全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2015, 41(6): 963971 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由中国农业科学院科技创新工程和国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-09)资助。
 通讯作者(Corresponding author): 王述民, E-mail: wangshumin@caas.cn, Tel: 010-62175628
第一作者联系方式: E-mail: llssg66@126.com, Tel: 010-62175628
Received(收稿日期): 2014-12-04; Accepted(接受日期): 2015-04-02; Published online(网络出版日期): 2015-04-07.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20150407.1045.004.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2015.00963
普通菜豆品种苗期抗旱性鉴定
李 龙 王兰芬 武 晶 景蕊莲 王述民
中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程, 北京 100081
摘 要: 以不同来源的普通菜豆品种为材料, 采用盆栽法, 设正常供水和反复干旱 2种处理, 测定 11项生理指标, 采用
灰色关联度理论进行苗期抗旱性指标筛选, 通过加权抗旱指数(weighted drought-resistance index, WDI值)和抗旱度量值
D (drought resistance comprehensive evaluation values, D值) 对供试材料进行抗旱性综合评价并通过聚类分析划分抗旱
等级。结果表明, 不同指标与综合抗旱指数的关联度大小依次为叶片相对含水量(0.7726)、PSII最大量子产量(0.7607)、
叶绿素含量(0.7435)、反复干旱存活率(0.7341)、生物量(0.7329)、茎叶干重(0.7314)、根干重(0.7192)、气孔导度(0.7159)、
根冠比(0.7092)、株高(0.7086)、叶面积(0.6910)。基于加权抗旱指数和抗旱度量值 D的评价结果存在一定差异, 但不同
材料的抗旱性排序大体一致。根据抗旱度量值 D将供试材料分为高抗、中抗、敏感和高敏感 4个级别, 各占总数的 10%、
6%、58%和 26%。综上所述, 叶片相对含水量、PSII最大量子产量和叶绿素含量等 10项指标可用于普通菜豆苗期抗旱
性综合评价; 加权抗旱指数与抗旱度量值 D 两种综合指标相结合能够提高鉴定结果的可靠性; 50个参试普通菜豆品种
中, 白金德利豆、跃进豆、兔子腿、圆白菜豆和 260205抗旱性强。
关键词: 普通菜豆; 抗旱性; 灰色关联度分析; 模糊聚类分析; 综合评价
Identification of Drought Resistence at Seedlings Stage in Common Bean
(Phaseolus vulgaris L.) Varieties
LI Long, WANG Lan-Fen, WU Jing, JING Rui-Lian, and WANG Shu-Min*
National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement / Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences,
Beijing 100081, China
Abstract: Eleven physiological indices of different common bean varieties were measured under the conditions of irrigation and
repeated drought in pot, drought resistance evaluation indices at seedling stage were selected by using grey relational theory, the
drought resistance of each germplasm was comprehensively evaluated according to weighted drought-resistance index and
drought-resistance measuration value (D-value) and graded by fuzzy cluster analysis. The results showed that the association de-
gree between different indices and comprehensive drought resistance indices was ranked as follows: leaf relative water content
(0.7726), Fv/Fm (0.7607), chlorophyll content (0.7435), survival rate (0.7341), biomass (0.7329), shoot dry weight (0.7314), root
dry weight (0.7192), stomatal conductance (0.7159), root/shoot ratio (0.7092), plant height (0.7086), leaf area (0.6910). The
evaluation results based on weighted drought-resistance index and D-value had some differences, but the drought resistance rank
was essentially the same. According to D-value, tested materials were divided into four groups including high resistance (10%),
moderate resistance (6%), susceptible (58%) and highly susceptible (26%). In conclusion, ten indices including leaf relative water
content, Fv/Fm, chlorophyll content and so on can be used to evaluate the drought resistance at seedling stage in common bean;
combining weighted drought-resistance index and D-value can improve the reliability of identification results. Among the 50
tested varieties, Baijindelidou, Yuejindou, Tuzitui, Yuanbaicaidou and 260205 have the better drought resistance.
Keywords: Common bean; Drought resistance; Grey relational analysis; Fuzzy cluster analysis; Comprehensive evaluation
普通菜豆(Phaseolus vulgaris L.)是世界上种植面积最
大的食用豆类, 籽粒含有丰富的蛋白质、碳水化合物和纤
维素, 是许多国家和地区的主要营养来源之一[1]。2013年,
全球共有 90多个国家种植普通菜豆, 总产量约为 2.31×
964 作 物 学 报 第 41卷


