全 文 ：＊ 通讯作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈａｎｇｘｕｘ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
收稿日期：２０１２－０５－３０；修回日期：２０１２－０８－２１
基金项目：公益性行业（农业）科研专项（２０１１０３００５）“绿肥作物
生产与利用技术集成研究及示范”；国家农作物种质资源平台资助
作者简介：刘佳（１９８４－ ），男，安徽六安人，研究实习员，硕士，
２０１０年毕业于中国农业科学院，从事绿肥利用及农业环境研究，已
发表论文３篇，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｊｉａ４２２＠１２６．ｃｏｍ．
文章编号：１６７３－５０２１（２０１２）０６－００１８－０８
ＰＥＧ胁迫下１５份紫云英种质材料萌发期的抗旱性鉴定
刘 佳１，徐昌旭１，＊，曹卫东２，谢志坚１，秦文婧１
（１．江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所／农业部长江中下游作物生理生态与耕作重点实验室／
国家红壤改良工程技术研究中心，江西 南昌 ３３０２００；２．农业部作物营养与施肥重点开放实验室／中国
农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 １０００８１）
摘要：以不同渗透势的ＰＥＧ－６０００溶液模拟干旱胁迫条件，对１５份不同来源的紫云英（Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ）种质
材料的萌发特性和抗旱能力进行了研究。结果表明：（１）低浓度的ＰＥＧ胁迫对部分紫云英种质的种子萌发有一定
的促进作用；（２）ＰＥＧ胁迫加剧会导致紫云英种子的发芽率、萌发抗旱指数、活力指数下降，而胚根／胚芽比值上
升；（３）ＰＥＧ浓度达到２０％时所有紫云英种质的种子均不能萌发；（４）运用模糊数学隶属函数法对１５份紫云英种
质材料进行综合评价，发现其抗旱性强弱顺序为，萍宁３号＞湘肥２号＞南京芦庄紫云英＞浙紫６２－１８＞常山紫
云英＞兵库紫云英＞金沙紫云英＞南充紫云英＞７８－７＞青浦紫云英＞７３－１２９＞７２－２４＞清江紫云英＞７８－１８
＞７８－１－１。
关键词：紫云英；种质；ＰＥＧ胁迫；抗旱性
中图分类号：Ｓ５５１ 文献标识码：Ａ
种植和利用绿肥作物在培肥土壤、改善土壤
理化性质、提高后茬作物的产量与品质、保持水
土、防风固沙、净化环境等方面有着良好的功效，
是我国农业生产中一项传统的农业措施，已有数
千年的历史［１］。紫云英（Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ Ｌ．）为
豆科黄芪属越年生草本植物，俗称红花草、花草、
草籽等，是我国南方稻区最主要的冬季绿肥作物，
也可用作蜜源植物、饲料等［２］。据报道：紫云英每
年可固氮（Ｎ）１５３ｋｇ／ｈｍ２，活化、吸收钾（Ｋ２Ｏ）１２６
ｋｇ／ｈｍ２，替代化肥的效果明显［３］。在南方稻区，紫
云英一般在晚稻或单季稻生长后期套种，次年春
天盛花期就地翻压用作绿肥，也有部分地区刈割
紫云英鲜草青饲或青贮后喂养牲畜。但实际生产
中，水稻收获后降水逐渐减少，干旱环境不利于紫
云英种子萌发，尤其是近年来南方稻区季节性伏
旱秋旱频繁发生，在紫云英播种时往往因干旱导
致出苗困难或死苗，严重影响紫云英的生长发育
和鲜草产量。因此，在当前气候条件下，干旱已成
为限制紫云英生产发展的主要因素之一。为了解
决这一问题，除了继续提高水分利用效率外，发掘
抗旱种质材料和选育抗旱品种也是一个重要途
径。
聚乙二醇（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ，简称“ＰＥＧ”）
是一种亲水性很强的惰性高分子聚合物，常用作干
旱胁迫剂。利用ＰＥＧ模拟干旱环境，已成为种子萌
发期抗旱性研究的重要手段［４～６］，在小麦［７］、棉
花［８］、水稻［９］、牧草［１０］及多种园林植物［１１］上均有广
泛应用。目前关于紫云英抗旱性评价的研究较少，
传统方法是在大田或种质资源圃中根据干旱后其生
长发育情况进行定性评价，将ＰＥＧ应用在紫云英抗
旱品种筛选的研究中从未尝试，也未见报道。本研
究利用ＰＥＧ模拟干旱环境，对国内外引进的１５份
紫云英种质材料在种子萌发期的抗旱性能进行系统
评价，从而为选择抗旱性强的紫云英品种提供科学
理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
