水稻芽期抗旱性綜合評價及鑒定指標鑒選

李其勇,朱從樺,李星月,武丙琳,易 軍,符慧娟,陳德西,張 鴻

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學院 植物保護研究所/農(nóng)業(yè)部西南作物有害生物綜合治理重點實驗室，成都 610066; 2.四川省農(nóng)業(yè)科學院 作物研究所，成都 610066)

水稻是中國乃至世界上最重要的糧食作物之一，其生產(chǎn)耗水量居各類作物生產(chǎn)用水量之首，約占農(nóng)業(yè)用水量70%左右[1-3]。據(jù)統(tǒng)計，水稻整個生育期約耗水8884.4m3/hm2，其中田間稻株蒸騰和棵間蒸發(fā)量達72.31%[4]。傳統(tǒng)淹灌栽培方式下水稻生產(chǎn)耗水量大，加劇農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與水資源短缺的矛盾。干旱已成為阻礙中國以及世界谷類作物生產(chǎn)的主要非生物脅迫因素之一[5]。干旱脅迫對水稻芽期[6]、苗期[7-8]、分蘗期[9]、抽穗期[10]、成熟期[11-12]等各時期均有不同程度的負面影響，造成水稻出苗困難、分蘗不足、生長勢減弱、光合作用受抑、產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣等多方面不利后果。從應(yīng)對干旱風險來說，篩選優(yōu)質(zhì)抗旱水稻品種是解決水稻抗旱性栽培最重要、最有效的手段。由于水稻抗旱的復雜性、受環(huán)境影響的多變性，抗旱性鑒定方法、指標并不統(tǒng)一，利用綜合分析方法繼續(xù)開展抗旱品種篩選并鑒選一批簡單易測、通用性強、抗旱性預測效果準確的指標顯得十分 必要。

近年來，不少學者針對水稻芽期[6,13]、苗期[14-16]、穗分化期[17]、花期[18]、成熟期[19]等各主要生育期篩選了部分抗旱指標以及抗旱品種(材料)。相較于苗期和大田抗旱鑒定，芽期鑒定方便、耗時短、容量大。在芽期抗旱研究方面，王賀正等[6]提出可用相對胚根長、相對芽長、相對芽干質(zhì)量作水稻芽期抗旱性鑒定指標，而相對根干質(zhì)量因變異較大而不適于品種間選擇；田又升等利用主成分分析指出胚芽干質(zhì)量、發(fā)芽率、胚芽鞘長和根冠比可作為水稻萌發(fā)期抗旱性鑒定的主要指標[20]；敬禮恒等[21]指出相對發(fā)芽率、相對芽長、相對胚根長、相對根芽干質(zhì)量可作為水稻種子萌發(fā)期的抗旱性評價指標；王秋菊[22]指出儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運速率、根系活力和β-淀粉酶活力可以作為衡量水稻品種耐旱性強弱的有效生理指標；楊瑰麗等[13]指出芽鞘長和最長根長適合用作水稻萌發(fā)期抗旱鑒定指標；安永平等[23]認為萌發(fā)脅迫指數(shù)和芽鞘長的干旱脅迫反應(yīng)指數(shù)(DRI)可作為評價水稻芽期抗旱性的間接鑒定指標?？梢?，不同研究者提出的抗旱鑒定指標并不完全相同。

PEG(聚乙二醇)在牧草[24]、小麥[25]、水稻[26]、玉米[27]等各類作物抗旱性研究中應(yīng)用廣泛，可作為良好的干旱脅迫滲透劑。在大田條件下開展抗旱性鑒定評價易受環(huán)境影響，工作量大，而在芽期開展抗旱性鑒定可較好避免大田鑒定不足之處，同時芽期生理指標研究較少，因此，在芽期納入生理指標進行抗旱性綜合分析、指標鑒選，進一步探討芽期抗旱鑒定方法。本研究以不同水稻品種為材料，利用PEG在芽期進行種子萌發(fā)干旱脅迫，觀察不同水稻品種抗旱性表現(xiàn)差異情況，比較分析不同品種對干旱脅迫響應(yīng)的差異，并通過綜合評價，篩選水稻芽期抗旱性鑒定指標，并篩選具有較強抗旱性的品種，為水稻進行抗旱性快捷評價及品種生產(chǎn)應(yīng)用、節(jié)水抗旱高產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取四川省水稻品種20個，具體見表1。

