全 文 ：　收稿日期:2009-04-03
基金项目:科技部农业科技成果转化资金(2007GB2G410374)和新疆兵团育种攻关计划项目(2006GG04)
作者简介:张　微(1982-),女 , 硕士生 ,研究方向为麦类遗传育种。
通讯作者:李　诚(1979-),男 , 讲师 ,从事麦类遗传育种研究;e-mail:lichean 79@yahoo.com.cn。
第 27卷　第 5期
2009年 10月
石河子大学学报(自然科学版)
JournalofShiheziUniversity(NaturalScience)
Vol.27　No.5
Oct.2009
文章编号:1007-7383(2009)05-0529-07
春性小黑麦材料抗旱性的比较研究
张　微 1 ,李春艳 1 ,曹连莆1 ,钱创建 1 ,朱新在2 ,陈　军 2 ,李　诚1
(1石河子大学农学院 , 石河子 832003;2新疆兵团农八师 145团 , 石河子 832000)
摘要:为筛选抗旱性相对较强的小黑麦品(种)系 ,本文采用灰色关联度 、隶属函数值 、模糊聚类分析方法 , 通过室内
模拟干旱与大田干旱实验相结合 ,对 20个春性小黑麦品种(系)的主要农艺性状和部分生理性状与产量抗旱指数
的关联度进行分析 , 再采用隶属函数值法对参试材料进行综合评价和分析。结果表明:通过灰色关联度分析 ,各生
育阶段各性状与产量抗旱指数的关联度排序与综合三个生育阶段的各性状的总关联度排序趋势一致(除离体根系
失水速率)。再通过综合评价与聚类分析 ,最终筛选抗旱性相对较强的小黑麦抗旱品种(系)05草鉴 10、 05草鉴 12
和 H03-5。
关键词:小黑麦;抗旱性 ;灰色关联度分析
中图分类号:S512.501　　　　文献标识码:A　　　　
　　在各种逆境因子中 ,干旱已成为限制农业生产
的重要因子 。新疆固有的土壤干旱和大气干旱十分
利于抗旱品系的筛选 。小黑麦作为一种人工创造的
新型饲草作物 ,具有较强的生态适应能力和较高的
营养价值 ,已成为新疆及西北地区优质饲草 、饲料的
重要来源 ,同时 ,对改善新疆长期棉田连作都具有重
要意义 。因此 ,筛选抗旱性强的品系 ,探讨适合小黑
麦抗旱育种目标的抗旱性鉴定方法 ,提高抗旱性鉴
定与选择的准确性 ,对于种质在育种中的合理利用
和品系的适应区域提供有价值的建议 。小黑麦的抗
旱性是一个复杂的生物学性状 ,是多个因素共同作
用的结果 ,因此准确评价小黑麦的抗旱性比较困难 。
目前国内外对小黑麦抗旱性的研究主要集中在干旱
胁迫下光合特性 [ 1] 、开花期对干旱胁迫的响应机
理 [ 2, 3]等方面 ,而对小黑麦抗旱性评价及鉴定方法
研究较少 ,所用研究手段及性状选择均参考小麦和
水稻等禾本科作物 。前人应用灰色系统理论 、灰色
关联分析以及模糊数学筛选出了抗旱性较强的小麦
和水稻品种 ,而这些方法在小黑麦抗旱性鉴定中的
应用却鲜见报道 。同时 ,由于小黑麦是秸秆作为饲
草 ,籽粒作为精饲料的饲草型作物 ,因此它的抗旱育
种目标需兼顾干草产量和籽粒产量。因而 ,在性状
选择中要重视对株高 、单株重量 、分蘖数 、籽粒产量
的选育。
本研究通过室内模拟干旱与大田干旱试验相结
合 ,对 20个春性小黑麦品种(系)不同生育阶段 17
个性状进行测量 ,采用灰色关联度和模糊数学对参
试材料的抗旱性进行综合评价 ,并根据抗旱指数对
各参试品种(系)进行模糊聚类分析 ,期望从 20个
小黑麦品种(系)中筛选得到抗旱性强 、稳产 ,更加
适合新疆干旱 、半干旱地区种植的小黑麦品种
(系)。
1　材料与方法
1.1　材料
参试品种(系)为石河子大学农学院麦类育种
课题组引进或自育的春性小黑麦品种 (系)共 20
个 ,其名称和编号是 H03-5(1)、H03-7(2)、H05-2
(3)、H05-5(4)、H03-9(5)、H06-6(6)、H05-1(7)、
H05-4(8)、04草鉴 7(9)、05草鉴 3(10)、05草鉴 8
(11)、05草鉴 10(12)、05草鉴 12(13)、05草鉴 21
(14)、05草鉴 7(15)、0051-0052(16)、05草鉴 28
DOI :10.13880/j.cnki.65-1174/n.2009.05.012
(17)、H26(18)和 H33(19),对照为新小黑麦 3号
(20)。
1.2　方法
1.2.1　实验设计与田间管理
分别于 2006年和 2007年在石河子大学农学院
试验站防渗水泥池种植 ,设正常灌溉(适水)和不灌