供试的１５份紫云英种子全部来源于江西省农
业科学院土壤肥料与资源环境研究所绿肥作物种质
资源圃（表１）。种子均在２０１０年采收，晾干后剔除
杂质室温下保存于种子袋中。ＰＥＧ－６０００由国药
集团化学试剂有限公司生产，分析纯。
—８１—
第３４卷 第６期
Ｖｏｌ．３４ Ｎｏ．６
中 国 草 地 学 报
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｒａｓｓｌａｎｄ
２０１２年１１月
Ｎｏｖ．２０１２
表１ 供试１５份种质材料及原产地
Ｔａｂｌｅ １ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｏｒｉｇｉｎｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ
代号
Ｃｏｄｅ
种子库编号
Ｓｅｅｄ ｂａｎｋ ＩＤ
国家统一编号
Ｃｏｕｎｔｒｙ ＩＤ
品系名称
Ｓｔｒａｉｎ
熟型
Ｔｙｐｅ
原产地
Ｏｒｉｇｉｎ
０１ Ｉ７Ａ０００２２ ００００００２２ 清江紫云英 早熟型 江西省樟树市
０２ Ｉ７Ａ０００２３ ００００００２３ ７３－１２９ 早熟型 江西省农业科学院
０３ Ｉ７Ａ０００２４ ００００００２４ ７８－１８ 早熟型 江西省抚州市农业科学研究所
０４ Ｉ７Ａ０００２５ ００００００２５ ７２－２４ 早熟型 河南省信阳市农业科学研究所
０５ Ｉ７Ａ０００２６ ００００００２６ ７８－７ 早熟型 江西省抚州市农业科学研究所
０６ Ｉ７Ａ０００２７ ００００００２７ ７８－１－１ 早熟型 江西省抚州市农业科学研究所
０７ Ｉ７Ａ０００２８ ００００００２８ 湘肥２号 早熟型 湖南省农业科学院
０８ Ｉ７Ａ００３２９ ００００００３６ 浙紫６２－１８ 中熟型 浙江省农业科学院
０９ Ｉ７Ａ０００３５ ００００００３７ 青浦紫云英 中熟型 上海市青浦区
１０ Ｉ７Ａ０００３６ ００００００３８ 兵库紫云英 中熟型 日本兵库县
１１ Ｉ７Ａ０００３７ ００００００３９ 南京芦庄紫云英 中熟型 江苏省南京市江浦
１２ Ｉ７Ａ０００３９ ００００００４１ 南充紫云英 中熟型 四川省南充市
１３ Ｉ７Ａ０００４１ ００００００４３ 萍宁３号 中熟型 广西壮族自治区农业科学院
１４ Ｉ７Ａ０００４２ ００００００４４ 金沙紫云英 中熟型 贵州省金沙县
１５ Ｉ７Ａ０００４３ ００００００４５ 常山紫云英 中熟型 浙江省常山县
１．２ 研究方法
按 Ｍｉｃｈｅｌ等的方法［１２］配置ＰＥＧ－６０００干旱
胁迫溶液，设４个处理，质量分数分别为５％、１０％、
１５％和 ２０％，对 应 的 渗 透 势 分 别 为 －０．０５４、
－０．１７７、－０．３９３、－０．７３５ＭＰａ［１１］，用蒸馏水作对
照（ＣＫ）。
精选成熟饱满且大小均匀的种子３０粒，用５％
的次氯酸钠溶液消毒５ｍｉｎ，清水洗净后置于培养
皿中，以双层滤纸为发芽床，加入ＰＥＧ溶液１０ｍｌ，
对照处理加等量蒸馏水，３次重复，室温（２３±２℃）
下黑暗培养８ｄ，每天定时记录种子萌发数。培养结
束时，在每个培养皿中随机选取５棵具有代表性的
幼苗，测量其胚根、胚芽的长度及幼苗鲜重，计算相
对发芽率、胚根／胚芽值、抗旱指数和活力指数等指
标。相关计算公式如下：
相对发芽率ＧＲ（％）＝ＧＴ／ＧＣＫ×１００［１３］
式中，ＧＴ 为胁迫处理的发芽率；ＧＣＫ为对照的
发芽率。
抗旱指数［１４］＝ 干旱胁迫下种子萌发指数
（ＰＩＳ）／对照种子萌发指数（ＰＩＣ）。
式中，ＰＩ＝（１．００）Ｒｄ２＋（０．７５）Ｒｄ４＋（０．５）
Ｒｄ６＋（０．２５）Ｒｄ８；Ｒｄ２、Ｒｄ４、Ｒｄ６、Ｒｄ８分别为第
２ｄ、４ｄ、６ｄ、８ｄ的种子发芽率。
活力指数［１５］＝Ｇｉ×Ｓ
式中，Ｇｉ＝∑（Ｇｔ／Ｄｔ）；Ｇｔ为ｔ日的发芽数；Ｄｔ
为对应的发芽天数；Ｓ为幼苗鲜重。
１．３ 抗旱性综合评价方法
模糊数学隶属函数法在植物抗旱性研究中有着
广泛应用［４，１１］，本研究也采用此方法对不同紫云英
种质材料的抗旱性进行综合评价。
（１）分别对所测的抗旱指标用下式求出每个种
质各指标的具体隶属值。
Ｘ（μ）＝（Ｘ－Ｘｍｉｎ）／（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）
式中，Ｘ为某种质某一指标的测定值；Ｘｍａｘ为所
有待鉴定种质某一指标测定值的最大值；Ｘｍｉｎ为该
指标中的最小值。
（２）求出每个紫云英种质各抗旱指标在不同
ＰＥＧ浓度下的隶属值，然后把每一指标在不同ＰＥＧ
浓度下的隶属值累加求平均值，最后再将每一种质