表1 參試品種名稱及編號Table 1 Name and number of tested varieties

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2018-01-03在四川省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所恒溫光照培養(yǎng)室進行。采用PEG-6000(聚乙二醇)溶液作為干旱脅迫介質(zhì)，其溶液濃度按質(zhì)量體積比配制，經(jīng)前期預試驗選擇，設(shè)20%濃度為干旱脅迫處理，以蒸餾水為對照(CK)。每品種選擇飽滿種子400余粒，用75%酒精表面消毒45 s，用蒸餾水潤洗3次后加蒸餾水(淹沒種子)于28 ℃恒溫培養(yǎng)室中浸種24 h，后取出用蒸餾水潤洗兩次，放入直徑90 mm墊濕潤濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)于28 ℃催芽。待種子露白后，取出用濾紙吸干表面水分后，將種子均勻擺進直徑為90 mm底部墊有圓形濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿50粒，處理組每皿加入8 mL 20%PEG-6000溶液，對照組加入8 mL 蒸餾水，每處理3次重復。蓋上蓋置于恒溫光照培養(yǎng)室中發(fā)芽，保持恒溫 28 ℃，光照周期為8 h/16 h(光照/黑暗)，光強為200 μmol/(m2·s)。每天觀察培養(yǎng)皿內(nèi)液體的變化并根據(jù)第1天每皿液體量酌量添加蒸餾水，保持培養(yǎng)皿液體恒定。從種子置床之日起開始觀察，以胚根突破種皮1 mm、胚芽為種子長度1/2為發(fā)芽標準，逐日定時測定發(fā)芽種子數(shù)。第10天收獲幼苗，保存于-20 ℃冰箱，待測生理指標。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 發(fā)芽勢(Germination potential,GP)、發(fā)芽率(Germination rate，GR) 以第3天和第8天每皿發(fā)芽種子數(shù)除以每皿總粒數(shù)即為發(fā)芽勢及發(fā)芽率。

1.3.2 發(fā)芽指數(shù)(Bud index，BI)BI= ∑(DG/DT)，DG為逐日發(fā)芽數(shù)，DT為相應(yīng)DG的發(fā)芽時間。

1.3.3 活力指數(shù) (Vitality index，VI)VI=BI×(芽長+最長根長)，BI為種子發(fā)芽指數(shù)。

1.3.4 種子萌發(fā)指數(shù) 種子發(fā)芽指數(shù)(Germination index，GI) GI=(1.00)nd2+(0.75)nd4+(0.50)nd6+(0.25)nd8，其中nd2、nd4、nd6、nd8分別為第 2、4、6、8天的種子萌發(fā)率，1.00、 0.75、0.50、0.25分別為相應(yīng)萌發(fā)天數(shù)所賦予的權(quán)重系數(shù)。萌發(fā)抗旱系數(shù)(Germination drought resistance index，GDRI) =干旱脅迫下種子萌發(fā)指數(shù)/對照種子萌發(fā)指數(shù)。

1.3.5 根、芽性狀 于處理后的第8天在各培養(yǎng)皿內(nèi)隨機選取5 棵已發(fā)芽的種子，測量各種子的芽長、最長根長、根數(shù)，并分根、芽、剩余種子三部分分別稱量鮮質(zhì)量，分裝后于烘干箱105 ℃殺青0.5 h，80 ℃烘至恒質(zhì)量后稱量干質(zhì)量。

1.3.6 根芽比(Root-shoot ratio，RSR) 根芽比(RSR)=根干質(zhì)量/芽干質(zhì)量。

1.3.7 儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率(Storage material conversion rate，SMCR) 儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率(SMCR)=(芽干質(zhì)量+根干質(zhì)量)/(芽干質(zhì)量十根干質(zhì)量十剩余種子干質(zhì)量)。