溉(干旱)2种处理。精选种子点播 , 3次重复 ,随机
排列 ,每小区 7行 ,行长 1.4m,行距 20cm。田间管
理与大田相同。
室内实验在新疆生产建设兵团绿洲生态农业重
点实验室完成。
1.2.2　测定项目与方法
1.2.2.1　芽期
种子萌发试验:供试种子要严格精选 ,整齐一
致 。用 0.1%氯化汞溶液消毒 15min,蒸馏水漂洗 3
次 ,每次 5min,用滤纸吸干附着水。种子放在直径
为 9cm铺两层滤纸的灭菌培养皿中 ,每皿 40粒 , 3
次重复 ,分别加入 6mL蒸馏水或 6mL10%PEG-
6000(W/V)水溶液 ,萌发于 25℃黑暗条件下 。计
发芽率 、种子萌发抗旱指数 。
主要测定项目:种子萌发抗旱指数 、芽鞘存活
率 、芽鞘最大值 、最大胚根长 、根冠比 、根数 。
种子萌发抗旱指数的计算公式为:
种子萌发抗旱指数(GDRI)=水分胁迫下种子
萌发指数(PIS)/对照种子萌发指数(PIC)。
其中 PI=(1.00)nd2 +(0.75)nd4 +(0.50)nd6
+(0.25)nd8 , nd2、nd4 、nd6 、nd8分别为第 2、4、6、8d
的种子萌发率[ 4] 。
芽鞘培养实验:方法同种子萌发实验 ,每皿各浇
6mL20%PEG-6000 (W/V)水溶液 ,胁迫 10d后(初
期发芽率 100%),复水 3d。计成活芽鞘数 。测量对
照及干旱模拟处理复水后的最大芽鞘长 、最大根长 、
根数 、根冠比 。
芽鞘存活率 =复水后成活芽鞘数 /复水前成活
芽鞘数 。
1.2.2.2　苗期
主要测定项目:植株含水量 、离体叶片失水速率
(6 ～ 9h)、离体根系失水速率(10 ～ 24h)、电导率 、分
蘖数。
叶片细胞膜伤害率(电导率):剪取 18d苗龄 ,
20% PEG-6000处理 3d的小黑麦叶片 ,称重 1.000g
放入试管 ,加入 20mL蒸馏水 ,震荡 20min,用 DDS-1
型电导仪测定电导率;测定后的材料再放入 100℃
恒温水浴中处理 20min自然冷却到室温 ,再测定水
浴后的电导率 。
离体叶片 、根系失水速率:快速剪取 20d苗龄的
完整根系(先用滤纸吸干附着水)、功能叶片 3-5片 ,
迅速装入塑料袋密封 ,称叶片初始重 ,将叶片置于紗
网上自然失水 ,于 2、6、 9、24h称重 。有关文献表
明[ 5] ,叶片离体 6 ～ 9h、离体根系 10 ～ 24h失水速率
与抗旱性相关最为密切 。本试验即以此时段失水速
率作为抗旱性评定指标之一 。
植株含水量:20d苗龄的整个植株 ,先用滤纸吸
干根部附着水 ,快速称鲜重 , 105℃杀青 30min, 65℃
烘干至恒重。
植株含水量 =鲜重 -干重。
1.2.2.3　成熟期
测定项目:对防渗水泥池种植的材料测小区产
量 、株高 、主穗粒数 、主穗粒重 、千粒重 、单株重。成
熟后每小区样点内取样 ,分别进行室内考种 ,考种
10株 ,结果取平均值。
1.2.2.4　统计分析方法
相对值为该指标在干旱胁迫下数值与适水条件
下数值之比 。统计前先求相对值 ,用 DPSv7.05软
件进行统计分析。
抗旱系数 =干旱小区平均产量 /适水小区平均
产量;
抗旱指数 [ 6] =(干旱小区产量 ×抗旱系数)/干
旱小区平均产量。
灰色关联度及隶属函数值分析参考尹利等[ 7]
的方法进行分析。
2　结果与分析
2年的实验结果一致 ,因此 ,本文就 2007年的
数据进行分析 。
2.1　水分胁迫对各品种(系)性状的影响
环境胁迫对植物体的影响是多方面的 ,但最终
体现在生长发育上 。各性状的相对值表明了干旱胁
迫对各性状的影响(表 1 ～ 3),在各性状相对值中芽
鞘最大值 、最大根长 、植株含水量 、株高 、主穗粒数 、
主穗粒重 、千粒重 、小区产量 、单株重的相对值均小
于 1,说明水分胁迫使植株生长缓慢 ,籽粒灌浆不
足 ,经济学和生物学产量下降。根冠比和部分品种
的根数以及 H05-1(7)的千粒重 、H03-5(1)的分蘖
数的相对值大于或等于 1,表明干旱胁迫下植物体
有补偿机制。不同品种对干旱胁迫反应不同 ,抗旱
性强的品种(系)各指标的下降幅度低于抗旱性弱
的品种。对与抗旱性成负相关的离体叶片失水速
530 　　　　　　　　　　　　　　石河子大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　第 27卷　
率 、离体根系失水速率和电导率而言 ,抗旱性强的品
种要相对低于抗旱性弱的品种 。
通过对芽期 、苗期和成熟期各指标的相对值排
