全 文 ：文章编号:1001-4829(2008)01-0057-05
　　收稿日期:2006-12-21
　　基金项目:云南省 “十一五 ”麦类科技攻关项目(2006NG10);科
技部农业科技成果转化资金项目(04EFN215300273)
作者简介:程加省(1980-),男 ,云南宣威人 , 在读硕士 ,从事小
麦抗旱性育种研究 , ＊为通讯作者。
云南旱地小麦的抗旱性检测与比较
程加省 1, 2 ,于亚雄 1＊ ,杨金华 1 ,勾于宏2 ,程　耿1 ,胡银星 1 ,白永刘 3
(1.1云南省农业科学院粮食作物研究所 ,云南 昆明　 650201;2.云南农业大学农学与生物技术学院 ,云南 昆明　 650205;3.弥勒
县新哨农科站 ,云南 弥勒　 652300)
摘　要:以田麦品种云麦 47为对照 ,云南旱地品种云麦 42、云麦 50、靖麦 11为材料 ,对小麦灌浆期生理生化指标和收获后农艺性
状进行比较。结果表明:叶片水势在田旱 2种品种间的差异不显著 ,土壤水分对植物保水力的影响表现为无规律 ,田麦品种的过
氧化氢酶活性比旱地品种强 ,田麦品种可溶性糖的含量高于旱地品种 , 旱地品种的根数比田麦品种多;旱地品种的株高极显著地
高于田麦品种;旱地品种的茎粗极显著地比田麦品种粗;旱地品种茎节数比田麦品种多。
关键词:小麦;抗旱性;生理生化指标 ;农艺性状
中图分类号:S512.1　　　文献标识码:A
ThetestandcomparisonofuplandwheatdroughttoleranceinYunnan
CHENGJia-sheng1, 2 , YUYa-xiong1＊ , YANGJin-hua1 ,
GOUYu-hong2 , CHENGGeng1 , HUYin-xing1 , BAIYong-liu3
(1.FoodCropInstitute, YunnanAcademyofAgriculturalSciences, YunnanKunming650205, China;2.ColegeofAgronomy＆Bio-technic,
YunnanAgriculturalUniversity, YunnanKunming650201, China;3.AgriculturalResearchStationofXin-shao, YunnanMile652300, Chi-
na)
Abstract:WithYunmai47asthecontrol, physiologicalandbiochemistryparametersandagronomiccharacterofYunmai42, Yunmai50and
Jingmai11infilingperiodweredetermined.Theresultshowedthatthediferenceofleafwaterpotentialindry-landandirrigatedwheatvari-
etieswasnosignificant.Theefectofsoilwatercontentonwatermaintenancewasirregular.Theacativityofcatalaseinirrigatedwheatvarie-
tieswasstronggerthanthatindry-landwheatvarieties.Thesolublesugarinirigatedwheatvarietieswashigherthanthatindry-landwheat
varieties.Therootnumberandinternodenumberofdry-landwheatvarietiesweremorethanthatofirigatedwheatvarieties.Theplantheight
ofdry-landwheatvarietieswasremarkablyhigherthanthatofirrigatedwheatvarietiesandthestemwidthofdry-landwheatvarietieswasre-
markablythickerthanthatofirrigatedwheatvarieties.
