马铃薯抗旱评价指标及方法

马铃薯抗旱评价指标及方法谢婉;郑维列【摘 要】干旱是限制马铃薯生产的重要因子根据国内外马铃薯抗旱性鉴定指标 和鉴定分析方法的研究成果,对马铃薯抗旱评价指标进行总结与分析,分析结果如下： 目前马铃薯抗旱性鉴定多利用干旱胁迫下马铃薯形态、生理生化指标变化的差异确 定品种的抗旱性耐旱品种在根系分布的深度、根系的拉力和强度、根系吸收能力、 根系活力等方面优于不耐旱品种,抗旱性品种受干旱胁迫影响较小,干旱胁迫下产量 降幅、株高降幅、相对含水量的降幅、叶片质膜相对透性升高幅度小的品种抗旱性 强，脯氨酸的积累幅度大的品种抗旱性强,MDA含量增幅低的品种抗旱性强SOD 活性、POD活性、CAT活性在受旱植株体内的变化规律性差,且与胁迫强度、时间 等相关,适于作为抗旱性鉴定参考抗旱性是由多基因控制的数量性状,单个抗旱基 因不能完全代表植株整体的抗旱性马铃薯抗旱性是由多种因素和多种机制相互作 用构成的一个复杂的综合性状，近年来较多采用综合指标法％Drought is an important factor which limits potato production.According to the domestic and foreign research of potato drought resistance indexes and analysis methods,by sum-marizing and analyzing the potato drought resistance evaluation indexes,the conclusion come to as following:at present the evaluation of potato drought resistance character is based on the changes of physiological and biochemical indexes and morphology under drought stress.Drought -tolerant varieties are superior to droughtsensitive varieties in root distribution depth,root tensile strength,the absorption ability,and root activity.Drought resistant varieties are less affected by drought stress.The smaller the rang of Yield decline,Plant height decrease,relative water content decline and plasmalemma permeability increase under drought stress,the stronger drought resistance of the varieties,varieties with the accumulation of proline in large amplitude and the content of MDA increase in little amplitude have strong drought resistance.The change regularity of SOD activity,POD activity,and CAT activity are poor and correlated with the stress of intensity and time,just suitable for drought resistance identification as reference. Drought resistance is a quantitative trait controlled by multiple genes;single gene cannot fully re-present the drought resistance of plants.The drought resistance of potato is a complex trait af-fected by a variety of factors and the interaction of a variety of mechanisms.Comprehensive index methods are more used in recent years.期刊名称】《西藏农业科技》年(卷),期】2015(000)004【总页数】9页(P27-35)关键词】 马铃薯;抗旱;评价;指标作 者】 谢婉;郑维列【作者单位】西藏大学农牧学院•西藏林芝・860000;西藏大学农牧学院•西藏林芝・860000正文语种】 中文Key words：Potato， drought resistance ，evaluation， index 随着全球气候变暖及环境恶化，非生物胁迫对农业生产影响日益严重，导致农作物 减产［1］。

水分不足对植物生产力造成的危害超过了其他逆境因子的总和［2］中国 约一半土地属于干旱半干旱地区［3］，马铃薯种植面积及总产量均居世界第一位［4］ 近年来中国马铃薯主产省份及产量增长中心越来越集中于西部省区［5］，这些地区 多为山区和高寒地区，属于干旱半干旱气候区，而马铃薯对水分的亏缺较其它作物 敏感［6］,因此干旱是制约中国马铃薯生产的重要因素［7］ 干旱胁迫对马铃薯造成的影响包括负面影响与正面影响即补偿效应两个方面补偿 效应是指作物受到阈值内的干旱胁迫后,在具有恢复因子和过程条件下,在形态和生 理水平上所产生的有利于作物生长发育和产量形成的能力［8］如轻度迫期后根系 活力的增加和形态的改善及复水出现的生长加快,光合、蒸腾速率提高等李倩［9］ 发现轻度水分胁迫下马铃薯株高和根长最大,较正常供水处理分别高出1.73%和 1.15%抗艳红等人发现适当控水有利于马铃薯的增产及品质改善［10］焦志丽等 发现苗期土壤含水量为田间最大持水量80%时，株高、茎粗、单株叶面积、地上 部鲜重均最大［11］目前研究较多的是干旱胁迫的负面影响，即干旱胁迫阻碍马铃 薯的生长发育最终导致产量、块茎品质等商品性降低。

马铃薯播种后或者生育期间 水分亏缺会阻碍植株的生育进而影响产量和块茎品质块茎在萌发过程中得不到充 足的水分会延迟萌发和出苗，并明显延迟结薯期，缩短块茎形成期块茎形成期缺 水,会导致茎叶生长受到抑制,根系的伸展受阻,将降低单株块茎数［12］研究证明， 一般田块灌块茎形成水,旱年份亩增产 24%-36.8%,湿润年亩增产 0.9%-13.9%［13］ 同时，马铃薯生长结薯阶段的水分亏缺，能不同程度地影响到块茎的形状、干物质 和还原糖含量等［14］康玉林等研究发现块茎形成期水分充足可扩大光合作用规模, 延长光合作用时间,提高光合作用效率并可对块茎淀粉含量的提高产生显著的影响, 可使淀粉含量增加了 1.6%［15］块茎膨大期的短期干旱会使块茎二次生长，形成 次生薯,影响块茎的品质因此，马铃薯抗旱性指标的筛选对马铃薯产业化发展具 有重大意义本文总结了近年来马铃薯干旱胁迫相关研究文献，为抗旱品种的选育 及旱作栽培提供理论依据和技术支撑 作物的抗旱性是指作物在大气或土壤干旱 条件下生存和形成产量的能力［16］一个品种在特定地区的抗旱性表现，是由自身 的生理抗性和结构抗性以及生长发育进程的节奏与农业气候因素变化相配合的程度 决定的［17］。