各抗旱指标的隶属值累加求平均值。最终的平均值
越大，则抗旱性越强。
１．４ 数据分析
采用ＥＸＣＥＬ、ＳＰＳＳ１６．０等软件进行数据统计
分析。
２ 结果与分析
２．１ ＰＥＧ胁迫对紫云英种子相对发芽率的影响
质量分数为２０％的ＰＥＧ－６０００溶液处理下，
供试１５份紫云英种质材料的种子在培养结束时均
未见萌发，故对此浓度处理不做讨论。
种子发芽率受种子本身特性的影响较大，相对
发芽率可以较客观地反映种子萌发期的相对抗旱
性，相对发芽率越大则说明抗旱性越强（表２）。整
体来看，当ＰＥＧ浓度由５％上升到１０％时，仅０３和
０５号种质的相对发芽率显著降低，降幅分别达到
３０．３５％和１４．００％，表明这两份种质对干旱胁迫较
—９１—
刘 佳 徐昌旭 曹卫东 谢志坚 秦文婧 ＰＥＧ胁迫下１５份紫云英种质材料萌发期的抗旱性鉴定
为敏感；继续升高ＰＥＧ浓度，所有种质的相对发芽
率均显著下降。从具体浓度来看，当ＰＥＧ浓度为
５％和１０％时，０７、０８、１１、１２、１３和１５号６份种质的
相对发芽率均大于１００％，与对照相比有所上升，表
现出了较强的抗旱性，并且这两种浓度下均以１３号
种质的相对发芽率为最高，分别达到１１９．２２％和
１１２．９４％；但当ＰＥＧ浓度上升为１５％时，则以０７
号种质的相对发芽率最高，且显著高于１３号种质。
可见，在不同程度的干旱胁迫下，不同种质的抗旱性
表现有所差异。
表２ ＰＥＧ胁迫下紫云英的相对发芽率（％）
Ｔａｂｌｅ ２ Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ ｕｎｄｅｒ ＰＥＧ ｓｔｒｅｓｓ（％）
种质代号
Ｃｏｄｅ
各胁迫处理的发芽率 Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｕｎｄｅｒ ＰＥＧ ｓｔｒｅｓｓ
５％ １０％ １５％
０１ ８８．９５±３．６６ｄｅ（ａ） ８５．６５±５．４１ｃｄｅｆ（ａ） ２．２７±３．２１ｅｆ（ｂ）
０２ ８６．５５±３．３１ｅ（ａ） ９４．４４±７．８６ａｂｃｄｅ（ａ） ５．４１±０．２１ｄｅｆ（ｂ）
０３ ９７．２２±３．９３ｂｃｄｅ（ａ） ６７．７１±１．４７ｆ（ｂ） ０．００±０．００ｆ（ｃ）
０４ ８５．３１±３．５３ｅ（ａ） ８９．３９±８．５７ｂｃｄｅｆ（ａ） ６．６３±３．４８ｄｅｆ（ｂ）
０５ ９２．４３±６．０５ｃｄｅ（ａ） ７９．４９±０．２２ｅｆ（ｂ） ５．９１±０．３４ｄｅｆ（ｃ）
０６ ８５．２９±４．１６ｅ（ａ） ７０．５９±１６．６４ｆ（ａ） ２．９４±４．１６ｅｆ（ｂ）
０７ １０２．８３±１０．１５ｂｃｄ（ａ） １０２．５０±３．５４ａｂｃｄ（ａ） ２５．５４±０．７７ａ（ｂ）
０８ １０５．８８±８．３２ａｂｃ（ａ） １０９．６１±５．２７ａｂ（ａ） １５．４９±３．０５ｂｃ（ｂ）
０９ １０５．４０±６．５１ａｂｃ（ａ） ８０．６０±１４．９９ｅｆ（ａ） ０．００±０．００ｆ（ｂ）
１０ ９１．１８±４．１６ｄｅ（ａ） ７９．４１±４．１６ｅｆ（ａ） ８．８２±４．１６ｃｄｅ（ｂ）
１１ １０８．６８±３．４４ａｂ（ａ） １０９．３８±１３．２６ａｂ（ａ） １９．３８±０．８８ａｂ（ｂ）
１２ １０９．０９±６．４３ａｂ（ａ） １０６．８２±９．６４ａｂｃ（ａ） ４．５５±０．００ｄｅｆ（ｂ）
１３ １１９．２２±１０．５４ａ（ａ） １１２．９４±９．９８ａ（ａ） １２．１６±７．７６ｂｃｄ（ｂ）
１４ ９３．４５±３．６０ｃｄｅ（ａ） ８３．９８±３．３７ｄｅｆ（ａ） １１．６２±２．８５ｂｃｄ（ｂ）
１５ １０６．０７±０．２６ａｂｃ（ａ） １０３．３１±１３．００ａｂｃｄ（ａ） ９．０１±３．９０ｃｄｅ（ｂ）
注：不同字母表示在５％水平下差异显著；括号外的字母为同一处理１５份种质材料之间的比较，括号内的字母为同一种质不同处理之间
的比较；下同。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｍｅａｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｔ ５％ｌｅｖｅｌ．Ｔｈｅ ｌｅｔｔｅｒｓ ｏｕｔｓｉｄｅ ｔｈｅ ｂｒａｃｋｅｔｓ ｍｅａｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｅｒｍ－