Keywords:wheat;droughttolerance;physiology＆biochemistryindex;agronomiccharacter
　　小麦是云南冬春季节的主要作物 ,也是解决山
区农民温饱的主要粮食 。由于云南立体气候明显 ,
山多坝少 ,因此 ,云南小麦生产就分为田麦和旱地小
麦 2种类型 ,田麦指前茬多为水稻 ,在小麦全生育期
均可灌水和施肥;旱地麦指种在无灌溉条件的山坡
旱地上的小麦 ,并占云南小麦面积的 80%以上 。所
以 ,小麦抗旱性育种成为云南小麦育种的一个重要
课题。本文结合云南的具体情况 ,通过生理生化指
标和农艺性状相结合 ,对目前云南大面积种植的小
麦品种进行抗旱性检测和比较 ,以便为云南小麦抗
旱育种和小麦生产提供依据 。
　　在生理生化上 ,植物通过水分调节 、渗透调节 、
激素调节等方法来进行自我调控 ,避过干旱胁迫。
植物体内的水势体现水分在植物体内的能量存在状
态 ,对自身水分的吸收 、运输 、散失起着关键作
用[ 1] 。有人认为叶片水势的高低可以作为小麦抗
旱性强弱的指标 ,并区分植物是避旱(或御旱)还是
耐旱机制 [ 2 ～ 3] 。在环境稳定的情况下 ,离体叶片在
3 ～ 48 h的失水速率已广泛用于小麦抗旱性鉴
定[ 4 ～ 5] 。在干旱胁迫下 ,植物通过渗透调节保持细
胞内溶质积累 ,保证组织水势下降时细胞膨压得以
维持 ,可溶性糖作为渗透调节物贡献率仅次于 K+
而比其它物质都高 [ 2, 6 ～ 7] 。大量研究表明 ,小麦在受
57
2008年 21卷 1期
Vol.21　　No.1　　　　　　　　　　　　　　
西　南　农　业　学　报
SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences
DOI :10.16213/j.cnki.scjas.2008.01.017
表 1　叶片水势在品种间和土壤含水量间的差异性分析
Table1　Thevarianceanalysisofleafwaterpotentialindiferentvarietiesandunderdiferentsoilwatercontent
品种
Variety
均值(Pa)
Mean
位次
Rank
各品种间的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
土壤持水量
Soilwatercontent
(%)
均值(Pa)
Mean
位次
Rank
各土壤持水量间间
的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
靖麦 11Jingmai11 0.6891 4 a A <20 0.7229 1 a A
云麦 42Yunmai42 0.7014 2 a A 25 ～ 30 0.6921 5 a A
云麦 47Yunmai47 0.6891 3 a A 30 ～ 40 0.7075 3 a A
云麦 50Yunmai50 0.7628 1 a A 45 ～ 50 0.7229 2 a A
>60 0.7075 4 a A
到水分胁迫时 ,抗旱性强的小麦品种地表根系发
达 [ 8 ～ 9] ,深层根系增多 ,便于吸收更多的土壤深层水
分 ,根冠比值大 [ 10 ～ 11] 。但株高 、茎粗和茎节数与抗
旱性关系的报道很少 。
1　材料与方法
1.1　材料
材料为云南省大面积推广的旱地品种云麦 42、
云麦 50、靖麦 11,对照为田麦品种云麦 47。
1.2　方法
1.2.1　田间设计　根据土壤水分状况 ,试验设 3次
重复 , 5个处理 ,即田间持水量为 20%以下 、25% ～
30 %、30 % ～ 40 %、45 % ～ 50 %, 60 %以上 。土
壤持水量采用称重法测量。试验材料用盆栽法 ,即
选用大小相同 、下底有孔的盆 ,每盆盛混匀的土壤 8
kg。
1.2.2　测量方法参照文献[ 12] 　①叶片水势。叶片
水势采用小液流法 。在温度稳定的状况下 ,用分析
纯配一系列不同浓度的蔗糖溶液甲组以及与甲组对
应浓度的乙组 ,均盖上胶塞 ,以防蒸发 。选取数片叶
子 ,用打孔器打取 40 ～ 50片 ,混匀 ,在乙组试管中各
放入 8 ～ 10片 ,并使叶片全部被溶液浸没 ,盖紧胶
塞 ,放置 20min,并经常摇动 。在乙组中加入少许甲
烯蓝 ,摇匀 ,用注射器吸取着色液少许插入原同浓度
的甲组试管中部然后放出着色液一滴 ,观察有色溶
液的升降情况 。②叶片保水力。取带叶鞘的完整叶
片插入水中 ,待其充分复水 ,剪掉叶鞘并称叶片的重
量 ,然后把叶片放入一个温度湿度都比较稳定的环
境中 , 3 ～ 24h后取出称重并记录 ,再放入原环境中
直至重量不变 ,称重并记录。 ③组织中可溶性糖含
量的测定 。取新鲜材料 0.5 ～ 1 g,剪碎放入大试管
中置沸水中浸提 20min,转入 100 mL容量瓶中定容
成待测液 。取待测液 2 mL加入 20mL刻度试管中 ,
沿管壁加入 5mL蒽酮-硫酸试剂 ,猛摇 2 ～ 3 min使
液体充分混匀 ,置试管架上室温显色 10 ～ 15min,冷
却后比色 ,读取吸光度 ,查标准曲线 ,求得相应的糖
浓度 。④过氧化氢酶活性测定。取新鲜材料 5 g,用
少量磷酸缓冲液把材料研磨成浆 ,洗入 50 mL容量
瓶中并定容。然后转入三角瓶中 , 25 ～ 30 ℃恒温水