马铃薯适应性广，具有自身的抗旱机制不同品种马铃薯的抗旱性不 同，同一品种在不同的环境条件、不同的水分胁迫处理及不同生育期抗旱性亦表现 不同［10］［18］［19］，马铃薯的抗旱性与渗透调节、光合作用、抗氧化作用、物质运 输与分配、生物碱代谢、脱水保护蛋白代谢、植物激素等多种生理生化反应紧密相 关，其机制比较复杂［20］，因此马铃薯抗旱性指标筛选的准确性与稳定性具有重要 意义1 马铃薯抗旱性评价方法 近年来，马铃薯科研工作者围绕马铃薯耐旱性评价、鉴定指标体系的建立开展了大 量工作抗旱性评价方法主要包括田间直接鉴定、人工气候鉴定、组培苗胁迫鉴定 以及自然失水胁迫鉴定等方法不同抗旱性评价方法具有不同的优缺点田间直接鉴定法是将马铃薯直接种植在旱地上，在自然条件下以自然降水或灌水控 制土壤水分，形成不同程度的干旱胁迫，分析对作物的影响以评价供试品种的抗旱 ［21］优点是方法简单，能够得到产量结果，缺点是年度气候变幅大，结果难以重 复，工作量大，需时长，由于环境气候的影响很难筛选出具有稳定遗传特性的耐旱 材料人工气候鉴定法是在人工气候室内测定水分胁迫对马铃薯生长发育、生理过程或产 量的影响优点是环境及土壤条件易于控制，结果可靠重复性好，缺点是实验周期 相对较长［22］。

组培苗胁迫法是在组培环境下研究马铃薯组培苗胁迫处理下对干旱的反应该法能 克服在田间筛选耐旱材料的缺点［23］马铃薯组培苗胁迫鉴定通过渗透调节物质来 模拟干旱，是相对稳定且易控制的模拟系统，目前常用聚乙二醇(PEG)模拟干旱环 境［24-27］有研究表明，PEG-6000诱导水分逆境达到的效果与将土壤逐步干旱 的效果一致［28］甘露糖、蔗糖、山梨糖醇和甘露糖醇等物质曾用来模拟干旱环境， 但它们能被植物组织和细胞吸收，影响植物组织在平衡期间的势能，使得所测定的 水势与实际有较大差别，此外，一些渗透调节物质对植物本身还有一定的毒害，具 有一定的弊端［29］自然失水胁迫鉴定法是将植株或离体器官置于空气中，在可控的温、湿度等环境条 件下，检验植株自身蒸腾失水特性与失水胁迫耐性，所得评价结果和相应田间试验 结果具有一致性［22］2 马铃薯抗旱评价指标 干旱胁迫会对植物生长状况、形态结构与生理生化产生显著影响［11］马铃薯抗旱 评价内容包括形态指标、生理指标、生化指标以及基因水平的指标等2.1 形态指标 利用植株的形态作为鉴定品种抗旱性的相关指标是国内外广泛采用的方法马铃薯 根系拉力、根长、根重、根冠比、植株的覆盖度、株高、叶片重量、气孔下陷程度 叶面积大小、块茎的产量等表型性状被认为与抗旱性相关［30］。

2.1.1 产量指标 植物生理学意义上的抗旱性是指植物对干旱胁迫的适应性和抵抗能力，其抗旱能力 的高低主要表现在产量方面，因此产量指标是抗旱性最重要的鉴定指标［31］产量 的高低是农业生产中作物抗旱性能最实用的综合表现传统方法有Chionoy的抗旱系数法，Fish的干旱敏感指数(SI)法，胡福顺的抗旱 指数(DI)法，该法可提供基因型产量高低的信息［32］马铃薯随着干旱胁迫的加剧 块茎干重下降［33］，块茎单株产量和收获指数降低,块茎干物质含量提高［34］产量 下降幅度受干旱影响较小的品种表现较强抗旱性［14］［35］但 Levitt 认为仅依靠产 量指标难以真正测出作物的抗旱性，不同品种在不同环境中产量表现不同，一些不 抗旱的高产品种在轻度干旱下产量高于抗旱品种而在严重干旱下产量又低于抗旱品 种，而一些抗旱品种在正常环境下低产，因此用产量难以评定它们的抗旱性差异 ［36］2.1.2 根系指标 根系是马铃薯直接感受土壤水分信号及吸收土壤水分的器官干旱胁迫下,根系吸 收量减少,有机营养合成减少,根系活力降低,从而营养失调国内外在马铃薯抗旱表 型性状的研究主要集中在植株的根系［37］樊民夫认为冠层覆盖度与根系拉力、块 茎数、茎叶鲜重、根鲜重呈直线正相关，冠层覆盖度和根系拉力的大小可作为干旱 地区评价马铃薯抗旱性指标［30］。

干旱胁迫下根系的伸长生长对干旱胁迫的敏感度 高于根系数量［2。