107 t, 我国总产量约为 1.41×106 t, 位列第 4 [2]。干旱是制
约普通菜豆生产的主要因素, 据统计, 全球 60%的普通菜
豆产区遭受干旱, 肯尼亚和南非等地减产幅度高达 80%[3]。
我国普通菜豆主要分布于云南、贵州、陕西、山西、湖北、
黑龙江、内蒙古等省区, 频发的春旱使这些主产区普遍存
在出苗不齐, 幼苗长势较弱, 甚至出苗后旱死等现象, 产
量大幅下降。因此, 普通菜豆抗旱性遗传改良备受关注。
发掘抗旱种质资源是遗传改良的基础, 多年来, 国外
学者对其开展了大量工作。White 等[4]通过田间筛选得到
了 BAT477、A195 和 BAT1289 抗旱材料, 它们能够在干
旱条件下加强根系生长 , 吸取深层土壤的水分以延缓植
株脱水。Rao 等[5]从国际热带农业研究中心(CIAT)保存的
普通菜豆种质资源中筛选到 2份抗旱材料 RAB650 和
SEA23, 它们在干旱条件下具有较高的氮肥利用效率; 此
外, Rao等[6]还根据籽粒收获指数筛选得到 SER16、SER5
和 SEA5 抗旱材料。然而, 我国虽有 5000 余份普通菜豆
种质, 蕴含丰富的抗旱基因资源, 但国内学者仅对其中部
分材料进行了鉴定 [7], 因而可利用的抗旱资源十分匮乏,
这就需要加快种质资源的评价工作。大量研究表明, 仅利
用某一农艺性状或生理指标很难准确评价作物抗旱性 ,
而筛选多项指标进行综合评价已逐渐成为作物抗旱性鉴
定的主要方法[8]。谷子、小麦、油菜等通过灰色关联度分
析筛选指标 , 在此基础上利用加权抗旱指数或抗旱度量
值 D综合评价, 大大提高了鉴定结果的可靠性[8-10]。但截
至目前 , 普通菜豆的抗旱性仍以存活率或抗旱指数等单
一指标评价, 结果存在较大差异[11]。因此, 改变传统思路,
系统研究普通菜豆抗旱指标体系和评价方法尤为重要 ,
有利于提高抗旱资源鉴定的准确性及效率。
本研究选取50个不同来源的普通菜豆品种 , 采用盆
栽反复干旱法, 在苗期测定多种形态及生理指标, 旨在为
普通菜豆抗旱种质筛选提供可借鉴的方法及指标 , 同时
为今后抗旱育种、栽培提供理论参考和亲本材料。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于 2013 年 4月至 7 月在中国农业科学院作物科
学研究所北京昌平试验站温室中进行, 气温(25±5)℃, 相
对湿度 70%±15%, 自然光昼夜循环。参考普通菜豆芽期
抗旱性鉴定结果 [12], 选取 50份不同抗旱性品种为试材 ,
所有种子由中国农业科学院作物科学研究所提供 , 来源
于我国普通菜豆主产区黑龙江、山西、云南等地(表 1)。
1.2 试验处理
选取不同品种饱满的种子各 100粒整齐放入发芽盒
(长 12 cm, 宽 12 cm, 高 6 cm), 置 25℃恒温培养箱中萌发,
2 d后选取健壮幼芽转移至塑料花盆中(盆高 40 cm, 内径
