundergreenhouseconditions.Theresultsshowedthatdroughtstresssignificantlyreducedtheplantheight,shootfreshanddryweight,rootf
8、reshanddryweight,shoot/rootratio,andnodulenumber.Thecorrelation收稿日期：2022-01-31接受日期：2022-05-11基金项目：国家绿肥产业技术体系(CARS-22-G-02)；黑龙江省自然科学基金(LH2021C088)；黑龙江省农业科学院基金项目(2020FJZX038)第一作者：潘多锋(1980-)，男，宁夏青铜峡人，副研究员，博士，研究方向为草地管理及牧草种质资源。E-mail:通信作者：张举梅(1965-)，女，黑龙江哈尔滨人，研究员，博士，研究方向为牧草种质资源。E-mail:188-199草业科学第40卷第1期1
9、/2023PRATACULTURALSCIENCEVol.40,No.1http:/analysis showed that the shoot fresh and dry weight had was significantly positively correlated with plant height butsignificantlynegativelycorrelatedwithrootfreshanddryweightandshoot/rootratio.Fiveprincipalcomponentswereextracted,andtheyaccountedfor86.33%of
10、thecumulativecontributionrate.BasicontheDvalue,allthetestedgermplasmsweredividedinto5droughtresistancegrades:Highdroughtresistance,droughtresistance,moderateresistance,sensitiveresistance,andhighsensitivity.VS35,VS34,VS30,andVS21hadthehighestdroughtresistanceamongallgermplasmsandcouldbeusedasparenta
11、lmaterialsforthebreedingofdrought-resistantvarieties.AlthoughVS16,VS28,VS27,andVS46hadthelowestdroughtresistance,thesegermplasmscouldbeusedinthestudyofdroughtresistancemechanismsandregulatorymechanisms.Theshootbiomassandplantheightwerestronglycorrelatedwithdroughtresistanceandrepresentimportantident
12、ificationindicesfordroughtresistanceevaluationsofV.sativaattheseedlingstage.Keywords:commonvetch(Vicia sativa);coefficientofvariation;droughtresistancegrades;droughtresistancecoefficient;droughtresistance;seedlingstage;comprehensiveevaluationCorresponding author:ZHANGJumeiE-mail:箭筈豌豆(Vicia sativa)又名
13、救荒野豌豆、大巢菜，是豆科野豌豆属一年生或越年生，二倍体(2n=12)自花授粉草本植物1-2。箭筈豌豆生长速度快、生育周期短，其根部具根瘤，能够固氮、改善土壤结构，是我国主栽的绿肥作物之一3-4。此外，箭筈豌豆营养价值高、适口性好、适应性广，亦是一种优良的牧草，有效促进绿肥+产业的发展。例如，箭筈豌豆与燕麦(Arena sativa)混播，能够有效解决我国高寒牧区饲草料不足的问题5-6。箭筈豌豆在土耳其、中亚、南美等地区普遍种植，在我国的长江中下游、华北和西北等地区种植面积较大7-8。选育抗旱品种是人们应对干旱气候带来不利影响的重要手段之一，而抗旱种质资源的评价与筛选则是抗旱品种选育的基础。植
14、物抗旱评价主要集中在种子萌发期9、苗期10和全生育期113 个时期，而苗期鉴定因易操作、可重复、周期短、受环境影响小等特点，已被广泛应用12。在植物苗期抗旱评价研究中，多指标(如生长发育指标、形态学指标以及生理生化指标等)、多方法(如相关分析、聚类分析、主成分分析、灰色关联分析和隶属函数法)的综合评价已被公认为最科学、合理、有效的方法。然而，作为我国重要绿肥作物之一的箭筈豌豆，其抗旱性的研究却十分有限。韩梅等13采用 PEG-6000 溶液模拟干旱胁迫，运用模糊数学隶属函数法评价了10 份箭筈豌豆种质资源。任永霞等14对箭筈豌豆、毛叶苕子(Vicia villosa)和光叶苕子(Viciavi
15、llosavar)种子萌发期的抗旱性进行了评价，并指出在 3 种绿肥作物中，箭筈豌豆的抗旱性最强。为了促进我国抗旱箭筈豌豆品种的选育，提供更多的抗旱种质资源，本研究采用反复干旱法，观测记录了来自 11 国家的 52 份箭筈豌豆种质的株高、生物量、根长、叶宽、根瘤数等，运用相关分析、主成分分析、聚类分析和标准差系数赋予权重法对其抗旱性进行了综合评价及指标筛选，以期为箭筈豌豆抗旱育种、机理、调控机制等方面的研究提供基础材料。1 材料与方法 1.1 试验材料参试的箭筈豌豆资源共 52 份，18 份(VS1VS18)国内资源均来自中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，34 份(VS19VS52)国外
16、资源均由黑龙江省农业科学院草业研究所提供(表 1)。1.2 试验方法试验于 2019 年 8 月10 月在黑龙江省农业科学院智能温室进行，温室内平均温度 26.8，湿度42.1%，日照时长 8h。将 020cm 耕层的大田土壤装入高 21.5cm、底径 17.5cm、口径 26.5cm 的花盆中，每盆装土 3kg。2019 年 8 月 1 日播种，每份材料种植 6 盆。出苗后三叶期定苗，每盆保留长势健壮一致的幼苗 20 株。于 2019 年 9 月 10 日，幼苗长到四叶期时，采用反复干旱法进行干旱胁迫处理。将6 个花盆分成两组(每组 3 盆，即 3 次重复)，一组进行干旱胁迫(处理组)，一组正常浇水(对照组)。为了确保试验前所有花盆土壤湿度一致，在处理的前一天，采用称重法对所有材料进行统一浇水，使其土壤含水量达到田间持水量的 80%。对照组保持正常浇水，处理组则停止供水。当处理组土壤含水量第1期潘多锋等：箭筈豌豆种质资源苗期抗旱性综合评价189http:/降至田间持水量的 20%时进行第 1 次复水，复水至田间持水量的 80%，之后停止供水。如此进行两次干旱复水处理12,15。1.3