165份谷子萌发期耐高温评价与种质筛选

摘要

【目的】系统研究高温胁迫对谷子萌发期关键形态和生理指标的影响，阐明各性状指标与谷子品种耐热性的关联机制，建立一套科学的谷子萌发期耐高温评价体系，为耐高温谷子表型鉴定、种质筛选及遗传机制解析提供理论和技术支撑。【方法】以165份谷子种质资源为试验材料，通过人工气候箱模拟高温胁迫环境，设置高温胁迫组（42℃）和常温对照组（26℃），在连续48 h胁迫处理后，测定各处理谷子幼苗鲜质量、中胚轴鲜质量、主根长、相对含水量、根冠比、幼苗干质量、中胚轴长、根鲜质量、根干质量和中胚轴干质量等10个关键生理指标，计算各指标的耐高温系数，采用主成分分析法（PCA）对10个单项指标进行降维处理，结合隶属函数法获得谷子萌发期耐热性综合评价值（D值），据此进行系统聚类分析，并通过逐步回归分析构建谷子萌发期耐高温预测模型。【结果】高温胁迫显著抑制了谷子萌发期地上部的生长，但促进了谷子根部的发育；与常温对照组相比，高温胁迫组谷子的幼苗鲜质量、幼苗干质量、中胚轴鲜质量和中胚轴长度分别显著降低了37.80%,9.30%,17.86%和7.85%(P<0.05)，其主根长、根鲜质量、根干质量及根冠比分别显著增加11.80%,5.88%,16.00%和28.71%(P<0.05)。基于主成分分析（PCA），从10个单项指标中提取4个主成分因子，进一步利用隶属函数法计算165份谷子种质的耐热性综合评价值（D值），通过聚类分析，将165份谷子材料划分为5类，分别为极耐高温型2份、较耐高温型8份、耐高温中间型14份、耐高温较敏感型90份和耐高温敏感型51份。采用逐步回归分析法建立最优回归方程，筛选出根鲜质量、根干质量、中胚轴干质量、幼苗干质量、根冠比和主根长6个指标，作为谷子萌发期耐高温评价的核心指标。基于模型预测值并结合田间试验验证，筛选出‘鑫谷4号’、‘中谷25’、‘张杂谷5号’、‘济谷23’、‘冀谷42’和‘19-5-12恢’共6份耐高温谷子材料。【结论】高温胁迫改变了谷子生物量的分配模式，使其优先将光合产物供给根系，从而增强抗逆性和资源获取能力，同时减缓地上部生长。根鲜质量、根干质量、中胚轴干质量、幼苗干质量、根冠比和主根长等6个关键指标可作为谷子种质资源耐高温鉴定的核心评价指标，‘鑫谷4号’、‘中谷25’、‘张杂谷5号’、‘济谷23’、‘冀谷42’以及‘19-5-12恢’等6份为耐高温谷子种质资源。

关键词

谷子 / 萌发期 / 高温胁迫 / 种质筛选 / 谷子育种