序来看 ,新小黑麦 3号(20)、H05-5(4)、05草鉴 12
(13)和 05草鉴 12(13)品种(系)各性状相对值分
别在芽期 、苗期 、成熟期及三阶段综合排序之和最
小 ,各性状相对值也均大于该性状相对值的平均值 ,
但都不是最大值;而 0051-0052(16)、H26(18)、
H05-2(3)和 H03-9(5)品种(系)各性状相对值分别
在芽期 、苗期 、成熟期及三阶段综合排序之和最大 ,
绝大部分性状相对值均小于该性状相对值的平均
值 ,但也都不是最小值。通过以上分析可以看出 ,小
黑麦的抗旱性是一个复杂的综合性状 ,其抗旱性强
弱也是不断变化的 ,任何一个生育阶段抗旱性强弱
都不能代表整个生育期的抗旱性 ,而任何一个性状
对干旱的耐受力也不能代表整个品种的抗旱性强
弱。
表 1　小黑麦芽期形态和生理指标的相对值
品种
编号
种子萌
发抗旱
指数
排序 芽鞘存活率 排序
芽鞘
最大值 排序
最大
根长 排序 根冠比 排序 根数 排序
排序
总和 总位次
1 1.1174 4 0.7500 13 0.4344 13 0.3268 13 1.6417 9 1.0385 4 56 13
2 0.9701 8 0.6000 17 0.5742 4 0.4405 3 1.3949 14 1.1250 1 47 18
3 1.0508 5 0.8000 9 0.2500 20 0.3979 7 3.9788 1 0.7308 17 59 12
4 0.9180 14 1.0000 1 0.3417 19 0.3555 10 1.8957 5 1.0385 5 54 14
5 0.9221 13 0.7500 14 0.6790 1 0.2201 20 1.5847 11 0.7000 19 78 4
6 1.1186 3 1.0000 2 0.4167 15 0.4104 5 1.9270 4 0.8276 14 43 19
7 0.8333 16 0.6667 16 0.5460 7 0.3453 12 1.3350 15 0.8854 13 79 3
8 0.9625 9 0.8000 10 0.4577 12 0.2350 19 1.4725 13 0.7600 15 78 5
9 0.9500 11 1.0000 3 0.5901 3 0.3081 14 2.2225 2 0.7304 18 51 15
10 1.1814 1 1.0000 4 0.4981 8 0.2623 17 1.9563 3 0.7500 16 49 17
11 1.0000 7 0.8000 11 0.4264 14 0.2564 18 1.8040 6 0.6429 20 76 6
12 1.1409 2 0.5000 20 0.6127 2 0.3669 8 1.5758 12 1.0370 7 51 16
13 0.8284 17 1.0000 5 0.4061 16 0.3555 9 1.5917 10 1.0000 8 65 9
14 1.0444 6 0.6000 18 0.5495 6 0.4384 4 1.0929 19 0.9355 12 65 10
15 0.8154 18 1.0000 6 0.4714 11 0.3477 11 1.0813 20 1.0385 6 72 7
16 0.6713 20 1.0000 7 0.3858 17 0.3000 15 1.2061 18 0.9600 11 88 1
17 0.8615 15 0.8000 12 0.3723 18 0.2995 16 1.2570 17 1.0870 3 81 2
18 0.7576 19 0.7500 15 0.4971 9 0.5423 1 1.6559 8 1.0000 9 61 11
19 0.9449 12 0.6000 19 0.4730 10 0.4436 2 1.3309 16 0.9655 10 69 8
20 0.9583 10 1.0000 8 0.5682 5 0.3980 6 1.7510 7 1.1111 2 38 20
平均值 0.9523 0.8208 0.4775 0.3525 1.6878 0.9182
表 2　小黑麦苗期形态和生理指标的相对值
品种
编号
离体叶片
失水速率 排序
离体根系
失水速率 排序 电导率 排序
植株
含水量 排序 分蘖数 排序
排序
总和 总位次
1 1.2213 20 0.0187 12 0.1103 20 0.9248 5 1.0000 1 58 9
