鲁晓鸣
（贵州省印江县饲草饲料工作站，贵州 印江，555200）
摘要：采用室内发芽实验，以聚乙二醇作为生理抗旱剂，借助主成分分析法比较进口且目前在我国常用的8个高羊茅品种的抗旱性。结果表明8个高羊茅品种抗旱性大小是：锐步＞可奇思＞警犬＞TF66＞凌志Ⅱ＞节水草＞维加斯＞易凯。 关键词：高羊茅；抗旱性；主成分分析；PEG
A Comparative Study on Drought Resistance of Different varieties of Festuca arundinacea Seeds by Principal Component Analysis
LU xiao-ming
(Yinjiang Work Station for Forage Grass and Feed, Yinjiang, Guizhou 550003, China)
Astract:Eight kinds of Festuca arundinacea seeds soaked by Polyethylene glycol from foreign country germinated in illumination incubation chest. Drought resistant indexes of eleven indices were accounted by Principal Component Analysis through DPS7.55 Software. The results indicated the order of drought resistance of eight varieties of Festuca arundinacea seeds to be: Sharpstep>Cochise>Watchdog>TF66>BarlexasⅡ>Watersaver>Vagas>Easycare. Keywords: Festuca arundinacea；Drought resistance；Principal component analysis；Polyethylene glycol
贵州属于典型的喀斯特地区，工程性缺水严重，干旱面积逐年加大。近年来该地区兴起了矿山植被恢复、石漠化生态建设、三农扶贫发展种草养畜，首当其冲的问题就是如何解决水资源匮乏。目前采取的主要措施是修建小水库、水窖、水渠，效果较明显，但具有成本高、使用周期短的特点。因此选择抗旱性强的植物是一个经济且效益长远的对策。高羊茅（Festuca arundinacea L.）具有生长较快、产草量较高、早期适口性较好、管理粗放等特点，在贵州种植广泛。目前育种技术发展迅猛，国外草种品种更替速度加快，我国绝大数草种仍然依赖进口。因此提前对草种新品种进行抗旱性研究，有助于新品种的推广以及种植成功。PEG是当前用于渗透调节处理种子研究种子抗旱常用试剂。本文利用20%PEG6000溶液浸种处理国外进口的8个高羊茅品种比较各自的抗旱性，旨在为干旱地区选用抗旱性强的高羊茅种子提供一些参考。
1材料与方法
（1）试验材料。PEG6000；光照培养箱（宁波江南仪器厂）；草种：可奇思和警犬购于贵阳市花鸟市场园林绿化有限公司；节水草、维加斯、易凯、TF66、凌志Ⅱ和锐步等6个品种购于百绿（天津）国际草业有限公司北京办事处。 （2）试验方法。电子天平称取200g PEG6000缓慢倒入盛有1000ml去离子水的容量瓶中，摇匀后得到20%（w/v）的PEG6000溶液。选取籽粒饱满，无破损的8个高羊茅品种种子，用0.5%的KMnO4溶液消毒20min。各选50粒草种放入预先标记并铺上双层滤纸的培养皿中，每品种3个平行，用移液管量各取10ml PEG6000溶液于培养皿中。在25±0.5℃下渗透处理24h后用去离子水漂洗3～4次，更换新鲜滤纸后放入草种，种子间距尽量一致。移液管量取10ml去离子水放入培养皿中供种子发芽使用。然后移入光照培养箱中，设定参数：温度25±0.5℃，光照强度14000lx,光周期12h/d。以后每天是视培养皿中水分多寡加入适量去离子水，保证种子正常发芽。每天打开2次与外界换气10min，同时记录试验现象。