ｐｌａｓｍ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｔｈｅ ｌｅｔｔｅｒｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｂｒａｃｋｅｔｓ ｍｅａｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｂｅｌｏｗ．
２．２ ＰＥＧ胁迫对紫云英种子萌发胚根／胚芽比值
的影响
干旱胁迫一般会对种子萌发过程中的胚根／胚
芽值产生影响［１６］。从表３可以看出，随着ＰＥＧ胁
迫的加剧，各紫云英种质的胚根／胚芽值均呈逐渐上
升趋势。对照条件下，各种质的胚根／胚芽比值范围
在０．８０（０９号）～１．０６（１４号）之间；ＰＥＧ浓度为
５％时，胚根／胚芽比值范围在０．８０（０１号）～１．３２
（１２号）之间，与对照相比提高了 －６．９８％ ～
３０．６９％；ＰＥＧ浓度为１０％时，胚根／胚芽比值的范
围在１．１５（０５号、１３号）～１．６７（０４号）之间，与对
照相比提高了１７．９２％ ～７８．２６％；ＰＥＧ浓度增加
到１５％时，０３和０９号种质已不能萌发，０１和０６号
种质虽能萌发但没有胚芽长出，其余种质的胚根／胚
芽比值进一步变大，其范围在２．７７（１４号）～６．８０
（０４号）之间，与对照相比提高了１６１．３２％ ～５６６．６７％。
从方差分析可以看出，ＰＥＧ浓度为５％和１０％时，
０５、０７、１０、１１、１３和１４号种质的胚根／胚芽比值与
对照相比无显著差异，而其余种质则显著增加，说明
０５号等６份紫云英种质的胚根／胚芽比值受低浓度
ＰＥＧ胁迫的影响较小；但当ＰＥＧ浓度为１５％时，所
有正常萌发的紫云英种质的胚根／胚芽比值与对照
相比均显著增加。
２．３ ＰＥＧ胁迫对紫云英种子萌发抗旱指数的影响
图１是１５份紫云英种质在不同ＰＥＧ浓度下的
抗旱指数。可以看出，当ＰＥＧ 浓度为５％时，０７、
０８、０９、１３和１５号种质的抗旱指数均大于１，其中
０８和１３号的抗旱指数显著高于其他种质，分别达
到１．１２６和１．３１４；与对照相比，０２、０４、０５和０６号
种质的抗旱指数显著降低，所有种质中以０４号的抗
旱指数为最低，仅为０．７４７。ＰＥＧ浓度为１０％时，
除０７、０８和１３号种质外，其余所有种质的抗旱指数
均显著降低，此时０８和１３号种质的抗旱指数仍大
于１，分别为１．０９１和１．０８４；０６号种质的抗旱指数
最低，为０．５６４；ＰＥＧ浓度为１５％时，所有种质的抗
旱指数均显著降低，此时以０７号种质的抗旱指数
０．２１２相对最高，０８、１１和１３号种质的抗旱指数分
别为０．１０３、０．１３４和０．１０１，其余种质的抗旱指数
—０２—
中国草地学报 ２０１２年 第３４卷 第６期
均小于０．１００，０３和０９号种质的抗旱指数为０。
表３ ＰＥＧ胁迫下紫云英的胚根／胚芽比值
Ｔａｂｌｅ ３ Ｒｏｏｔ／ｓｈｏｏｔ ｒａｔｉｏｓ ｏｆ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ ｕｎｄｅｒ ＰＥＧ ｓｔｒｅｓｓ
种质代号
Ｃｏｄｅ
各胁迫处理的比值 Ｒｏｏｔ／ｓｈｏｏｔ ｒａｔｉｏｓ ｕｎｄｅｒ ＰＥＧ ｓｔｒｅｓｓ
ＣＫ ５％ １０％ １５％
０１ ０．８６±０．０８ｄｅｆ（ｂ） ０．８０±０．１４ｄ（ｂ） １．４３±０．０６ａｂｃｄ（ａ） －
０２ ０．９２±０．０３ａｂｃｄｅｆ（ｃ） １．０４±０．１０ｃｄ（ｃ） １．６４±０．０２ａｂ（ｂ） ２．８６±０．１２ｆ（ａ）
０３ １．０２±０．０３ａｂｃ（ｂ） １．０２±０．１３ｃｄ（ｂ） １．２６±０．０６ｃｄ（ａ） －
０４ １．０２±０．０６ａｂｃ（ｃ） ０．９８±０．１１ｃｄ（ｃ） １．６７±０．１３ａ（ｂ） ６．８０±０．３８ａ（ａ）
０５ ０．８４±０．０５ｅｆ（ｂ） １．０６±０．０４ｂｃ（ｂ） １．１５±０．０３ｄ（ｂ） ４．７９±０．９１ｂｃｄ（ａ）
０６ ０．９８±０．０９ａｂｃｄｅ（ｂ） １．１２±０．０５ａｂｃ（ｂ） １．４０±０．２４ａｂｃｄ（ａ） －
０７ ０．９５±０．０６ａｂｃｄｅｆ（ｂ） １．０８±０．０７ａｂｃ（ｂ） １．５３±０．１６ａｂｃ（ｂ） ３．５９±０．４１ｅｆ（ａ）
０８ ０．９８±０．０３ａｂｃｄｅ（ｄ） １．１２±０．０１ａｂｃ（ｃ） １．５８±０．０２ａｂ（ｂ） ５．７４±０．１６ｂ（ａ）
０９ ０．８０±０．０４ｆ（ｃ） １．０４±０．０３ｃｄ（ｂ） １．３５±０．０６ｂｃｄ（ａ） －
１０ ０．９８±０．０９ａｂｃｄｅ（ｂ） ０．９９±０．０３ｃｄ（ｂ） １．１８±０．２５ｄ（ｂ） ４．５１±０．１８ｃｄｅ（ａ）
１１ ０．９０±０．０９ｂｃｄｅｆ（ｂ） １．１７±０．００ａｂｃ（ｂ） １．４２±０．１２ａｂｃｄ（ｂ） ３．７４±０．６０ｄｅｆ（ａ）