35 cm), 每盆 16粒, 盆土由珍珠岩、蛭石和育苗土按质量
比 4∶3∶3混合而成, 并提前用敌百虫和多菌灵杀菌灭虫,
每盆装土 9.5 kg, 播前各盆浇底水至田间持水量的 80%
(16.5%绝对含水量), 播种后覆土 1.0 kg。
采用随机区组设计, 设置正常供水(对照)和反复干旱
2种处理, 3次重复。幼苗长至第一个三出复叶展开时去除
病株, 调查每盆苗数后进行第 1次干旱处理。以称重法监
测, 当土壤绝对含水量降至田间持水量的 30% (5.6%绝对
含水量)时, 复水至田间持水量的 80%。第 1 次复水后停
止供水, 此时幼苗主茎伸展 3~4节, 随即进行第 2次干旱
处理, 当土壤绝对含水量降至田间持水量的 20% (3.8%绝
对含水量)时再次复水。
1.3 测定项目与方法
参考大豆抗旱育种中提出的冠层萎蔫指数标准 [13],
普通菜豆的萎蔫指数, 0 级为无萎蔫; 1 级为微萎蔫(萎蔫
出现在个别植株); 2 级为萎蔫(一半的植株或较多的植株
萎蔫); 3 级为明显萎蔫(多数植株萎蔫); 4 级为严重萎蔫
(叶片灼烧或大部分植株叶片卷曲); 5 级为完全萎蔫(叶片
黄化、褐化或大部分叶片死亡和脱落)。
第一次复水前 3 d, 每盆随机选取 3 株测定各项生理
指标。采用便携式叶绿素荧光测定仪 (MINI-PAM)测定
PSII 最大量子产量 (Fv/Fm) [14]; 便携式叶绿素测定仪
(SPAD-502)测定叶绿素含量[15]; 稳态气孔计(SC-1)测定气孔
导度[16]; 便携式叶面积测定仪(Li-3000)测定叶面积[17]; 称
重法测定叶片相对含水量(RWC)[3]; 每次复水 2 d 后记录
幼苗存活数, 以叶片鲜绿色为存活; 第 2次存活数调查结
束后洗根, 并于 110℃杀青 30 min, 80℃烘 24 h后测定茎
叶干重和根干重, 生物量为两者之和。
1.4 数据处理与分析
参照文献所述 [18-21], 计算反复干旱存活率、抗旱系
数、抗旱指数及隶属函数, 利用公式(5)进行数据标准化处
理后计算关联系数和关联度, 最终按照公式(8)、(9)计算
加权抗旱指数和抗旱度量值 D。
反复干旱存活率 11 2DS ( 100%DS TT DSX X X    
1 1100%) 2TTX
   (1)
抗旱系数 PI ( ) / CX ( )i iX k k (2)
抗旱指数 DI [ ( ) / ]i iX k X PI  (3)
隶属函数 min
max min
PI PI
( )
PI PI
i
i i
x   (4)
数据标准化 ( ) [ ( ) ] /i i i iX k X k X S   (5)
关联系数
0 0
0 0
min min ( ) ( ) max max ( ) ( )
( )
( ) ( ) max max ( ) ( )
i i
i k i k
i
i i
i k
X k X k X k X k
k
X k X k X k X k