（3）试验指标。①千粒重、②胚芽长、③胚根长、④芽干重等4个指标采用常规法；⑤发芽势(%)=发芽初期(规定日期内)正常发芽粒数/供试种子数×100,以第5d发芽种子数计算[1] ；⑥发芽率(%)=发芽终期(规定日期内)全部正常发芽粒数/供试种子数×100，以11d发芽种子数计算；⑦发芽指数=Σ( Gt/ Dt ),（Gt为总的发芽粒数,Dt为相应的发芽天数）；⑧活力指数= GI×S，(GI为发芽指数，S为第11d平均苗长)；⑨萌发指数= (1.00)nd2+(0.75)nd4+ (0.50)nd6+(0.25)nd8,式中: nd2, nd4、nd6、nd8 依次为第2、4、6、8d的种子发芽率；⑩贮藏物质消耗率(%)=(发芽前种子重量-发芽种子各部分干重和)/发芽前种子重量×100；⑾贮藏物质运转效率(%)=苗干重(芽+ 根)/苗各部分干重(芽+根+籽粒)×100。
（4）数据统计。用Microsoft Excel 2003计算抗旱指数，DPS7.55软件包[4]进行主成分分析。
[3]
[2]
2结果与分析
2.1计算抗旱指数
参考文献[5]的分析方法。首先计算8个品种的11个试验指标的抗旱系数DC＝20%PEG6000溶液渗透处理指标观测值/去离子水（CK）处理指标观测值，抗旱指数DI＝20%PEG6000溶液渗透处理指标观测值/对应指标的平均值·DC[6]，结果见表1.从表1可知，每一个高羊茅品种的11各指标的抗旱指数只有极个别相同，因此用任何一个指标考核抗旱性都是不可取的，只有综合考虑各指标得出的各品种高羊茅的抗旱性才具有实际意义。
表1 不同品种高羊茅各指标的抗旱指数 项目 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑾
可奇思 1.38 2.07 2.59 2.51 2.45 1.32 2.89 5.52 2.01 2.10 1.46
警犬 1.02 1.08 0.38 2.24 0.21 1.05 0.56 0.69 0.53 0.46 2.40
节水草 0.92 0.45 0.54 0.55 0.65 0.78 0.65 0.39 0.62 0.58 0.98
维加斯 0.94 1.14 1.87 1.09 0.47 0.64 0.55 0.62 0.59 1.26 0.65
易凯 0.98 0.54 0.69 0.20 0.12 0.41 0.23 0.15 0.21 0.19 0.55
TF66 1.00 1.03 1.17 0.13 1.90 1.25 1.60 1.48 1.48 1.18 0.36
凌志Ⅱ 0.91 0.55 0.42 0.71 0.94 1.23 0.97 0.47 0.97 0.75 0.89
锐步 0.97 1.36 0.29 0.43 6.35 1.30 2.36 1.77 2.38 0.44 1.55
2.2主成分分析
表2 主成分的特征向量及累积贡献率
项目
1
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑾ ⑿ ⒀ ⒁
0.34 0.37 0.22 0.31 0.20 0.27 0.36 0.38 0.31 0.31 0.13 6.53 59.32 59.32
2 -0.24 -0.06 -0.47 -0.28 0.52 0.31 0.24 -0.07 0.39 -0.25 0.01 2.37 21.52 80.84
3 0.01 0.09 0.26 -0.14 0.01 0.13 -0.11 -0.09 -0.09 -0.34 0.86 1.17 10.60 91.44
特征向量 4 -0.22 -0.21 0.13 -0.15 -0.37 0.78 -0.04 -0.13 -0.01 0.34 -0.04 0.44 4.03 95.47
5 -0.28 0.45 0.53 -0.47 0.23 -0.14 -0.07 -0.22 0.11 0.17 -0.22 0.29 2.62 98.09