１２ １．０１±０．０２ａｂｃｄ（ｄ） １．３２±０．０１ａ（ｃ） １．５８±０．０５ａｂ（ｂ） ５．００±０．２２ｂｃ（ａ）
１３ ０．８７±０．０９ｃｄｅｆ（ｂ） １．０８±０．１６ａｂｃ（ｂ） １．１５±０．１０ｄ（ｂ） ４．５７±０．２４ｃｄｅ（ａ）
１４ １．０６±０．０１ａ（ｂ） １．２２±０．１７ａｂｃ（ｂ） １．２５±０．１８ｃｄ（ｂ） ２．７７±０．５１ｆ（ａ）
１５ １．０３±０．０７ａｂ（ｃ） １．３０±０．２０ａｂ（ｂｃ） １．４４±０．０３ａｂｃｄ（ｂ） ５．１８±０．１８ｂｃ（ａ）
注：“－”表示未发芽；下同。
Ｎｏｔｅ：“－”ｍｅａｎｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｅｅｄｓ ｄｉｄ ｎｏｔ ｇｅｒｍｉｎａｔｅ，ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｂｅｌｏｗ．
图１ ＰＥＧ胁迫下紫云英的抗旱指数
Ｆｉｇ．１ Ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ ｕｎｄｅｒ ＰＥＧ ｓｔｒｅｓｓ
２．４ ＰＥＧ胁迫对紫云英种子萌发活力指数的影响
种子活力与种子发芽速率、整齐度、抗逆性和幼
苗健壮生长等密切相关。从表４可以看出，除０８和
１３号种质在５％ＰＥＧ胁迫下，活力指数与对照相比
有所提高（分别提高２０．６７％和１４．０４％），其余种质
的活力指数都随着ＰＥＧ浓度的升高而降低。对照
条件下，０５号种质的活力指数最高，为２．５２５，显著
高于其它种质；０８号种质的活力指数最低，为
１．１０７；ＰＥＧ浓度为５％时，与对照相比，活力指数下
降幅度在５．５５％（１５号）～４９．６２％（０５号）之间，并
且０１、０２、０３、０４、０５、０６、０７和１０号种质的下降幅度
达到了显著水平，此时１０号种质的活力指数最高，
为１．６６１，以０２号种质的活力指数０．９３２为最低；
ＰＥＧ浓度为１０％时，与对照相比，各种质的活力指
—１２—
刘 佳 徐昌旭 曹卫东 谢志坚 秦文婧 ＰＥＧ胁迫下１５份紫云英种质材料萌发期的抗旱性鉴定
数均显著下降，降幅在１８．９９％（０８号）～７３．６８％
（０５号）之间，此时１１号种质的活力指数最大，为
０．９５８，以０３号种质的活力指数０．４１８为最小；
ＰＥＧ浓度达到１５％时，与对照相比，各种质活力指
数的下降幅度均大于９０％，此时以０７号种质的活
力指数最大，为０．０８６，并显著高于其他所有种质，
但也仅相当于对照的５．２０％。
表４ ＰＥＧ胁迫下紫云英的活力指数
Ｔａｂｌｅ ４ Ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ ｕｎｄｅｒ ＰＥＧ ｓｔｒｅｓｓ
种质代号
Ｃｏｄｅ
各胁迫处理的活力指数 Ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ ｕｎｄｅｒ ＰＥＧ ｓｔｒｅｓｓ
ＣＫ ５％ １０％ １５％
０１ １．４４８±０．０７７ｄｅｆ（ａ） １．０７０±０．１５８ｂｃ（ｂ） ０．４８９±０．０７４ｄｅ（ｃ） ０．００３±０．００５ｅｆ（ｄ）
０２ １．７４７±０．０４３ｂｃｄｅ（ａ） ０．９３２±０．１７０ｃ（ｂ） ０．６２２±０．１９２ｂｃｄｅ（ｂ） ０．００７±０．００２ｄｅｆ（ｃ）
０３ １．５７３±０．０３５ｃｄｅ（ａ） １．００３±０．１３８ｂｃ（ｂ） ０．４１８±０．０３１ｅ（ｃ） ０．０００±０．０００ｆ（ｄ）
０４ ２．０１５±０．１９０ｂｃ（ａ） １．２６４±０．１６７ａｂｃ（ｂ） ０．７６２±０．０１２ａｂｃｄ（ｃ） ０．０１９±０．０１６ｃｄｅ（ｄ）
０５ ２．５２５±０．２６９ａ（ａ） １．２７２±０．１６２ａｂｃ（ｂ） ０．６６５±０．００７ｂｃｄｅ（ｃ） ０．０２３±０．００４ｃｄ（ｄ）
０６ １．８２４±０．０４４ｂｃｄ（ａ） １．２５４±０．２７４ａｂｃ（ｂ） ０．６２７±０．２０５ｂｃｄｅ（ｃ） ０．００４±０．００５ｅｆ（ｄ）
０７ １．６４７±０．１９５ｃｄｅ（ａ） １．３４８±０．０２５ａｂｃ（ｂ） ０．８３３±０．０５０ａｂｃ（ｃ） ０．０８６±０．００２ａ（ｄ）
０８ １．１０７±０．０３９ｆ（ｂ） １．３３６±０．０８５ａｂｃ（ａ） ０．８９７±０．００６ａｂ（ｃ） ０．０２８±０．０１２ｃ（ｄ）
０９ １．７１２±０．１６９ｂｃｄｅ（ａ） １．３８０±０．１０３ａｂ（ａ） ０．６０３±０．１４０ｃｄｅ（ｂ） ０．０００±０．０００ｆ（ｃ）