1.3.8 幼苗相對含水量(Seedling relative water content，SRWC) 相對含水量(SRWC)=(幼苗鮮質(zhì)量-幼苗干質(zhì)量)/幼苗鮮質(zhì)量×100%。

1.3.9 生理指標 測定淀粉酶、可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物酶(POD)活性、過氧化氫酶(CAT)活性，其中MDA含量、SOD活性、POD活性、CAT活性采用上海源葉生物技術(shù)有限公司ELISA測試盒測定，其余指標采用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司的相應(yīng)指標試劑盒以微量法測定。

除萌發(fā)抗旱系數(shù)(已是相對值)外，各性狀數(shù)據(jù)均以相對值表示：指標相對值=脅迫指標測定值/對照指標測定值。為便于描述，所有指標名稱均表示各指標相對值。

1.4 隸屬綜合評價法

數(shù)據(jù)標準化處理公式：正向指標：μ(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(1)

負向指標：μ(Xj)=1-(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(2)

其中，j= 1,2,3,… ，n；Xj表示第j個指標值；Xmin表示第j個指標的最小值；Xmax表示第j個指標的最大值，如某一個指標與抗旱性為負相關(guān)，則采用公式(2)計算，計算出各品種各指標的隸屬值。采用標準差系數(shù)法計算權(quán)重系 數(shù)Wj：

(3)

(4)

其中，j= 1,2,3,… ,n；MFSV為隸屬函數(shù)綜合值(Membership function synthetic value)，隸屬函數(shù)綜合值越大，表示抗旱性越強。

1.5 分級評價法

在借鑒高吉寅等[28]、王賀正等[6]的劃級方法基礎(chǔ)上加以改進。

計算分級系數(shù)：

(5)

其中，n為指標個數(shù)；m為分級級數(shù)。GC代表參試品種的分級系數(shù)(Grading coefficient)，值越大則綜合抗旱性越強。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2007整理試驗數(shù)據(jù)，采用DPS14.05進行方差分析(Duncan新復極差法)、相關(guān)性分析、主成分分析，采用SPSS 24.0進行聚類分析。

UCT算法在不同的深度獲取評估值。根據(jù)算法具體設(shè)計邏輯，在執(zhí)行過程中，先評估分支的“希望”值，值越高，然后UCT算法的搜索深度越深 （遠大于 d），結(jié)果能較大限度的擬合最優(yōu)解[2]；相反，值越低，丟棄的可能性越大。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對水稻芽期萌發(fā)的影響

對測定的23個指標進行方差分析(表2)?？梢钥闯觯彼岷吭谄贩N間、根芽比在干旱脅迫間、根數(shù)和可溶性糖在品種與干旱脅迫互作間無顯著性差異，除此外，所有指標在品種間、干旱脅迫間以及品種與干旱脅迫互作間均有顯著性或極顯著性差異。表明采用20% PEG-6000作為干旱脅迫處理濃度，20個參試品種在干旱脅迫作用下產(chǎn)生了顯著變化，可以較好地比較水稻品種間的抗旱性強弱。

表2 干旱脅迫下水稻各指標方差分析表(F值)Table 2 Variance analysis of rice indices under drought stress(F value)