浴浸提 1 ～ 2 h。取出 4000 r/min离心 15 min,取 5
mL上清液入三角瓶中 ,再加入 5 mLH2O2 ,同时计
时 ,在 30℃恒温水浴中 10 min,取出立即加入 10%
H2SO4 5 mL用 0.1 mol/LKMnO4标准溶液滴定至
出现粉红色(30s内不消失)为终点 。
表 2　叶片保水力在品种间和土壤含水量间的差异性分析
Table2　Thevarianceanalysisofleafwaterretentioncapacityindiferentvarietiesandunderdiferentsoilwatercontent
品种
Variety
均值(%)
Mean
位次
Rank
各品种间的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
土壤持水量
Soilwatercontent
(%)
均值(%)
Mean
位次
Rank
各土壤持水量间间
的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
靖麦 11Jingmai11 83.282 2 a A <20 81.495 1 a A
云麦 42Yunmai42 84.3189 1 a A 25 ～ 30 70.3182 5 a A
云麦 47Yunmai47 81.7601 3 a A 30 ～ 40 81.2968 2 a A
云麦 50Yunmai50 63.9181 4 b B 45 ～ 50 77.403 4 ab A
>60 81.0857 3 b A
58 西　南　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　21卷
表 3　过氧化氢酶活性在品种间和土壤含水量间的差异性分析
Table3　Thevarianceanalysisofcatalaseactiveindiferentvarietiesandunderdiferentsoilwatercontent
品种
Variety
均值
(mg· g-1·
min-1)
Mean
位次
Rank
各品种间的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
土壤持水量
Soilwatercontent
(%)
均值
(mg· g-1·
min-1)
Mean
位次
Rank
各土壤持水量间间
的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
靖麦 11Jingmai11 0.641 4 a A <20 1.5466 1 a A
云麦 42Yunmai42 1.2714 2 a A 25 ～ 30 1.258 2 a A
云麦 47Yunmai47 1.2998 1 a A 30 ～ 40 1.0101 3 a A
云麦 50Yunmai50 1.0417 3 a A 45 ～ 50 0.7498 5 a A
>60 0.753 4 a A
2　结果与分析
2.1　水势
从表 1可见 4个品种间的叶片水势差异不显
著 ,但云麦 50、云麦 42比对照云麦 47高 ,靖麦 11比
对照低 。田间土壤持水量小于 20 %的反而水势较
高 ,在持水量为 25 % ～ 50%时 ,水势随着持水量的
增加而增大 ,当土壤持水大于 60 %时 ,水势反而下
降 。
2.2　保水力
从表 2看出 ,靖麦 11、云麦 42、云麦 47的保水
力都极显著地强于云麦 50,而靖麦 11、云麦 42、云
麦 47之间差异不显著 。表 2显示 ,当土壤持水量小
于 20%时 ,植物的保水力最强 ,其次是土壤持水量
为 30% ～ 40 %和大于 60 %,土壤持水量为 45 %
～ 50 %排在第 4,在土壤持水量为 25 % ～ 30 %时 ,
植物的保水力最差 。
2.3　过氧化氢酶
由表 3看出 ,各品种间酶的活性的差异不显著 ,
但都比对照云麦 47低。而当土壤持水在 40%以下
时 ,酶的活性随持水量的增大而减小 ,当大于 60 %
时 ,酶的活性第 4,在土壤持水量 45 % ～ 50 %时最
差。说明当植物受到水分胁迫时 ,活性氧清除物过
氧化氢酶增多 。
2.4　可溶性糖含量
表 4说明云麦 42、云麦 50的可溶性糖含量与
对照的差异显著 ,而靖麦 11可溶性糖含量与对照差
异性极显著。从土壤持水量来看 ,持水量为 25% ～
30 %时组织中可溶性糖含量最高 ,其次是小于 20
%的 。当持水量大于 40%时 ,随着土壤持水量的增
表 4　可溶性糖含量在品种间和土壤含水量间的差异性分析
Table4　Thevarianceanalysisofdissolvablesugarindiferentvarietiesandunderdiferentsoilwatercontent
品种
Variety
均值(%)
Mean
位次
Rank
各品种间的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
土壤持水量
Soilwatercontent
(%)
均值(%)
Mean
位次
Rank
各土壤持水量间间
的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
靖麦 11Jingmai11 3.72 4 a A <20 5.5068 2 a A