2 2.0104 4 0.0133 15 0.2300 6 0.8993 14 0.5357 12 51 11
3 1.8312 11 0.0271 6 0.3261 1 0.8586 18 0.6400 7 43 14
4 2.2305 2 0.0276 5 0.1959 9 0.9570 1 0.7333 4 21 20
5 1.5016 18 0.0109 17 0.2715 3 0.8437 19 0.6667 6 63 5
6 1.8326 9 0.0252 9 0.2660 4 0.9254 3 0.4925 13 38 19
7 1.8325 10 0.0430 1 0.2755 2 0.9128 12 0.4625 14 39 18
8 1.9399 7 0.0120 16 0.2102 7 0.9242 6 0.7031 5 41 17
9 1.7130 13 0.0367 2 0.1173 19 0.9143 11 0.4237 17 62 6
10 1.8414 8 0.0293 4 0.1220 18 0.9225 8 0.4359 16 54 10
11 1.5862 14 0.0094 18 0.1256 17 0.8637 17 0.9608 2 68 3
12 2.1017 3 0.0137 14 0.1615 14 0.9207 9 0.5893 11 51 12
13 1.5710 15 0.0241 10 0.1763 12 0.9304 2 0.8333 3 42 16
531　第 5期　　　　　　　　　　　　张　微 ,等:春性小黑麦材料抗旱性的比较研究　　　　　　　　
　续表 2
14 1.5185 17 0.0254 7 0.1865 11 0.8869 15 0.4000 19 69 2
15 2.3452 1 0.0205 11 0.1461 15 0.9238 7 0.5974 9 43 15
16 1.4382 19 0.0358 3 0.2560 5 0.9253 4 0.4576 15 46 13
17 1.9543 6 0.0046 20 0.2020 8 0.7706 20 0.6167 8 62 7
18 1.5625 16 0.0163 13 0.1434 16 0.8852 16 0.5909 10 71 1
19 2.0102 5 0.0082 19 0.1701 13 0.9082 13 0.4079 18 68 4
20 1.8312 12 0.0253 8 0.1877 10 0.9148 10 0.3846 20 60 8
平均值 1.7937 0.0214 0.1940 0.9006 0.5966
　　注:相对值为该指标在干旱胁迫下数值与适水条件下数值之比(芽鞘存活率 、电导率 、离体叶片 、根系失水速率除外 , 这四
个项目的测定是通过适水条件下的材料)。
表 3　小黑麦成熟期形态指标的相对值
品种
编号 株高 排序
主穗
粒数 排序
主穗
粒重 排序
千粒
重 排序
小区
产量 排序
单株
重 排序
排序
总和
总位
次
三阶段
总位次
1 0.6793 1 0.4487 17 0.3250 16 0.8305 12 0.4328 3 0.4258 1 50 14 15
2 0.6233 4 0.5754 10 0.4776 7 0.7962 14 0.2407 8 0.2125 8 51 13 18
3 0.5170 14 0.4422 18 0.2786 20 0.7149 18 0.1477 19 0.1529 15 104 1 2
4 0.4971 16 0.5023 15 0.6342 1 0.8407 10 0.1760 13 0.1684 14 69 8 19
5 0.4571 20 0.3427 20 0.2977 19 0.9106 6 0.1695 17 0.1786 11 93 2 1
6 0.5765 9 0.4624 16 0.3184 18 0.6967 19 0.1755 14 0.1517 16 92 3 14
7 0.4761 18 0.4143 19 0.3247 17 1.0283 1 0.2172 11 0.1467 18 84 4 5
8 0.5635 10 0.5418 13 0.4770 8 0.9486 3 0.3663 4 0.2320 6 44 18 16
9 0.6293 3 0.6278 7 0.4120 13 0.6560 20 0.1743 15 0.2296 7 65 9 11