2.2 干旱脅迫下水稻芽期各指標相關(guān)性分析

從表3可以看出，芽期萌發(fā)、生長指標間相關(guān)性較高，多達顯著水平，而生理指標間相關(guān)性較弱，較少達顯著水平。對于發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)5個萌發(fā)相關(guān)的指標來說，指標間均呈極顯著正相關(guān)，萌發(fā)抗旱系數(shù)與發(fā)芽指數(shù)相關(guān)性最強(r=0.967**)，發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)的相關(guān)性弱于發(fā)芽勢。表明相對于發(fā)芽率，發(fā)芽勢更能反映干旱脅迫下種子萌發(fā)抗旱性強弱。對于生長相關(guān)指標來說，芽長、芽干質(zhì)量、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、幼苗相對含水量4個指標間均呈顯著或極顯著正相關(guān)，且均與前述5個萌發(fā)相關(guān)指標呈顯著或極顯著正相關(guān)；芽長與最長根長、根干質(zhì)量顯著正相關(guān)(r=0.606**、0.492*)，表現(xiàn)出根芽同伸的關(guān)系。表明這4個生長相關(guān)指標間在干旱脅迫下關(guān)系較密切。對于生理指標來說，MDA、可溶性糖、脯氨酸與絕大部分萌發(fā)、生長、生理指標呈負相關(guān)性，其中，脯氨酸含量與發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)、芽長、根干質(zhì)量、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、幼苗相對含水量均呈顯著或極顯著負相關(guān)，表明脯氨酸含量變化與干旱脅迫下種子萌發(fā)生長表現(xiàn)關(guān)系較為緊密。α-淀粉酶活性、總淀粉酶活性、β-淀粉酶活性間均呈極顯著正相關(guān)，均與根干質(zhì)量極顯著正相關(guān)，表明較強的淀粉酶活性可促進根系物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用，提高根系物質(zhì)積累量。

表3 干旱脅迫下水稻各指標的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of rice indices under drought stress

2.3 干旱脅迫下水稻芽期抗旱性分級法綜合分析

采用四級分級法對20個品種進行抗旱性綜合評價(表4)。可以看出，各指標的級別值主要為2、3級，1、4級相對較少，采用標準差S作為分級標準，最強和最弱的指標值分布較少，多數(shù)指標值分級居于最強、最弱之間。

表4 水稻品種芽期干旱下各性狀相對值及分級系數(shù)Table 4 Relative values and grading coefficients of traits under drought stress at the germination stage of rice varieties

按照分級系數(shù)GC大小對品種進行排序，‘岡優(yōu)99’‘德香4923’‘川優(yōu)6203’‘內(nèi)6優(yōu)138’‘川香優(yōu)6號’5個品種分級系數(shù)GC大于0.6，分列前5名，為抗旱性較強的品種；‘宜香2115’‘宜香2079’‘瀘優(yōu)137’‘宜香3724’‘宜香907’分級系數(shù)GC小于 0.45，排名后5位，抗旱性相對較弱；其余品種居中。

2.4 干旱脅迫下水稻芽期隸屬函數(shù)法綜合分析

利用隸屬函數(shù)法對所有指標進行綜合分析，以標準差系數(shù)法求每個指標的權(quán)重，具體見表5。對隸屬函數(shù)綜合值MFSV進行排序，‘岡優(yōu)99’‘川優(yōu)6203’‘德香4923’‘內(nèi)6優(yōu)138’‘福伊優(yōu)188’5個品種分列抗旱性綜合排名前5位，綜合抗旱性較強；‘花香7021’‘宜香2079’‘瀘優(yōu)137’‘宜香3724’‘宜香907’的隸屬綜合值小于0.45，排名后5位，抗旱性相對較弱。評價結(jié)果與分級系數(shù)較為一致。

表5 水稻品種芽期干旱下各指標隸屬值、隸屬函數(shù)綜合值及抗旱性排名Table 5 Membership function value，MFSV and drought resistance rank of rice varieties under drought stress at germination stage

2.5 干旱脅迫對水稻芽期萌發(fā)指標主成分分析

對23個指標進行主成分分析(表6、表7)，共提取了7個特征值大于1的新主成分因子，累計貢獻率達87.20%，基本上代表了23個原始指標的大部分信息。

表6 各指標主成分分析(7個因子)的特征向量及方差累計貢獻率Table 6 Eigenvectors and accumulative contribution rate in principal component analysis of each index(7 factors)