云麦 42Yunmai42 5.4359 2 ab AB 25 ～ 30 5.5805 1 a A
云麦 47Yunmai47 5.7564 1 bc AB 30 ～ 40 4.5063 3 a A
云麦 50Yunmai50 4.3093 3 c B 45 ～ 50 4.244 4 a A
>60 4.1934 5 a A
表 5　根数在品种间和土壤含水量间的差异性分析
Table5　Thevarianceanalysisofrootsindiferentvarietiesandunderdiferentsoilwatercontent
品种
Variety
均值(%)
Mean
位次
Rank
各品种间的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
土壤持水量
Soilwatercontent
(%)
均值(%)
Mean
位次
Rank
各土壤持水量间间
的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
靖麦 11Jingmai11 11.2202 2 a A <20 14.9433 1 a A
云麦 42(Yunmai42) 11.994 1 ab A 25 ～ 30 12.6941 2 b B
云麦 47Yunmai47 9.952 4 b A 30 ～ 40 10.8275 3 c BC
云麦 50Yunmai50 10.0873 3 b A 45 ～ 50 9.2144 4 d C
>60 6.3875 5 e D
591期 　　　　　　程加省等:云南旱地小麦的抗旱性检测与比较
表 6　株高在品种间和土壤含水量间的差异性分析
Table6　Thevarianceanalysisofthewheattalnessindiferentvarietiesandunderdiferentsoilwatercontent
品种
Variety
均值(cm)
Mean
位次
Rank
各品种间的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
土壤持水量
Soilwatercontent
(%)
均值(cm)
Mean
位次
Rank
各土壤持水量间间
的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
靖麦 11Jingmai11 43.4895 3 a A <20 17.3986 5 d D
云麦 42Yunmai42 48.3927 2 a A 25 ～ 30 40.5394 4 c C
云麦 47Yunmai47 36.5111 4 a AB 30 ～ 40 48.7042 3 b BC
云麦 50Yunmai50 48.5122 1 b B 45 ～ 50 53.1425 2 b AB
>60 61.3472 1 a A
高 ,可溶性糖的含量下降。
2.5　根数
由表 5可见品种间根数在 5 %上差异显著 ,在
1 %上差异不显著 。云麦 42的根数最多 ,靖麦 11
第 2 ,云麦 50第 3,对照云麦 47最少。随着土壤持
水量的升高 ,根数逐渐减少 ,且差异极显著 。
2.6　株高
表 6表明 ,靖麦 11、云麦 42的株高与对照的株
高差异极不显著 ,云麦 50与对照差异极显著 ,但都
比对照云麦 47多 。土壤持水量的统计结果表明:株
高随持水量的增加而增高 ,且差异显著。
2.7　茎粗
表 7说明 , 3个品种与对照的茎粗在 5 %水平
差异显著;但 3个品种间差异不显著 。在 1%水平 ,
云麦 42与对照差异极显著 ,而云麦 50和靖麦 11与
对照的差异显著。在 5 %水平上 ,除土壤持水小于
20 %水平表现为差异极显著外 ,各持水量之间茎粗
差异不显著;在 1 %水平 ,土壤持水量小于 20 %差
异极显著 ,大于 60 %表现极显著 ,其余各持水量之
间茎粗表现显著。
2.8　茎节数
由表 8看出 ,品种间的茎节数的变化都不显著。
在 5 %水平 ,当土壤持水量小于 20 %时 ,茎节数的
变化极显著 ,其余各水分间差异不显著。在 1 %水
平 ,当土壤持水量小于 20%时 ,差异极显著;土壤持
水量为 25 % ～ 50%时 ,各水平间的差异不显著 ,当
土壤持水量大于 60 %时 ,茎节数的变化极不显著 。
表 7　茎粗在品种间和土壤含水量间的差异性分析
Table7　Thevarianceanalysisofstemthickindiferentvarietiesandunderdiferentsoilwatercontent
品种
Variety
均值(cm)
Mean
位次
Rank
各品种间的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
土壤持水量
Soilwatercontent
(%)
均值(cm)
Mean
位次
Rank
各土壤持水量间间
的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
靖麦 11Jingmai11 0.2075 3 a AB <20 0.1325 5 b B
云麦 42Yunmai42 0.231 1 a A 25 ～ 30 0.2075 3 a AB