 
   
    

(6)
关联度
1
1
( )
n
i i
k
r k
n


  (7)
加权抗旱指数
1 1
WDI DI (
n n
i i
i i
r r
 
       (8)
第 6期 李 龙等: 普通菜豆品种苗期抗旱性鉴定 965


表 1 供试材料名称、来源、加权抗旱指数及 D值
Table 1 Name, origin, WDI, and D-value of tested germplasm resources
材料
Material
来源
Origin
加权抗旱指数
WDI
排序
Rank
D值
D-value
排序
Rank
白金德利豆 Baijindelidou 黑龙江 Heilongjiang 2.482 1 0.672 1
260205 云南 Yunnan 1.943 2 0.538 4
跃进豆 Yuejindou 内蒙古 Inner Mongolia 1.813 3 0.612 2
圆白菜豆 Yuanbaicaidou 内蒙古 Inner Mongolia 1.641 4 0.501 5
兔子腿 Tuzitui 黑龙江 Heilongjiang 1.173 5 0.546 3
红芸豆 3号 Hongyundou 3 河北 Hebei 0.994 6 0.477 6
饭豆 Fandou 黑龙江 Heilongjiang 0.805 7 0.440 7
60天还家 60 Tianhuanjia 黑龙江 Heilongjiang 0.685 8 0.391 8
白菜豆 Baicaidou 内蒙古 Inner Mongolia 0.685 9 0.352 9
四季豆 Sijidou 云南 Yunnan 0.625 10 0.291 22
白饭豆 Baifandou 黑龙江 Heilongjiang 0.604 11 0.301 19
菜豆 Caidou 内蒙古 Inner Mongolia 0.602 12 0.304 18
八月炸豆子 Bayuezhadouzi 陕西 Shaanxi 0.599 13 0.309 17
奶花芸豆 Naihuayundou 四川 Sichuan 0.581 14 0.342 11
橙黄金豆 Chenghuangjindou 陕西 Shaanxi 0.568 15 0.342 10
白菜豆 Baicaidou 内蒙古 Inner Mongolia 0.557 16 0.341 12
FOT25 国际热带农业研究中心 CIAT 0.541 17 0.256 28
白毛豆 Baimaodou 黑龙江 Heilongjiang 0.535 18 0.318 16
黑金豆 Heijindou 山西 Shanxi 0.496 19 0.296 20
白菜豆 Baicaidou 山西 Shanxi 0.492 20 0.327 14
挑花枚白连豆 Tiaohuameibailiandou 内蒙古 Inner Mongolia 0.487 21 0.261 27
品芸 1号 Pinyun 1 黑龙江 Heilongjiang 0.487 22 0.226 39
龙 22-0579 Long 22-0579 黑龙江 Heilongjiang 0.483 23 0.328 13
干枝密 Ganzhimi 黑龙江 Heilongjiang 0.451 24 0.319 15
白菜豆 Baicaidou 内蒙古 Inner Mongolia 0.447 25 0.238 34
饭豆 Fandou 黑龙江 Heilongjiang 0.438 26 0.250 30
黑色红豆 Heisehongdou 山西 Shanxi 0.436 27 0.295 21
黑芸豆 Heiyundou 陕西 Shaanxi 0.431 28 0.232 37
黑红豆 Heihongdou 陕西 Shaanxi 0.406 29 0.218 42
NV 云南 Yunnan 0.400 30 0.262 26
家雀蛋 Jiaquedan 黑龙江 Heilongjiang 0.392 31 0.272 24
菜豆 Caidou 内蒙古 Inner Mongolia 0.391 32 0.278 23
黑芸豆 Heiyundou 不详 Unknown 0.389 33 0.238 33
长饭豆 Changfandou 黑龙江 Heilongjiang 0.388 34 0.265 25
小白豆 Xiaobaidou 内蒙古 Inner Mongolia 0.378 35 0.208 43
菜豆 Caidou 内蒙古 Inner Mongolia 0.364 36 0.254 29
白连豆 Bailiandou 内蒙古 Inner Mongolia 0.359 37 0.245 31
白饭豆 Baifandou 黑龙江 Heilongjiang 0.359 38 0.244 32
花饭豆 Huafandou 黑龙江 Heilongjiang 0.359 39 0.237 35
奶花芸豆 Naihuayundou 不详 Unknown 0.348 40 0.186 47
小京豆 Xiaojingdou 云南 Yunnan 0.338 41 0.199 45
260219 云南 Yunnan 0.324 42 0.221 41
NR 云南 Yunnan 0.322 43 0.233 36
四季豆 Sijidou 云南 Yunnan 0.313 44 0.207 44
京豆 Jingdou 云南 Yunnan 0.307 45 0.231 38
腰子豆 Yaozidou 云南 Yunnan 0.303 46 0.224 40
FOI10 国际热带农业研究中心 CIAT 0.275 47 0.183 48
大白豆 Dabaidou 吉林 Jilin 0.265 48 0.173 50
四季豆 Sijidou 云南 Yunnan 0.251 49 0.175 49
绿饭豆 Lüfandou 吉林 Jilin 0.192 50 0.189 46
CIAT: International Centre for Tropical Agriculture.
966 作 物 学 报 第 41卷