根據(jù)提取的7個主成分特征向量及標準化的指標相對值，分別計算每個主成分的綜合得分值(PCASV，Principal component analysis synthetic value)(表7)，并用隸屬函數(shù)法計算每個品種每個主成分指標隸屬值，同時以主成分貢獻率計算指標所占權(quán)重，最后計算出每個品種的綜合得分值(PCASV值)，并對品種抗旱性進行排名，PCASV值越大的品種其抗旱性越強。可以看出，‘川優(yōu)6203’‘岡優(yōu)99’‘岡優(yōu)900’‘川香308’‘福伊優(yōu)188’的主成分綜合值大于0.62，分別排在前5名，綜合抗旱性較強，‘花香7021’‘H優(yōu)523’‘宜香2079’‘宜香907’‘宜香3724’排名后5位。

表7 主成分分析7個因子得分、隸屬值、綜合值及排名Table 7 Scores，membership values，PCASV and rankings in principal component analysis of 7 factors

2.6 綜合評價方法相關(guān)性分析

對分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值、主成分綜合值3種綜合評價值進行相關(guān)性分析(表8)?？梢钥闯觯?個綜合分析方法結(jié)果均達極顯著正相關(guān)，分級系數(shù)與隸屬函數(shù)綜合值相關(guān)系數(shù)最高 (0.962**)，二者評價結(jié)果較為一致，而主成分綜合值評價結(jié)果稍差。

表8 水稻品種芽期干旱脅迫下綜合指標相關(guān)性分析Table 8 Correlation analysis of comprehensive indices under drought stress at germination stage of rice varieties

2.7 水稻芽期抗旱性鑒定指標篩選

從表9可以看出，儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率與分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值的相關(guān)系數(shù)分別為0.913**、0.901**，指標本身反映了種子萌發(fā)階段物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用狀況，根、芽干物質(zhì)積累量越高則此指標大，因此，可作為水稻芽期抗旱性評價的首選單項指標；活力指數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)、芽長、芽干質(zhì)量與分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值均極顯著正相關(guān)，可作為抗旱性評價的備選單項指標；發(fā)芽勢、發(fā)芽率、幼苗相對含水量相對值的變異系數(shù)較小，脯氨酸測定較復雜，發(fā)芽指數(shù)與主成分綜合值無顯著相關(guān)，不建議作為鑒定指標。分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值較為全面反映了各品種芽期綜合抗旱能力，評價更準確，但工作量相對更大，計算更為復雜，可作為抗旱性評價的精確鑒定指標。

表9 干旱脅迫下各指標與萌發(fā)生長及綜合指標相關(guān)性分析Table 9 Correlation analysis of each index and germination growth and comprehensive indices under drought stress

2.8 新篩選指標評價結(jié)果比較

利用篩選出的活力指數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)、芽長、芽干質(zhì)量、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率5個指標進行隸屬函數(shù)及分級法分析，并與單項指標及綜合指標進行相關(guān)性分析(表10)?？梢钥闯?，采用5個鑒定指標計算的分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值與原所有指標的分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值相關(guān)系數(shù)分別為0.923**、0.880**，其中，這5個指標在隸屬函數(shù)分析中權(quán)重合計僅占所有指標權(quán)重的18%，在分級法中各品種5個指標分級值和占其總分級值的15.6%～26.4%，占比不高但評價結(jié)果高度相關(guān)，說明采用篩選出的5個指標進行綜合評價與所有指標綜合評價結(jié)果基本一致。5個鑒定指標的分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值與活力指數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)、儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率均極顯著相關(guān)。表明，采用篩選出的5個指標可以較好地評價參試品種抗旱性。

表10 5個干旱鑒定指標綜合評價結(jié)果與單項及綜合指標相關(guān)性分析Table 10 Correlation analysis between comprehensive evaluation results of five drought identification indices and individual， comprehensive indices

2.9 參試品種抗旱性聚類分析

利用儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、活力指數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)、芽長、芽干質(zhì)量、隸屬函數(shù)綜合值、分級系數(shù)7個指標以組間聯(lián)接-平方歐氏距離進行聚類分析(圖1)?？梢詫?0個參試品種劃分為5大類抗旱性不同的類群，其中，‘岡優(yōu)99’為一類，抗旱性最強；‘德香4923’‘內(nèi)6優(yōu)138’‘川香優(yōu)6號’‘川優(yōu)6203’聚為一類，抗旱性較強；‘瀘優(yōu)137’‘宜香3724’‘宜香2079’聚為一類，抗旱性較弱；‘宜香907’為一類，抗旱性弱；其余品種聚為一類，抗旱性居中。