１０ １．８７６±０．１１０ｂｃｄ（ａ） １．６６１±０．０８１ａ（ｂ） ０．７３３±０．０３４ａｂｃｄ（ｃ） ０．０２６±０．００９ｃｄ（ｄ）
１１ １．８４０±０．２３８ｂｃｄ（ａ） １．６１９±０．０７７ａ（ａ） ０．９５８±０．１２２ａ（ｂ） ０．０５４±０．００８ｂ（ｃ）
１２ ２．１４３±０．３９１ｂ（ａ） １．６５３±０．０８７ａ（ａ） ０．８５９±０．１８３ａｂｃ（ｂ） ０．０１３±０．００３ｄｅｆ（ｃ）
１３ １．３１２±０．０６２ｅｆ（ａ） １．４９６±０．１７４ａ（ａ） ０．７０９±０．１５６ａｂｃｄ（ｂ） ０．０３５±０．００３ｃ（ｃ）
１４ １．６４３±０．２６６ｃｄｅ（ａ） １．５１１±０．３４４ａ（ａ） ０．６８９±０．０９７ａｂｃｄｅ（ｂ） ０．０３０±０．００６ｃ（ｃ）
１５ １．６０７±０．２００ｃｄｅ（ａ） １．５１８±０．２６５ａ（ａ） ０．８２４±０．０７６ａｂｃ（ｂ） ０．０２０±０．０１０ｃｄｅ（ｃ）
２．５ 综合评价
种子萌发期的抗旱性是多因素互作的复杂综合
性状，用单一指标进行抗旱性能评价难以全面反映
植物的真实抗旱能力，因此采用模糊数学隶属函数
法，对供试１５份紫云英种质的相对发芽率、胚根／胚
芽比值、抗旱指数、活力指数进行隶属函数值计算，
得出不同紫云英种质抗旱隶属函数总平均值。结果
表明，１３ 号种质的抗旱性最强，其总平均值为
０．７２３；其次是０７和１１号，其总平均值分别为０．６８６
和０．６６８；所有种质中，０６号的抗旱性最低，其平均
值仅为０．１７４。可见不同紫云英种质的抗旱性是存
在差异的。
表５ 抗旱指标隶属值及抗旱性综合评价
Ｔａｂｌｅ ５ Ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ
种质代号
Ｃｏｄｅ
相对发芽率
Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ
胚根／胚芽比值
Ｒｏｏｔ／ｓｈｏｏｔ ｒａｔｉｏ
抗旱指数
Ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ
活力指数
Ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ
平均值
Ａｖｅｒａｇｅ
抗旱排名
Ｏｒｄｅｒ
０１ ０．２０６ ０．４８６ ０．２１９ ０．１２０ ０．２５８ １３
０２ ０．２８９ ０．５２３ ０．１９８ ０．１５５ ０．２９１ １１
０３ ０．１２３ ０．４５８ ０．０９１ ０．０３２ ０．１７６ １４
０４ ０．２４６ ０．２１６ ０．１７１ ０．４３７ ０．２６８ １２
０５ ０．２４１ ０．６６９ ０．１１３ ０．３９８ ０．３５５ ９
０６ ０．０６９ ０．３００ ０．０３６ ０．２９１ ０．１７４ １５
０７ ０．７６７ ０．５０７ ０．６９０ ０．７８０ ０．６８６ ２
０８ ０．７１７ ０．２７０ ０．７１８ ０．５９１ ０．５７４ ４
０９ ０．２９６ ０．３８０ ０．２１２ ０．３１９ ０．３０２ １０
１０ ０．２６７ ０．７１３ ０．２８０ ０．６３１ ０．４７３ ６
１１ ０．７９３ ０．５０８ ０．５１２ ０．８５９ ０．６６８ ３
１２ ０．５８４ ０．２０５ ０．３３１ ０．６５１ ０．４４３ ８
１３ ０．８２５ ０．６７２ ０．８２１ ０．５７３ ０．７２３ １
１４ ０．３５９ ０．６６８ ０．２９４ ０．５４８ ０．４６７ ７
１５ ０．５８８ ０．２９２ ０．４５６ ０．５９７ ０．４８３ ５
—２２—
中国草地学报 ２０１２年 第３４卷 第６期
３ 结论与讨论
利用ＰＥＧ－６０００模拟干旱胁迫来鉴定不同植
物的抗旱性是一种比较可靠的方法。本研究以不同
渗透势的ＰＥＧ－６０００溶液模拟不同强度的干旱胁
迫条件，对１５份不同来源的紫云英种质材料的萌发
特性和抗旱能力进行了研究。从结果可以看出，低
浓度的ＰＥＧ胁迫（ＰＥＧ浓度为５％或１０％时）对部
分紫云英种质的种子萌发有一定的促进作用，如０８
和１５号种质的发芽率、抗旱指数、活力指数等指标
在低干旱胁迫下与对照相比均有所增加，这可能是
由于低浓度的ＰＥＧ处理对种子萌发起到了“引发作
用”［１７］。引发作用在前人关于其它作物种子萌发的
抗旱性研究中也有报道。孙景宽等［１１］研究发现，低
浓度的 ＰＥＧ 处理对柠条（Ｃａｒａｇａｎａ Ｋｏｒｓｈｉｎｓｋｉｉ
Ｋｏｍ．）和杠柳（Ｐｅｒｉｐｌｏｃａ ｓｅｐｉｕｍ Ｂｇｅ）的种子萌发
具有较好的引发作用，在５％ ～１５％浓度的ＰＥＧ
胁迫下，柠条和杠柳的种子萌发率有时会超过对照