抗旱度量值
1 1
DV ( ) (
n n
i i
i i
x r r
 
       (9)
式中 XTT 为处理组各品种幼苗基数的平均值, XDS1和
XDS2分别为第 1次和第 2次复水后, 处理组各品种存活茎
数的平均值。Xi(k)和 CXi(k)分别为处理组和对照组各品种
各指标的测定值, (k)iX  、 iX 和 Si 分别为数据无量纲处
理后的结果及各指标在干旱胁迫下的平均值和标准差。
PIimax和 PIimin分别为某指标抗旱系数的最大值和最小值。
0 ( )X k 为参考序列值, 本文指各材料的综合抗旱指数(抗
旱指数的平均值)。为分辨系数, 取值为 0.5[22], ri为各性
状与综合抗旱指数的关联度 , 临界值为 0.7[23]。用
Microsoft Excel 2007软件整理数据, 用 DPS 13.5软件进
行灰色关联度分析和模糊聚类分析。
2 结果与分析
2.1 单指标分析
不同材料的萎蔫情况差异较大, 一些材料对干旱胁
迫表现高敏感, 如 FOI10在第 1次干旱处理后的萎蔫指数
为 4 级, 2 次干旱处理后大多植株干枯死亡; 另有一些材
料表现出优良的保水能力或恢复能力 , 如跃进豆在整个
反复干旱试验中, 萎蔫指数始终为 0级或 1级, 白金德利
豆在第 1次干旱处理后的萎蔫指数为 3级, 但复水后恢复
为 0级。计算 2次干旱处理后的萎蔫指数平均值, 结果保
留整数, 共得到 0 级品种 2 份, 分别为跃进豆和 260205;
各级材料数见图 1。

图 1 不同萎蔫指数品种数目
Fig. 1 Number of common bean varieties of each wilting index

此外, 计算各性状的抗旱系数, 参照次数分布统计方
法以 0.1为组距, 将其制作成次数分布表(表 2)。结果表明,
供试材料中 74%的叶片相对含水量抗旱系数 0.8≤PI<1.0,
88%的气孔导度 PI<0.3, 而叶面积、叶绿素含量及 PSII最
大量子产量等性状的抗旱系数 PI主要分布在 0.3~0.8区间
内。这说明叶片相对含水量对干旱胁迫的反应迟钝, 气孔
导度对干旱反应敏感, 叶面积、叶绿素含量及 PSII最大量
子产量等性状属中间类型。由此可见, 普通菜豆的抗旱性
和其他作物一样, 不同性状对干旱胁迫的敏感程度各异,
甚至有较大差距。所以, 用任何单一指标的抗旱系数进行
评价缺乏稳定性和客观性 , 必须用多个指标综合评价才
较为可靠。
2.2 指标筛选与评价
依照灰色关联度理论 , 将50份材料的综合抗旱指数
和干旱胁迫下的11个指标视作一个整体。以综合抗旱指数
作为母序列 , 各指标原始数据标准化值作为子数列建立
灰色关联系统, 计算各指标与其综合抗旱指数的关联度。
由表3可以看出, 在干旱环境下, 11个测定指标与综合抗
旱指数的关联度从大到小的顺序为叶片相对含水量、PSII
最大量子产量、叶绿素含量、反复干旱存活率、生物量、
茎叶干重、根干重、气孔导度、根冠比、株高、叶面积, 其
中前10种指标的关联度均大于0.7, 可以作为综合评价指
标加以利用。
根据各指标与综合抗旱指数之间关联程度 , 可将上
述指标分为 3 类, 第 1 类是与叶片光合性能有关的指标,
包括叶片相对含水量、PSII 最大量子产量和叶绿素含量,
它们与综合抗旱指数的关系最为紧密; 第 2类主要是反映
植株活力和干物质积累的性状, 包括反复干旱存活率、生
物量和茎叶干重等, 与综合抗旱指数的关系较为紧密; 第
3 类包括根冠比、株高和叶面积等, 主要反映干旱胁迫下
植株的形态特征。
2.3 抗旱性综合评价
选取关联度大于0.7的10个指标, 对各指标与综合抗
旱指数的关联度作归一化处理, 计算出各指标的权重(表
3)。将该权重分别与各材料各指标的综合抗旱指数和隶属
函数值(公式4)相乘 , 按材料对相乘结果求和 , 最终得到
各材料的加权抗旱指数(公式8)和抗旱度量值 D (公式9)。
根据加权抗旱指数和抗旱度量值 D 的大小对50份材料进
行抗旱性排序(表1)。结果表明, 两种方法对不同材料的抗
旱性排序虽有一定差异, 但变动范围较小。例如, 加权抗旱
指数大于1.0的材料5份, 依次为白金德利豆、260205、跃进
豆、圆白菜豆和兔子腿, 其抗旱度量值 D 均大于0.5, 分别
排名第1、第4、第2、第5、第3位, 表现出稳定的抗旱性; 加
权抗旱指数小于0.3的材料4份, 依次为 FOI10、大白豆、四
季豆和绿饭豆, 其 D 值均小于0.2, 分别排名第48、第50、
第49、第46位, 对干旱胁迫敏感。
根据抗旱度量值 D 对不同材料聚类, 划分抗旱级别
(图3)。当两者之间距离为0.12时, 可将50份普通菜豆品种
聚为4类(A、B、C、D), 分别为高抗、中抗、敏感和高敏
感。高抗材料为白金德利豆、跃进豆、兔子腿、圆白菜豆
和260205, 占总数的10%, 主要来自于黑龙江和内蒙古 ;
中抗材料为60天还家、饭豆和红芸豆3号, 占总数的6%,
来源于黑龙江、河北; 敏感材料包括白菜豆、橙黄金豆和
奶花芸豆等29份材料, 占总数的58%, 在各省份均有分布;
其余13份材料表现为高敏感, 占总数的26%, 主要来源于
陕西和云南。
第 6期 李 龙等: 普通菜豆品种苗期抗旱性鉴定 967