10 0.4822 17 0.6519 5 0.4643 9 0.9252 5 0.1388 20 0.0981 20 76 6 10
11 0.4633 19 0.7051 2 0.5556 3 0.8639 8 0.2240 9 0.2020 9 50 15 6
12 0.5334 12 0.5879 8 0.4836 6 0.9276 4 0.4665 1 0.1480 17 48 16 17
13 0.6497 2 0.7047 3 0.5900 2 0.9912 2 0.4474 2 0.3627 3 14 20 20
14 0.5044 15 0.6735 4 0.5343 4 0.8059 13 0.2594 7 0.1852 10 53 12 7
15 0.5947 8 0.5686 11 0.4141 12 0.7751 17 0.3035 5 0.1737 12 65 10 9
16 0.6026 6 0.5826 9 0.4061 14 0.8329 11 0.1643 18 0.1701 13 71 7 4
17 0.5242 13 0.6421 6 0.4622 10 0.8622 9 0.2949 6 0.1298 19 63 11 3
18 0.6152 5 0.5532 12 0.4912 5 0.8826 7 0.2205 10 0.3187 4 43 19 12
19 0.5963 7 0.7558 1 0.4599 11 0.7954 15 0.2057 12 0.3800 2 48 17 8
20 0.5522 11 0.5080 14 0.3790 15 0.7928 16 0.1696 16 0.2711 5 77 5 13
平均值 0.5569 0.5645 0.4393 0.8439 0.2497 0.2168
2.2　不同性状相对值与抗旱指数的关联度
根据灰色系统理论 ,关联度反映的是构成该系
统的各性状组成的比较数列和参考数列间的密切程
度 ,关联度越大 ,说明该数列和参考数列间变化的势
态越接近 ,相互关系越密切 [ 7] 。各性状的相对值与
抗旱指数的灰色关联度计算结果见表 4。首先设产
量抗旱指数为参考数列(X0),各性状指标相对值为
比较数列 ,由于离体叶片失水速率 、离体根系失水速
率和电导率与抗旱性成负相关 ,因此本研究对这 3
个指标取下限值 ,其余各指标取上限值。按照公式:
Xi′(k)=[ Xi(k)- Xi] /Si,
将原始数据标准化 ,并根据标准化处理结果求参考
数列(X0)与比较数列(Xi)标准化结果的绝对差值 。
其中 Xi′(k)为各指标原始数据 ,为同一指标平均值 ,
Si为同一指标标准差 , Xi(k)为原始数据标准化处
理结果 ,根据式(1)[ 7] (分辩系数 ρ取 0.5):
ξi(k)=
iminkmin X0(k)-Xi(k) +ρimaxkmax X0(k)-Xi(k)
X0(k)-Xi(k) +ρimaxkmax X0(k)-Xi(k)
, (1)
计算得出各性状和抗旱指数的灰色关联度 R(k),并
根据公式(2)进行归一化处理 ,确定各性状的权重
W(k),结果列于表 4。
从表 4可以看出 ,在干旱胁迫下 ,芽期各性状与
抗旱指数关联度值从大到小依次为:种子萌发抗旱
指数 、根冠比 、根数 、芽鞘最大值 、最大根长 、芽鞘存
活率 。与综合 3个生育阶段的各性状总关联度排序
趋势一致 。苗期各性状与抗旱指数关联度值从大到
532 　　　　　　　　　　　　　　石河子大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　第 27卷　
小依次为:分蘖数 、离体根系失水速率 、植株含水量 、
电导率 、离体叶片失水速率 。除离体根系失水速率
在总排序中位次较后外 ,其余各指标与总关联度排
序趋势一致 。成熟期各性状与抗旱指数关联度值从
大到小依次为:小区产量 、单株重 、千粒重 、主穗粒
重 、株高 、主穗粒数 。与总关联度排序趋势一致。从
整体来看(综合 3个生育阶段的关联度排序):小区
产量和苗期分蘖数与抗旱指数关联度最大;而离体
根系失水速率和芽鞘存活率关联度最小 。
表 4　各性状与抗旱指数的关联度 、权重及位次
性状
芽期
种子萌发
抗旱指数
芽鞘
存活率
芽鞘
最大值 最大根长 根冠比 根数
苗期
离体叶片
失水速率
离体根系
失水速率