处理；梁国玲等［１６］则发现５％ ～１０％的ＰＥＧ浓度
下，４种羊茅属植物的相对发芽率、发芽势、发芽指
数和活力指数均大于对照。引发作用的机理目前仍
处于探索之中，可能是由于在渗透调控下，利于调节
种子萌发的速度和整齐度［１８］，也可能是由于提高了
种子内酶的活性、加速了新陈代谢作用或对核酸产
生了有利影响［１９］。但随着ＰＥＧ胁迫的逐渐加剧，
受到引发作用的紫云英种质的种子萌发也将受到抑
制，这说明ＰＥＧ浓度的升高使得它对种子的作用已
由引发转为抑制，但临界浓度的具体数值还有待进
一步研究，而且不同作物、不同品种其临界浓度也不
相同。本研究中，０１、０３号等大多数种质并未表现
出被引发的现象，可能就是由于５％的ＰＥＧ浓度已
超出它们的临界浓度值。引发作用可能是物种在长
期繁衍过程中对环境变化的一种适应性反应。
从本研究还可看出，在受到较弱的ＰＥＧ胁迫
时，大多数紫云英种质的胚根长度增加，这是因为在
干旱胁迫下，植物吸收的营养物质优先供给地下器
官（胚根）生长，以利于幼苗的成活［２０］；同时，胚根伸
长也利于从环境中吸收更多的水分，是紫云英适应
缺水环境的一种表现。当ＰＥＧ超过一定浓度后，胚
根生长受到抑制，长度减小。但不论是何种强度的
ＰＥＧ胁迫，均会使紫云英的胚芽生长受到抑制，且
抑制强度一般大于胚根，因而出现胚根／胚芽比值随
ＰＥＧ胁迫加剧而不断变大的现象。
植物的抗旱性是受多种因素影响的复杂数量性
状，单一指标难以全面客观反映植物的抗旱性强弱。
李培英等［４］、苏秀红等［２１］的研究都可看出，以单一
指标进行评价的结果之间往往差别很大，本研究也
是如此。而采用隶属函数法，既消除了个别指标带
来的片面性，又由于平均值是［０，１］区间上的纯
数，使各物种各指标的抗旱性差异具有可比性［２２］，
所以采用多指标进行综合评价更具有可行性和可靠
性。种子萌发的相对发芽率［２１］、胚根／胚芽比值［１６］、
抗旱指数［１１］和活力指数［１０］等指标在鉴定种子抗旱
性方面得到了广泛应用。本研究采用模糊数学隶属
函数法通过以上４个指标对１５份不同来源的紫云
英种质材料萌发期的抗旱性进行综合评价，发现其
抗旱性与种质熟型有明显相关性，大体上中熟种质
的抗旱性要强于早熟种质，具体的抗旱性强弱顺序
为：萍宁３号＞湘肥２号＞南京芦庄＞浙紫６２－１８
＞常山＞兵库＞金沙＞南充＞７８－７＞青浦＞７３－
１２９＞７２－２４＞清江＞７８－１８＞７８－１－１。
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中国草地学报 ２０１２年 第３４卷 第６期
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｄｒｏｕｇｈｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ １５Ａｃｃｅｓｓｉｏｎｓ ｏｆ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ
ｓｉｎｉｃｕｓ Ｌ．Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｔ Ｓｅｅｄ Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ Ｓｔａｇｅ
ｕｎｄｅｒ ＰＥＧ Ｓｔｒｅｓｓ
ＬＩＵ Ｊｉａ１，ＸＵ Ｃｈａｎｇ－ｘｕ１，ＣＡＯ Ｗｅｉ－ｄｏｎｇ２，ＸＩＥ Ｚｈｉ－ｊｉａｎ１，ＱＩＮ Ｗｅｎ－ｊｉｎｇ１
（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ＆Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｊｉａｎｇｘｉ Ａｃａｄｅｍｙ
ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ／Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｒｏｐ Ｅｃｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ
