基于耐性指数的青稞苗期耐低氮种质筛选及不同氮效率类型综合评价
文璇, 钟秀丽, 王尚文, 金涛, 彭君, 刘恩科
作物学报
2025, 51 ( 7):
1949-1958.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.41075
氮素是作物生长发育的关键营养元素, 但在旱地土壤中常常缺乏, 这会对青稞的生长和经济产量产生负面影响, 因此, 筛选耐低氮和氮高效的青稞种质资源是提高氮素利用效率的有效途径。本研究以143份青稞种质为材料, 采用苗期水培法进行试验, 设置正常氮素处理(5.0 mmol L-1)和低氮胁迫处理(0.1 mmol L-1)。通过测定不同氮处理下的农艺性状及氮素利用相关的10个指标, 结合主成分分析、氮效率综合值和聚类分析, 全面评价不同青稞种质的耐低氮能力。结果表明, 1) 低氮处理下青稞苗期的茎叶鲜重、根系鲜重、茎叶干重、根系干重、植株干重、氮含量和氮积累量均显著降低, 而根冠比、氮利用效率及其吸收效率均显著增加; 2) 青稞的各性状在不同氮素水平下表现出一定程度的变异性, 变异系数的范围介于14.01%~49.80%之间, 且均达到10.00%以上; 3) 对不同氮素水平下青稞的12个测定指标进行了主成分分析, 在正常氮和低氮处理下, 各自提取了3个主成分, 且其累计贡献率分别达到了91.91%和93.13%; 4) 结合性状的变异性、相关性和主成分分析确定了氮效率综合评价指标。然后通过氮效率综合值与耐性指数结合筛选出了黑青稞(ZDM04507)、贡觉1号(ZDM0468)、达兴(ZDM04284)、尼玛麻(ZDM04643)、白青稞(ZDM04480)、扎仁(ZDM05597)和灰四棱(ZDM04469) 7份耐低氮青稞种质。
性状 Trait | 正常氮处理Normal N | 低氮处理Low N | 平均值 Mean | 标准差 SD | 变异系数 CV (%) | 平均值 Mean | 标准差 SD | 变异系数 CV (%) | 茎叶鲜重Stalk and leaf fresh weight (g) | 0.91 A | 0.39 | 41.02 | 0.29 B | 0.10 | 33.07 | 根系鲜重Root fresh weight (g) | 0.44 A | 0.22 | 49.06 | 0.43 B | 0.17 | 40.81 | 茎叶干重Stalk and leaf dry weight (g) | 0.10 A | 0.05 | 49.80 | 0.05 B | 0.02 | 37.22 | 根系干重Root dry weight (g) | 0.03 A | 0.01 | 47.17 | 0.04 B | 0.02 | 38.30 | 植株干重Plant dry weight (g) | 0.13 A | 0.06 | 44.16 | 0.09 B | 0.03 | 30.07 | 根冠比Root-to-shoot ratio | 0.28 B | 0.08 | 29.33 | 0.91 A | 0.28 | 31.05 | 氮含量N content (g kg-1) | 39.78 A | 5.67 | 14.25 | 12.00 B | 1.41 | 11.77 | 氮累积量N accumulation (mg) | 5.33 A | 2.46 | 46.11 | 1.08 B | 0.30 | 28.03 | 氮吸收效率N uptake efficiency (%) | 0.03 B | 0.01 | 49.14 | 0.29 A | 0.10 | 34.06 | 氮利用效率N utilization efficiency (%) | 25.68 B | 3.89 | 15.17 | 84.56 A | 10.77 | 12.74 |
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表1
不同氮素条件下青稞各性状指标的变化
正文中引用本图/表的段落
供试的143份青稞种质资源均由西藏自治区农牧科学院提供(详见附表1)。
由表1可知, 低氮处理下, 青稞苗期的茎叶鲜重、根系鲜重、茎叶干重、根系干重、植株干重、氮含量和氮积累量均显著低于正常供氮处理; 而氮利用效率、氮吸收效率和根冠比则显著增加。分析不同青稞种质性状的变异系数后发现, 在不同氮素水平条件下青稞的各性状的变异系数在14.01%~49.80%之间; 并且所有性状的变异系数均超过10.00%。在正常氮素供给条件下, 青稞种质各性状的变异系数范围在14.25%~49.80%之间, 按照由高到低排序依次为茎叶干重、根系鲜重、氮吸收效率、根系干重、氮累积量、植株干重、茎叶鲜重、根冠比、氮利用效率和氮含量。其中, 茎叶干重、根系鲜重、氮吸收效率、根系干重和氮累积量等指标的灵敏度相对较高, 表明在正常氮素条件下, 这些性状明显受到基因型的影响。而在低氮条件下, 各性状的变异系数范围在11.77%~40.81%之间, 按照由高到低依次为根系鲜重、根系干重、茎叶干重、氮吸收效率、茎叶鲜重、根冠比、植株干重、氮累积量、氮利用效率、氮含量。其中, 根系鲜重、根系干重、茎叶干重和氮吸收效率等性状的灵敏度相对较高, 进一步表明在低氮条件下, 这些性状受到基因型的影响明显。
NN: 正常氮; LN: 低氮。表中的顺序同附表1。
图中序号同附表1。
附表 请见网络版: 1) 本刊网站 http://zwxb.chinacrops.org/; 2) 中国知网 http://www.cnki.net/; 3) 万方数据 http://c.wanfangdata.com.cn/Periodicalzuowxb.aspx。
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