圖1 品種抗旱性綜合聚類分析Fig.1 Comprehensive clustering analysis of drought resistance of varieties

3 討 論

3.1 水稻芽期抗旱性鑒定指標篩選

水稻抗旱性是多基因控制的數(shù)量性狀，具有豐富的遺傳背景和復雜的分子機理[29-30]。不同研究者對水稻種子芽期抗旱性鑒定指標研究結(jié)果并不完全相同，芽期的形態(tài)生長及生理指標都在一定程度上反映了水稻芽期抗旱性強弱，但鑒定指標仍不統(tǒng)一。在本研究中，絕大多數(shù)品種發(fā)芽勢相對值在85%以上，發(fā)芽率相對值在95%以上，發(fā)芽勢受抑程度高于發(fā)芽率，同時，芽長受抑程度高于最長根長，芽長、最長根長、芽干質(zhì)量等生長相關(guān)指標的相對值低于發(fā)芽勢、發(fā)芽率、萌發(fā)抗旱系數(shù)等萌發(fā)相關(guān)指標，這與田又升等[20]、李艷等[31]研究結(jié)果較為一致。表明水稻種子萌發(fā)時遭受干旱脅迫時，會推遲萌發(fā)時間，但對發(fā)芽率抑制作用較小，干旱脅迫對芽長、根長、物質(zhì)消耗的抑制作用較萌發(fā)相關(guān)指標更強。研究指出，干旱脅迫對水稻種子萌發(fā)存在時間效應(yīng)，20%PEG脅迫下水稻種子在第6天的相對萌發(fā)率變異系數(shù)高于第8天的[23]，隨著萌發(fā)時間延長，種子萌發(fā)率得以提高，導致干旱脅迫效應(yīng)減小甚至無差異。因此，采用發(fā)芽相關(guān)指標作為評價指標有待進一步探討。本研究認為，相較于萌發(fā)相關(guān)指標，根芽生長發(fā)育可能更能反映出干旱脅迫對種子芽期萌發(fā)的影響。結(jié)合相關(guān)分析，儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率與分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值相關(guān)系數(shù)為所有指標中最高，主成分分析中在第一主成分載荷最高，其在干旱脅迫、品種及干旱脅迫和品種互作間均達極顯著水平，同時反映了種子萌發(fā)過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、利用和根芽干物質(zhì)積累能力，其值越高表明種子萌發(fā)時種子胚乳物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用越多，根芽物質(zhì)積累量越高，根芽生長越健壯，因此可作為芽期抗旱性評價首選指標?；盍χ笖?shù)由發(fā)芽指數(shù)與根芽性狀共同決定，包含了萌發(fā)和生長兩方面信息，其與分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值相關(guān)系數(shù)分別為 0.847**、 0.810**，次于儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率，可作為抗旱性鑒定指標，在谷子和玉米的研究中也有相似結(jié)果[32-33]。萌發(fā)抗旱系數(shù)在多數(shù)研究中作為芽期抗旱鑒定指標得到了較多認可，本研究中與其他萌發(fā)生長相關(guān)及綜合指標顯著相關(guān)，可作為鑒定指標。芽長、芽干質(zhì)量密切相關(guān)，均直接反映了種子萌發(fā)芽部生長情況，與萌發(fā)生長、綜合指標顯著相關(guān)，可作為鑒定指標，這與李艷的結(jié)果一致[31]。綜上，儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、活力指數(shù)、萌發(fā)抗系旱數(shù)、芽長、芽干質(zhì)量可以作為水稻種子芽期抗旱性鑒定指標，分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值可作為抗旱性精確鑒定的指標。