968 作 物 学 报 第 41卷


表 3 普通菜豆各指标与综合抗旱指数关联度及关联序
Table 3 Correlation degree and correlation order between different parameters and comprehensive drought-resistance index of
common bean
指标
Index
关联度
Correlation degree
权重
Weight
关联序
Correlative order
叶片相对含水量 Leaf relative water content 0.7726 0.0963 1
PSII最大光化学效率 Fv/Fm 0.7607 0.0949 2
叶绿素含量 Chlorophyll content 0.7435 0.0927 3
反复干旱存活率 Survival rate after repeated drought 0.7341 0.0915 4
生物量 Biomass 0.7329 0.0914 5
茎叶干重 Shoot dry weight 0.7314 0.0912 6
根干重 Root dry weight 0.7192 0.0897 7
气孔导度 Stomatal conductance 0.7159 0.0893 8
根冠比 Root/shoot ratio 0.7092 0.0884 9
株高 Plant height 0.7086 0.0884 10
叶面积 Leaf area 0.6910 0.0862 11

图 3 不同普通菜豆品种抗旱度量值 D的 WPGMA法聚类结果
Fig. 3 WPGMA Clustering analysis of common bean varieties based on D-value
A: 高抗; B: 中抗; C: 敏感; D: 高敏感。
A: high resistance; B: moderate resistance; C: susceptible; D: highly susceptible.
第 6期 李 龙等: 普通菜豆品种苗期抗旱性鉴定 969