ａｎｄ Ｆａｒｍｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ Ｌｏｗｅｒ Ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ／Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｒｅｄ Ｓｏｉｌ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３０２００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｒｏｐ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ／Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ
ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ １５ａｃｃｅｓｓｉｏｎｓ ｏｆ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ
Ｌ．ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｓｍｏｔｉｃ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ（ＰＥＧ－６０００）．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ
ａｓ ｆｏｌｏｗｓ：（１）Ｌｏｗ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＥＧ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｍｅ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ ｇｅｒｍ－
ｐｌａｓｍ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．（２）Ａｓ ｔｈｅ ｄｒｏｕｇｈｔ ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ，ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｍａ－
ｔｅｒｉａｌｓ ｗａｓ ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ．Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ，ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ ｄｅｃｌｉｎｅｄ，ｗｈｉｌｅ ｒｏｏｔ／
ｓｈｏｏｔ ｒａｔｉｏ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．（３）Ａｌ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆａｉｌｅｄ ｔｏ ｇｅｒｍｉｎａｔｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎ－
ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＥＧ ｒｅａｃｈｅｄ ２０％．（４）Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔ－
ａｎｃｅ，１５ａｃｃｅｓｓｉｏｎｓ ｏｆ Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｏｒｄｅｒｅｄ ｂｅｌｏｗ：Ｐｉｎｇｎｉｎｇ ３＞Ｘｉａｎｇｆｅｉ
２＞ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｌｕｚｈｕａｎｇ＞Ｚｈｅｚｉ ６２－１８＞Ｃｈａｎｇｓｈａｎ＞Ｂｉｎｇｋｕ＞Ｊｉｎｓｈａ＞ Ｎａｎｃｈｏｎｇ＞７８－７＞ Ｑｉｎｇｐｕ
＞７３－１２９＞７２－２４＞ Ｑｉｎｇｊｉａｎｇ＞７８－１８＞７８－１－１．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｓｔｒａｇａｌｕｓ ｓｉｎｉｃｕｓ Ｌ．；Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ；ＰＥＧ ｓｔｒｅｓｓ；Ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
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刘 佳 徐昌旭 曹卫东 谢志坚 秦文婧 ＰＥＧ胁迫下１５份紫云英种质材料萌发期的抗旱性鉴定