1. 引言
干旱是一种严重的非生物胁迫，显著影响作物的生长与产量 [1] 。花生(Arachis hypogaea L.)是世界食用植物油与植物蛋白的重要来源，主要种植在半干旱和亚热带地区，据估计由干旱引起的花生经济损失每年在5亿美元以上 [2] 。中国花生产量居世界第一，据调查70%的花生产区会受到干旱胁迫的影响，干旱造成的花生产量损失平均在20%以上 [3] 。因此，开展花生种质资源抗旱鉴定与抗旱品种筛选，一方面可以促进高产抗旱品种的推广应用，另一方面可以为花生抗旱育种提供亲本材料。
萌发期是花生生长的关键时期，直接决定花生出苗期与出苗率、实际密度与产量等。作物萌发期抗旱性鉴定多采用PEG6000人工模拟干旱胁迫，这种方法具有操作简单、试验周期短等优点 [4] 。崔宏亮等 [5] 用PEG6000模拟干旱环境，以平均隶属函数值为指标，筛选出花育25号、花育51号、花育52号等耐旱性较强的花生品种。张智猛等 [6] 比较了不同浓度PEG6000对不同花生品种萌发能力的影响，提出比较适宜的PEG6000浓度条件为17.5%。本研究利用PEG6000在室内模拟萌芽期干旱条件，对9份不同来源的品种(系)进行萌发期干旱鉴定，并利用隶属函数法对品种的抗旱性进行综合评价。
2. 材料与方法
2.1. 试验材料
选用9份花生品种(系)进行试验，其中5份为河南省当前主推品种，其他省份材料4份，具体见表1。
Table 1. Material and origins used in this study
表1. 试验材料及来源
2.2. 试验方法
每个品种挑选饱满、大小一致的种子180粒，分别置于装有清水的15 cm培养皿中，使种子吸水膨胀，24 h后取出吸涨种子，吸干种子表面水分后放回，分别加入20 mL清水或17.5% PEG6000溶液(对应溶液水势为−0.37 MPa)，于光照培养箱内进行萌发，培养箱条件设置为黑暗24 h、27℃~28℃。以芽长大于2 mm为发芽标准。从第3天开始每天统计发芽数，连续统计5 d。同时第7天测量胚根长、胚轴长、胚根干重、胚轴干重、幼苗干重(不含子叶)。每个处理3次重复，为确保PEG6000胁迫浓度的相对稳定，发芽期间每2 d更换1次胁迫液，对照同期更换清水。
2.3. 测定与分析方法
2.3.1. 发芽相关指标计算公式
调查不同浓度模拟干旱胁迫下花生种子的发芽势、发芽率、生根率、胚根长、胚轴长、胚根干重、胚轴干重、幼苗干重，并折算对应的相对指标值。
发芽势(%) = 发芽第3天正常发芽粒数/供试种子数 × 100；
发芽率(%) = 发芽第7天正常发芽粒数/供试种子数 × 100；
相对指标值(%) = 处理指标/对照指标 × 100。
2.3.2. 隶属函数值计算及评价方法
采用隶属函数法对花生品种进行萌发期抗旱性综合评价，参照龚明 [7] 的方法计算隶属值。公式如下：
Xij为某一品种某指标的实测值，Xjmax为该指标的最大值，Xjmin为该指标的最小值，U(Xij)为i品种j性状的隶属值。Xi为i品种的平均隶属函数值，n为测定指标数。Xi值越大，表明该材料抗旱性越强。
3. 结果与分析
3.1. 萌芽期干旱对不同花生品种萌发的影响
如表2所示，在17.5% PEG6000处理下，花生种子萌发各项指标均受到抑制。与对照相比，干旱胁迫处理后，发芽率受影响相对较小，其他指标受抑制程度较高，发芽势、发芽率、生根率、胚根长、胚轴长、胚根干重、胚轴干重、幼苗干重分别比对照降低了32.4%、14.5%、59.9%、54.6%、66.7%、68.2%、66.7%、62.5%。
Table 2. Effect of 17.5% PEG water stress on germination parameters of peanut varieties
表2. 17.5% PEG模拟干旱处理对花生品种发芽参数的影响
3.2. 萌芽期干旱胁迫下各性状相对值
3.2.1. 萌芽期干旱对相对发芽势与相对发芽率的影响
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抗旱性强弱，相对发芽率越大说明抗旱性越强。由表3可知，在17.5% PEG干旱胁迫条件下，9个参试花生品种的发芽率均呈下降趋势，但花育20号、白沙1016、豫花47、远杂9307的发芽率在17.5% PEG干旱胁迫条件下下降较小，相对发芽率仍保持在85%。豫花9719的相对发芽率最低为0.70。相对发芽率在0.70~0.85，平均值为0.81。