关联度 0.7242 0.6950 0.7119 0.7012 0.7238 0.7208 0.6945 0.7546
权重 0.1693 0.1625 0.1665 0.1640 0.1692 0.1685 0.1920 0.2086
分期排序 1 6 4 5 2 3 5 2
总关联度 0.7242 0.6950 0.7119 0.7014 0.7238 0.7209 0.7278 0.6815
总权重 0.0573 0.0550 0.0564 0.0555 0.0573 0.0571 0.0576 0.0539
总排序 10 16 14 15 11 12 9 17
　　续表 4
性状 苗期电导率 植株含水量 分蘖数
成熟期
株高 主穗粒数 主穗粒重 千粒重 小区产量 单株重
关联度 0.6961 0.6984 0.7731 0.7206 0.7029 0.7242 0.7397 0.8865 0.7798
权重 0.1925 0.1931 0.2138 0.1582 0.1544 0.1590 0.1624 0.1947 0.1712
分期排序 4 3 1 5 6 4 3 1 2
总关联度 0.7162 0.7366 0.8034 0.7485 0.7302 0.7490 0.7614 0.8998 0.8007
总权重 0.0567 0.0583 0.0636 0.0593 0.0578 0.0593 0.0603 0.0712 0.0634
总排序 13 7 2 6 8 5 4 1 3
　　注:各生育期关联度 ,权重 ,关联度排序;综合三个生育阶段的总关联度 ,权重 , 排序。
2.3　各品种(系)不同生育阶段抗旱性综合
评价及相关性分析
根据性状隶属度的概念及公式(3/4)计算各性
状的隶属度 Rij,应用模糊综合评判法对各参试品种
的抗旱性进行进行评价 ,结果列于表 5。
W(k)= R(k)∑nk=1R(k)
, (2)
Rij=(Xij-Ximin)(Ximax-Ximin), (3)
Rij=1-(Xij-Ximin)(Ximax-Ximin), (4)
式(2)、(3)、(4)中 , i=1 , 2 , …m, j=1, 2, …n。
m为评价指标数 , n为待评品种数 , Xij表示第 j品
种第 i性状值 , Rij表示第 j品种第 i性状值的隶属
度。若所用指标与抗旱性呈正相关 ,用式(3);反之
用式(4)。计算结果见表 5。
从芽期排序来看 ,芽期抗旱性最强的新小黑麦
3号(20)和 H06-6(6)在苗期和成熟期抗旱性很弱 ,
总的综合评价值 、抗旱指数 、抗旱系数的排序都中等
偏后;而芽期抗旱性最弱的 05草鉴 8(11)和 H05-4
(8)在苗期和成熟期的抗旱性以及综合 3个生育阶
段的综合评价值 、抗旱指数 、抗旱系数的排序都处于
中等偏上;从苗期排序来看 ,苗期抗旱性较弱的
H05-2(3)所有排序都很偏后;而抗旱性最弱的 H05-
1(7)所有综合排序都较偏后 ,但抗旱指数和抗旱系
数都处于中等 。同样 ,从成熟期和综合三个生育阶
段来看 ,各品种的排序都存在上述情况 。
表 5　各品种(系)抗旱性综合评价及排序
品种编号 芽期D 排序
苗期
D 排序
成熟期
D 排序
综合三生育阶段
D 排序
排序
总和
总
位次 DI 排序 DC 排序
1 0.5484 6 0.8897 1 0.6956 2 0.7037 2 9 1 6.5200 3 0.4328 3
2 0.5726 3 0.4899 13 0.5401 7 0.5348 6 23 5 1.7000 8 0.2407 8
3 0.5329 10 0.3541 19 0.2266 19 0.3674 18 48 18 0.8400 19 0.1477 19
533　第 5期　　　　　　　　　　　　张　微 ,等:春性小黑麦材料抗旱性的比较研究　　　　　　　　
　　续表 5
4 0.5482 7 0.5338 9 0.4386 12 0.5049 12 28 7 0.9100 18 0.1760 13
5 0.3927 17 0.5411 7 0.2126 20 0.3664 19 44 16 1.0200 15 0.1695 17
6 0.6087 2 0.4360 18 0.3073 17 0.4471 15 37 15 1.3700 10 0.1755 14
7 0.3955 16 0.3070 20 0.2950 18 0.3354 20 54 20 1.5600 9 0.2172 11