6 -0.59 0.08 -0.06 0.63 0.21 -0.07 -0.13 -0.26 0.03 0.27 0.19 0.20 1.78 99.87
7 -0.14 -0.50 0.04 -0.30 0.05 -0.37 0.22 0.24 0.13 0.52 0.33 0.01 0.13 100.00
对8个品种高羊茅的抗旱指数进行主成分分析，得到特征向量、⑿特征值、⒀贡献率%、⒁累积贡献率%（表2）。主成分特征值中7个成分的累积贡献率达到100.00 %，其中前3个特征值的累积贡献率为91.44 %，说明前3个主成分代表了11个指标91.44 %的综合信息，符合指标累积方差贡献率达80 %~85 %以上确定主成分个数的判断依据。决定第一主成分大小的是活力指数（0.38）、胚芽长(0.37)、发芽指数（0.36）、千粒重（0.34）4个性状分量。主成分1相当于6.53个原始指标的作用，代表原始数据信息的59.32%。4个性状分量愈大，则第一主成分愈大。决定第二主成分大小的是发芽势（0.52）、胚根长（-0.47）、萌发指数（0.39）3个性状分量。主成分2相当于2.37个原始指标的功能，可反映原始数据21.53 %的信息。发芽势、萌发指数越大，胚根越短，则主成分2越大。决定第三主成分大小的是贮藏物质转化效率（0.86）1个性状分量，贮藏物质转化效率越高，则主成分3愈大。主成分3相当于1.17个原始指标的作用，表达出原始数据10.60 %的信息。
[7]
2.3抗旱性综合评价
选取主成分1、主成分2、主成分3三者得分计算综合得分，根据综合得分评价各高羊茅品种的抗旱性。由表3可知8个高羊茅品种的抗旱强弱顺序：锐步＞可奇思＞警犬＞TF66＞凌志Ⅱ＞节水草＞维加斯＞易凯。
表3 各高羊茅品种的主成分分析因子得分及综合得分
品种 可奇思 警犬 节水草 维加斯 易凯 TF66 凌志Ⅱ 锐步
Y(i,1) Y(i,2) Y(i,3) ∑Y 抗旱排序
5.87 -0.57 -2.05 -0.75 -3.02 0.26 -1.18 1.44 -1.43 -1.01 -0.03 -1.64 -0.74 0.75 0.68 3.41 -0.31 2.62 -0.21 -0.68 -0.48 -1.10 -0.37 0.53 4.13 1.04 -2.30 -3.06 -4.23 -0.09 -0.87 5.38 2 3 6 7 8 4 5 1
3结论与展望
种子抗旱性受许多因子控制，目前这方面的研究很多，但没有一个统一鉴定种子抗旱性标准。本文选取的11个抗旱性评价指标既容易测定又相对具有代表性，所得到的8各高羊茅品种的抗旱性室内观察基本吻合，但还需田间试验证实。本文采用主成分分析法得到的结果与作者应用灰色系统理论评价结论有一些出入，因此下一步工作还有待研究那种数据统计方法的得到的试验结果更能反映种子实际的抗旱性能。
参考文献
[1]贾文庆,陈 韵,刘会超.盐分胁迫下高羊茅种子的发芽特性[J].安徽农业科学,2006,34(18):4670-4671 [2]钱晓刚,李家敏,何金钊等.贵州省常用杂交玉米品种萌芽期抗旱性评价研究[J].种子,2004,23(12):32-35 [3]曾庆玲,黄晓华,周青.酸雨对水稻、小麦和油菜种子萌发的影响[J].环境科学,2005,26(1):181-184 [4]唐启义,冯明光.DPS 数据处理系统实验设计、统计分析及模型优化[M].科学出版社,2006.644-648 [5]李贵全,张海燕,季兰等.不同大豆品种抗旱性综合评价[J].应用生态学报,2006,17(12):2408-2412 [6]兰巨生.农作物综合抗旱性评价方法的研究.西北农业学报,1998,7(3):85-87
[7]张卫华,张方秋,张守攻等.大叶相思抗旱性生理指标主成分分析[J].浙江林业科技,2005,25(6):15-19
作者简介：鲁晓鸣（1981-），男，贵州印江，印江县饲草饲料工作站，研究方向：牧草种植与发展。Luxm12@163.com
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