云麦 47Yunmai47 0.1787 4 b B 30 ～ 40 0.231 1 a AB
云麦 50Yunmai50 0.2173 2 a AB 45 ～ 50 0.1787 4 a AB
>60 0.2173 2 a A
表 8　茎节数在品种间和土壤含水量间的差异性分析
Table8　Thevarianceanalysisofstemknarindiferentvarietiesandunderdiferentsoilwatercontent
品种
Variety
均值(节)
Mean
位次
Rank
各品种间的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
土壤持水量
Soilwatercontent
(%)
均值(节)
Mean
位次
Rank
各土壤持水量间间
的差异显著水平
Significancelevel
5% 1%
靖麦 11Jingmai11 5.2213 1 a A <20 5.415 1 b A
云麦 42Yunmai42 4.952 3 a A 25 ～ 30 5.0833 4 a AB
云麦 47Yunmai47 4.7093 4 a A 30 ～ 40 5.3017 2 a AB
云麦 50Yunmai50 5.2 2 a A 45 ～ 50 5.1375 3 a AB
>60 4.1658 5 a B
60 西　南　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　21卷
3　讨　论
　　叶片水势在田旱两种品种间的差异不显著 ,叶
片水势不随土壤水分变化而变化;土壤水分对植物
保水力的影响表现为无规律;田麦品种的过氧化氢
酶活性比旱地品种的强;田麦品种的可溶性糖在叶
片中的含量高于其它旱地品种 ,品种间的差异表现
为显著或极显著;根数在各品种间表现显著或极显
著 ,旱地品种的根数比田麦品种的多;株高在各旱地
品种间的差异不显著 ,但都极显著地高于田麦品种;
茎粗在旱地品种间差异不显著 ,但都极显著地比田
麦品种粗;虽然茎节数之间没有显著的差异 ,但旱地
品种都比田麦品种的多。
小麦的抗旱性是一个系统的统一体 ,并不能用
单一的指标来衡量其抗旱性的强弱。在筛选抗旱品
种时要多角度综合考虑。在水分胁迫下 ,小麦的生
理生化会随着胁迫程度的变化而改变 ,通过生理生
化指标的测定可以有效地对小麦的抗旱性进行筛
选 。小麦的农艺性状由于受遗传的影响 ,容易测出
品种间的差异 ,并且容易区分该品种是旱地品种还
是田麦品种 。说明在小麦抗旱性筛选时 ,生理生化
指标和农艺性状相结合更有效 。
参考文献:
[ 1]张林刚,邓西平.小麦抗旱性生理生化研究进展 [ J] .干旱地区农
业研究, 2000, 18(3):87-92.
[ 2]梁新华 ,徐兆桢 ,许　兴 ,等.小麦抗旱生理研究现状与思考 [ J].
甘肃农业科技 , 2001(2):24-27.
[ 3]周桂莲 ,杨慧霞.小麦抗旱性鉴定的生理生化指标及其分析评价
[ J] .干旱地区农业研究 , 1996, 12(2):65-71.
[ 4]王凤宝 ,董立峰 ,尹秀玲 ,等.小麦离体叶片室内自然干化失水率
与品种抗旱性关系的研究 [ J] .河北农业技术师范学院学报 ,
1997, 11(1):50-54.
[ 5]兰巨生.对离体叶片失水率作为小麦抗旱性指标的评价 [ J] .华
北农业学报 , 1997, 12(4):52-56.
[ 6] TurnerNC.Techniquesandexperimentalapproachesforthemeas-
urementofplantwaterstatus[J].Plant＆Soil, 1981, 58:339-366.
[ 7] LudlowMM, MuchowRC.Acriticalevalutionoftraitsforimpro-
vingcropyieldinwater-limitedenvironments[ J].AdvancesinAg-
ronomy, 1990, 43:107-153.
[ 8]吴永成 ,周顺利 ,王志敏.小麦于抗旱性有关的根系遗传改良研
究进展 [ J] .麦类作物学报 , 2004, 24(3):101-104.
[ 9]张荣芝 ,刘桂茹 ,卢建祥 ,等.小麦抗逆育种几个抗旱性状以及主
要农艺性状的遗传研究 [ J] .河北农业大学学报 , 1996, 19(4):6
-12.
[ 10] EdmeadsGO, BolanosJ, LafiteHR, etal.Selectionimproves
droughttoleranceintropicalmaizepopulations:Ⅰ graininbiomass,
grainyield, andharvestindex[ J].CropScience, 1999, 39:1306-
1315.
[ 11] LafiteHR, EdeadesGO.Stresstoleranceintropicalmaizeis
linkedtoconstitutivechangeineargrowthcharacteristics[ J].Crop
Science, 1995, 35:820-826.
[ 12]叶尚宏.植物生理生化实验教程 [ M] .昆明:云南科技出版社 ,
2004.
(责任编辑　谢晓慧)
611期 　　　　　　程加省等:云南旱地小麦的抗旱性检测与比较