8 0.3607 19 0.6106 5 0.5936 5 0.5180 9 29 8 3.5400 4 0.3663 4
9 0.5431 8 0.4908 12 0.482 11 0.5086 10 31 10 0.9400 17 0.1743 15
10 0.5624 4 0.5179 10 0.3623 15 0.4770 14 29 9 0.6100 20 0.1388 20
11 0.3509 20 0.7878 2 0.5048 9 0.5339 7 31 11 1.1100 12 0.2240 9
12 0.5612 5 0.5741 6 0.6046 4 0.5790 4 15 2 9.1200 1 0.4665 1
13 0.5082 11 0.6902 3 0.8896 1 0.7043 1 15 3 7.4700 2 0.4474 2
14 0.5057 13 0.4873 14 0.5158 8 0.5047 13 35 14 1.9500 7 0.2594 7
15 0.5082 12 0.5155 11 0.5028 10 0.5076 11 33 13 2.2300 6 0.3035 5
16 0.3758 18 0.4423 17 0.4346 13 0.4201 16 48 19 1.0300 14 0.1643 18
17 0.4249 15 0.4668 15 0.3508 16 0.4048 17 46 17 2.9700 5 0.2949 6
18 0.535 9 0.6323 4 0.5893 6 0.5832 3 19 4 1.0900 13 0.2205 10
19 0.4658 14 0.5362 8 0.6470 3 0.5510 5 25 6 1.1200 11 0.2057 12
20 0.6899 1 0.4567 16 0.4081 14 0.5181 8 31 12 1.0000 16 0.1696 16
　　注:D为综合评价值;DC为抗旱系数;DI为抗旱指数。
从表 6各生育阶段抗旱性综合评价值和抗旱指数之
间的相关性分析来看 ,芽期与苗期 、成熟期 、综合三
个生育阶段的抗旱性综合评价值 、抗旱指数的相关
性不显著;苗期 、成熟期 、综合三个生育阶段的抗旱
性综合评价值和抗旱指数间的相关性均达到显著或
极显著正相关水平。
分析结果再次表明小黑麦的抗旱性是一个复杂
性状 ,并始终处于动态变化的状态 ,任何一个生育时
期或生育阶段抗旱性的强弱都不能代表该品种的最
终抗旱性。
表 6　各时期综合评价值及抗旱指数之间的相关性分析
芽
期
苗
期 成熟期
综合 3个
生育阶段
抗旱
指数
芽期 1
苗期 -0.1 1
成熟期 0.06 0.67＊＊ 1
综合三个
生育阶段 0.32 0.79＊＊ 0.92＊＊ 1
抗旱
指数 0.08 0.49＊ 0.64＊＊ 0.62＊＊ 1
　　注:＊表示 P<0.05的显著水平 , ＊＊表示 P<0.01的显
著水平。
2.4　不同抗旱性小黑麦品种(系)的聚类分
析
以抗旱指数为依据用最大最小值法对各参试品
种(系)进行聚类分析(图 1)。把 20个品种(系)按
强 、中 、弱分为 3类 ,抗旱性最强的 H03-5(1)、05草
鉴 10(12)、05草鉴 12(13)的抗旱指数 、抗旱系数 、
各生育阶段综合评价值及排序(表 5)都较靠前(除
05草鉴 12在芽期), 而抗旱性最弱的 05草鉴 3
(10)除抗旱指数和抗旱系数排序最后外 ,其余排序
较分散。此结果再次说明 ,小黑麦抗旱性的复杂性 ,
不同生育时期 ,不同评价标准必然会得出不同抗旱
性评价结果。
本研究通过灰色关联度 、隶属函数值和模糊聚
类分析方法结合 ,筛选出的 3个抗旱性最强的品种
(系)各项评价指标排序基本吻合。
图 1　不同品种(系)抗旱指数最大最小值
法模糊聚类结果
3　讨论
作物抗旱性是一个综合特性 ,可以发生在生长发
育的各个阶段 ,在芽期 ,最直观的判断小黑麦抗旱性
的芽鞘存活率与抗旱指数的关联度仅有 0.6950,排在
6个指标的最后;而从总 3个生育阶段来看 ,排在 17
个指标的倒数第 2位 ,这可能与模拟干旱的 PEG-
6000浓度和胁迫时间有关 。芽期抗旱性表现很弱的
品种在其他生育期表现仍处于变化当中。有关文
534 　　　　　　　　　　　　　　石河子大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　第 27卷　
献 [ 8, 9]用此方法通过芽期筛选鉴定作物的抗旱性 ,胁