Table 3. The relative traits of eight germination parameters under drought stress
表3. 8个发芽指标的相对值
PEG胁迫下花生种子的发芽势较发芽率表现更加敏感，相对发芽势表现出各品种间存在显著差异。相对发芽势在0.43~0.95，平均值为0.66。豫花47的相对发芽势最小为0.43，花育20的相对发芽势最大为0.95。一般情况下，各指标降低率越大，说明该花生品种抗旱性越差。但本试验结果表明，各花生品种在各指标间的表现趋势并不一致，说明植物的抗旱性评价不能仅通过单一指标来进行判定，需要通过各项指标来综合考虑。
3.2.2. 萌芽期干旱对相对生根率、相对胚轴长与相对胚根长的影响
PEG胁迫下花生种子的生根率表现非常敏感，平均生根率从79.1%下降到19.2% (表2)。晋花10号的相对生根率最低仅为0.08，湘花2008的相对生根率最高为0.41。相对胚根长度大小为0.34~0.74，最大值为豫花9719的0.74，最小值为晋花10号的0.34；相对胚轴长度大小为0.22~0.44，变异范围较小。
3.2.3. 萌芽期干旱对相对胚根干重、相对胚轴干重与相对苗干重的影响
相对胚根干重大小为0.27~0.61，最大值为湘花2008的0.61，最小值为豫花47的0.27 (表3)；相对胚轴干重大小为0.28~0.58，最大值为豫花9719的0.58，最小值为晋花10号的0.28；相对苗干重大小为0.29~0.58，最大值为豫花9719的0.58，最小值为晋花10号的0.29。
3.3. 不同花生品种萌芽期抗旱性的综合评价
种子萌发期的抗旱性受遗传与环境条件的影响，通常用一种指标反映不同品种对逆境的耐受能力是片面的，并且每个指标表示出来的结果也不完全一致，因此，需要多项指标进行综合评价，以提高植物抗旱性评价的准确性和可靠性。本研究运用隶属函数法对9个花生品种种子的发芽势、发芽率、生根率、胚根长、胚轴长、胚根干重和苗干重进行了综合评价(表4)。结果表明，在种子萌发期，9个花生品种抗旱隶属函数值表现为湘花2008 > 花育20号 > 远杂9307 > 豫花9719 > 豫花9326 > 白沙1016 > 远杂9102 > 豫花47 > 晋花10号(表4)，综合评价值越大，表明其抗旱能力越强，因此湘花2008、花育20、远杂9307萌发期抗旱性较强。
Table 4. The subordinate function values of eight germination parameters
表4. 8个发芽指标的隶属函数值
4. 讨论与结论
随着全球变暖的加剧与淡水资源的不断减少，干旱对农业和全球粮食安全的影响将越发严重。培育抗旱高产的品种已经成为许多作物遗传改良的重要目标。花生抗旱相关研究起步较晚，随着花生种植面积的逐年增加，花生抗旱生理及抗旱品种筛选已成为花生研究的热点问题 [8] [9] [10] 。种子萌发期是作物生命周期的起点，萌发期抗旱性强弱直接影响缺水干旱条件下的作物出苗状况 [11] 。
本研究调查的8个萌发期性状中，胚根干重受干旱抑制程度最明显，表现为在对照条件下，胚根干重均值为0.22 g，而17.5% PEG6000处理的平均值仅为0.07 g，降低了68.2%；生根率、胚轴长、胚轴干重、幼苗干重4个指标受抑制程度较大，分别降低了59.9%、66.7%、66.7%、62.5%，这与张智猛 [12] 等的研究结论一致；发芽率、发芽势两个指标受抑制程度较小，二者分别降低了14.5%、32.4%。因此，生根率、胚轴长、胚根干重、胚轴干重、幼苗干重可以作为萌芽期抗旱性的筛选指标。
作物抗旱性强弱的评价方法主要有隶属函数法、回归分析、灰色关联度法、聚类分析等。本研究采用隶属函数法，对9份花生品种的萌芽期抗旱性进行评价，筛选出3份抗旱品种(湘花2008、花育20号、远杂9307)，3份中抗材料(豫花9719、豫花9326、远杂9102)，抗旱性较差的品种为白沙1016、豫花47、晋花10号。该研究表明隶属函数法适用于花生萌发期抗旱性鉴定，下一步将结合盆栽或田间鉴定方法，以进一步验证这些花生品种的抗旱性。
基金项目
国家花生产业技术体系项目(CARS-14)；河南省现代农业产业技术体系项目(S2012-5)。
NOTES
*通讯作者。