3 讨论
3.1 普通菜豆苗期抗旱指标的选取
指标的合理选择是普通菜豆抗旱性鉴定的关键 , 对
此国外学者进行了大量研究 , 并发现多种性状与抗旱性
相关。例如, Muñoz-Perea 等[24]测定了干旱环境下 6 个普
通菜豆品种的多项生理指标发现 , 水分利用效率在不同
抗旱性品种之间存在极显著差异; Mohamed 等[25]测定抗
旱品种 NE19 和高敏感品种 NE5 在干旱环境下的叶片相
对含水量表明 , 该指标可以评价普通菜豆的保水能力 ;
Wentworth等[26]通过比较干旱环境下抗旱品种 Orfeo和高
敏感品种 Arroz的光合特性, 认为叶绿素荧光参数的变化
能够反映普通菜豆的抗旱性。然而, 以上研究存在一定的
局限性, 一方面是试验材料不充分, 少数几份材料间的对
比缺乏说服力, 事实证明, 目前所得大量指标在实际应用
中的表现不尽人意, 鉴定效率较低[27]; 另一方面, 由于以
往研究多针对形态或生理等单一性状, 未能综合起来, 因
而所鉴定的抗旱材料缺乏代表性 , 制约了后续研究工作
的全面开展。基于此, 本研究选取 50 份不同来源的普通
菜豆品种, 涵盖不同的生态类型及生长习性, 同时结合了
生物量、叶片相对含水量及 PSII最大光化学效率等 11项
形态和生理指标 , 通过灰色关联度理论综合分析增加了
指标选取的准确性和全面性。结果显示, 普通菜豆苗期的
抗旱性主要反映在叶片光合性能、植株活力以及形态特征
3个方面, 其中光合性能的稳定性尤为重要; 此外, 本研
究根据各性状与综合抗旱指数的关联度大小筛选出 10 项
抗旱评价指标, 其中叶片相对含水量、PSII最大量子产量
及叶绿素含量与抗旱性关系最为密切。因此, 普通菜豆苗
期抗旱性鉴定中应注重叶片生理指标的选用 , 以便对不
同抗旱性材料进行准确区分。
3.2 普通菜豆苗期抗旱性分析方法
根据指标的多寡可将抗旱性分析方法分为单指标分
析和综合分析两大类[8]。单指标分析一般选取与抗旱性相
关度极高的指标, 如幼苗的干旱存活率[28]或萎蔫指数[29]
等。然而这类指标往往只能反映植物个体对干旱胁迫的整
体响应, 无法反映旱胁迫下不同性状的变化, 因此只适用
于大量种质的初级筛选。正因如此, 目前小麦[9]、谷子[8]、
油菜 [10]等大多数作物的抗旱性评价多采用综合分析方
法。综合分析方法有多种类型, 例如, 高吉寅等[30]将不同
抗旱性指标分级 , 再将各指标的级别值累加得到总级别
值, 进而评价不同品种抗旱性。李壮等[31]利用模糊数学中
的隶属函数法计算不同品种的抗旱隶属值 , 根据各指标
的平均隶属值判定抗旱性的强弱。现阶段, 抗旱度量值 D
和加权抗旱指数是作物抗旱性鉴定中最常用的两种综合
评价方法, 鉴定结果较为理想。例如, 谢小玉等[10]采用抗
旱度量值 D 对油菜苗期抗旱性综合评估并筛选获得优异
品种, 通过研究性状随时间的变化规律, 充分肯定了鉴定
结果的真实性; 王士强等[23]利用加权抗旱指数比较 65 个
小麦品种抗旱性的评价结果在一定程度上反映了品种的
区域特征和适应性。因此, 本研究将加权抗旱指数和抗旱
度量值 D 两种综合分析方法引入普通菜豆抗旱性评价,
改变了该作物传统的单指标分析思路 , 可以为今后的评
价工作提供借鉴。另外, 分析发现 2种方法可以相互验证,
使鉴定结果更加可靠 , 此观点在油菜和胡麻的抗旱性研
究中也有所提及[10,32]。
3.3 普通菜豆苗期抗旱品种鉴定
通过对 50 份普通菜豆品种抗旱性分级, 筛选到高抗
材料 5份和中抗材料 3份, 依次为白金德利豆、跃进豆、
兔子腿、260205、圆白菜豆、红芸豆 3 号、饭豆和 60 天
还家。获得抗性材料占供试材料的 16%, 主要分布于黑龙
江和内蒙古等寒冷或贫瘠区。因此, 在深入分析不同种质
来源的基础上开展抗旱性鉴定有望提高资源筛选的效率,
进而加快育种进程, 由于本研究所选材料有限, 此观点是
否正确仍需进一步研究。
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