迫时间和浓度都有差异 ,因此 ,今后此方法在小黑麦
中的应用关于胁迫时间和浓度还有待进一步探讨。
同时 ,应根据小黑麦不同生育期抗旱性的变化
采取相对应的栽培措施 ,如芽期抗旱性强的品种可
应对西北及新疆春季干旱少雨的气候或前一年冬季
降水过少 ,土壤水分不足造成的土壤干旱 。而土壤
水分不足往往影响种子的发芽 ,造成缺苗断垅 ,因而
旱区有 “春种见苗收一半 ”的经验。可见 ,在北方农
业生产中了解芽期抗旱性对于促进成苗 ,减少旱境
造成的减产具有重要意义 。成熟期抗旱性强则可应
对新疆夏季的干热风 ,减少其对籽粒灌浆 、收获和叶
片持绿时间的影响 ,保证籽粒和干草产量 。
利用灰色关联分析法评价作物抗旱性以及筛选
抗旱性鉴定指标已经有所应用 ,但是 ,该方法在选择
抗旱性分析的参考数列时往往会受到诸多因素的影
响 [ 10] ,本研究为了避免构造理想品种各性状的理想
值时对分析造成的影响 ,直接采用灰色关联分析 ,分
别在小黑麦不同生育阶段及全生育期对各性状进行
关联度分析 ,并进行归一化处理 ,确定各性状权重系
数 ,得出抗旱性综合评价值 。结果发现 ,成熟期各性
状与抗旱指数关联度最大 ,除离体根系失水速率外 ,
其余各性状不同时期排序与全生育期排序趋势一
致 。而 05草鉴 21(14)、05草鉴 7(15)、05草鉴 28
(17)、H26(18)等品种(系)综合评价值排序与抗旱
指数 、抗旱系数排序之间的差异不排除实验误差 、性
状选择及测定阶段和抗旱性鉴定标准选择对结果的
影响。因此今后试验当中 ,应根据小黑麦的用途及
育种目标 ,应加大试验样本 ,增加性状选择范围(包
括农艺 、生理 、生化性状),完善试验方案 ,准确评价
小黑麦的抗旱性 ,为种质在育种中的合理利用和品
系的适应区域提供有价值的建议 。
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StudiesonDrought-resistanceinSpringTriticale
ZHANGWei1 , LIChunYan1 , CAOLianpu1 , QIANChuangjian1 ,
ZHUXinzai2 , CHENJun2 , LICheng1
(1 CollegeofAgricultural, ShiheziUniversity, Shihezi832003, China;
2StateFarmNo.145 ofAgricultureDivisionNo.8, XinjiangBINGTUAN, Shihezi832000, China)
Abstract:Thispaperaimsatscreeninghighdrought-resistancecultivarsfitingfortriticalebreedingobjectives.Ato-
talof17 traits, includingagronomicaltraitsandphysicaltraitsduringfourgrowingstagesthatmeasuredin20 triti-
calecultivarsgrownatdroughtandirrigationconditions, wereanalyzedusinggrayrelationalgradeanalysis, multifac-
torevaluationandfuzyclusteringanalysismethod.Thecorelationdegreebetweentraitanddrought-resistantindex
duringfourgrowingstagesisunifiedduringthecomprehensivethreegrowingstages(exceptwaterlosingrateofde-
tachedroots).Multifactorevaluationandfuzzyclusteringanalysismethodfacilitatedinidentifyingthedroughttoler-
anceoftriticales05caojian10, 05caojian12andH03-5 arethehighestdrought-resistant.
Keywords:titicale;drought-resistance;grayrelationaLgradeandlysis
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