3.2 水稻芽期抗旱性鑒定方法比較

干旱脅迫下，作物會產(chǎn)生一系列復雜的生理生化變化，并帶來形態(tài)上的改變，對干旱脅迫響應(yīng)包含了形態(tài)、生理生化等多方面的信息，因此，采用單一指標進行評價會導致評價結(jié)果片面化，甚至不準確，造成抗旱評價中部分重要指標信息缺失。目前認為通過多指標綜合評價方法更能準確反映作物抗旱性，可以納入干旱脅迫對植株形態(tài)、生長、生理等影響的更多信息進行抗旱性綜合評價。應(yīng)用隸屬函數(shù)法、主成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法、干旱劃級法等[31，34-35]綜合評價法進行評價準確性更好，在水稻[36-37]、大豆[38-39]、玉米[40]、油菜[41]等多種作物上均有應(yīng)用，篩選出了一批具備一定抗旱能力的優(yōu)質(zhì)品種、材料，實際應(yīng)用效果較好。本研究采用了隸屬函數(shù)法、主成分分析法、干旱分級法3種綜合評價方法分別進行了品種抗旱性評價，3種評價方法綜合評價結(jié)果相關(guān)性均達極顯著強相關(guān)，結(jié)果較為一致。因此，利用綜合評價法可以較好地評價水稻芽期抗旱性。隸屬函數(shù)法進行綜合評價應(yīng)用較廣，符合多指標評價要求，改進的分級系數(shù)應(yīng)用效果較好。

3.3 分級系數(shù)的應(yīng)用

在水稻抗旱性評價中，高吉寅、王賀正、王秋菊等應(yīng)用了分級法進行抗旱性評價[6，28，42]，其分級標準由人為劃分，存在不確定性。本研究對分級法進行了改進，建立了以標準差為分級標準的數(shù)學方法，提出了新的綜合評價指標，即分級系數(shù)，研究表明應(yīng)用效果較好。該分級評價方法具有如下特點：(1)建立了整套評價方法計算公式，正負向指標均可，可直接對指標值進行依序計算，最終得出綜合評價值；(2)以數(shù)學方法進行分級，不受數(shù)據(jù)大小、量綱限制，均可按公式統(tǒng)一計算得到相應(yīng)分級值，排除了人為分級的主觀性，保證了計算過程的客觀性；(3)分級系數(shù)位于0到1的閉區(qū)間，數(shù)值大小適中，且不會因指標個數(shù)增減而大幅變化；(4)傳統(tǒng)分級值越大表示抗旱性越弱，而本評價方法的分級系數(shù)越大代表抗旱性越強，符合人們思維習慣；(5)本分級評價方法具有廣泛通用性，在不同試驗、不同材料、不同抗性評價(抗鹽、抗高溫、抗低溫等)中均可應(yīng)用，可比性較強。從本研究結(jié)果來看還有兩點值得探討：(1)以標準差作為分級標準，使得大部分性狀值被分至2、3級，以0.5S作為分級標準各性狀值分布更為分散，則到底選用多大倍數(shù)標準差作為分級標準而讓分級值分布更合理有待思考；(2)綜合分級值是以各指標分級值相加而得出，是否應(yīng)根據(jù)相對值計算標準差系數(shù)賦予權(quán)重，再行計算分級系數(shù)。以上兩點還有待進一步發(fā)展完善，以更科學合理地應(yīng)用本方法。

4 結(jié) 論

對水稻品種進行芽期干旱脅迫下，利用各指標相對值進行相關(guān)性分析、綜合分析，篩選出儲藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、活力指數(shù)、萌發(fā)抗旱系數(shù)、芽長、芽干質(zhì)量可以作為水稻芽期抗旱性鑒定指標。

綜合分析中，隸屬函數(shù)法和分級法相較主成分法效果較好，因此，分級系數(shù)、隸屬函數(shù)綜合值可作為芽期抗旱性精確鑒定的指標。可采用分級法、隸屬函數(shù)法進行綜合分析。

對比綜合分析結(jié)果排序及聚類分析結(jié)果，‘岡優(yōu)99’‘德香4923’‘內(nèi)6優(yōu)138’‘川香優(yōu)6號’‘川優(yōu)6203’5個品種綜合抗旱性較強。