Cotton Drought Resistance Index Screening and Comprehensive Evaluation of Drought Resistance of Germplasm Resources During Germination Period

doi:10.19586/j.2095-2341.2022.0087

Current Biotechnology ›› 2023, Vol. 13 ›› Issue (4): 556-564.DOI: 10.19586/j.2095-2341.2022.0087

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Cotton Drought Resistance Index Screening and Comprehensive Evaluation of Drought Resistance of Germplasm Resources During Germination Period

Jinping CHEN¹^,²(), Quanjia CHEN¹, Kai ZHENG¹, Yuanchun PU¹^,², Jianglin XU¹^,², Ting ZHOU²^,³, Yejun YANG²^,³, Guoqing SUN²()

^1.Engineering Research Centre of Cotton，Ministry of Education，College of Agriculture，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China
^2.Biotehchnology Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China
^3.College of Agriculture，Shanxi Agricultural University，Shanxi Jinzhong 030801，China

Received:2022-05-25 Accepted:2023-04-07 Online:2023-07-25 Published:2023-08-03
Contact: Guoqing SUN

棉花萌发期抗旱指标筛选及种质资源抗旱性综合评价

陈金萍¹^,²(), 陈全家¹, 郑凯¹, 浦元春¹^,², 徐江淋¹^,², 周婷²^,³, 杨椰珺²^,³, 孙国清²()

^1.新疆农业大学农学院，教育部棉花工程研究中心，乌鲁木齐 830052
^2.中国农业科学院生物技术研究所，北京 100081
^3.山西农业大学农学院，山西晋中 030801

通讯作者: 孙国清
作者简介:陈金萍 E-mail: 1263912297@qq.com；
基金资助:
海南省崖州湾种子实验室2021年度“揭榜挂帅”项目(B21HJ0213)

Abstract

Abstract:

Cotton is an important cash crop and oil crop. In order to study the relationship between morphological indicators and drought resistance at the germination stage of cotton seeds， the suitable drought resistance indexes in the germination stage of cotton were screened. Took 40 cotton varieties as materials， polyethylene glycol-6000 (PEG-6000) solution simulating drought stress， and clean water as control， seven indicators （relative seed water absorption， relative germination potential， relative germination rate， relative germination exponent， radicle/hypocotyl index， relative radicle stem/fresh weight， and relative germ stem/fresh weight） related to drought resistance in the germination stage of cotton were compared by correlation analysis， and the comprehensive drought resistance evaluation value was obtained according to the membership function， and the correlation analysis was carried out with seven indicators to obtain the most suitable drought resistance index. Results showed that the relative germination potential， relative germination rate and relative germination index were screened out as important indicators for the identification of drought resistance during the germination stage of 40 cotton varieties. Under drought stress， the drought tolerance of different varieties of cotton in the germination stage can be quickly and accurately identified and evaluated by measuring these three indicators. Among the 40 cotton materials tested， ‘Zhong 85271’ had the strongest drought resistance and ‘CF75 drop 6’ had the weakest drought resistance.

Key words: cotton, germination, drought resistance, drought resistance index, comprehensive evaluation

摘要：

棉花是重要的经济作物和油料作物。为研究棉花种子萌发期形态指标与抗旱性的关系，筛选棉花萌发期适宜的抗旱性指标，以40个棉花品种为材料，聚乙二醇-6000（polyethylene glycol-6000,PEG-6000）溶液模拟干旱胁迫，清水为对照，采用相关性分析比较了与棉花萌发期抗旱性相关的7个指标（相对种子吸水率、相对发芽势、相对发芽率、相对萌发指数、胚根/下胚轴指数、相对胚根干/鲜重和相对胚芽干/鲜重），依据隶属函数得到综合抗旱性评价值，并将其与7个指标进行相关性分析，以得到最适宜的抗旱性指标。结果显示，相对发芽势、相对发芽率和相对萌发指数是供试40个棉花品种萌发期抗旱性鉴定的3个重要指标。干旱胁迫下，可通过测定这3个指标对不同品种棉花萌发期的耐旱性进行快速准确的鉴定及评价。供试的40个棉花材料中，‘中85271’抗旱性最强，‘CF75落6’抗旱性最弱。

关键词: 棉花, 萌发期, 抗旱性, 抗旱指标, 综合评价

CLC Number:

S562

Jinping CHEN, Quanjia CHEN, Kai ZHENG, Yuanchun PU, Jianglin XU, Ting ZHOU, Yejun YANG, Guoqing SUN. Cotton Drought Resistance Index Screening and Comprehensive Evaluation of Drought Resistance of Germplasm Resources During Germination Period[J]. Current Biotechnology, 2023, 13(4): 556-564.

陈金萍, 陈全家, 郑凯, 浦元春, 徐江淋, 周婷, 杨椰珺, 孙国清. 棉花萌发期抗旱指标筛选及种质资源抗旱性综合评价[J]. 生物技术进展, 2023, 13(4): 556-564.

Figures/Tables 7

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序号	品种编号	品种名称	序号	品种编号	品种名称
1	NDLM025	L⁃5F45	21	NDLM196	新陆早38
2	NDLM030	PD6186	22	NDLM222	新陆中11
3	NDLM037	澳siv2	23	NDLM224	新陆中14
4	NDLM043	北京432	24	NDLM226	新陆中16
5	NDLM071	邯284	25	NDLM230	新陆中20
6	NDLM079	冀668	26	NDLM267	银棉1号
7	NDLM088	晋棉34	27	NDLM269	豫棉18
8	NDLM091	晋棉46	28	NDLM274	运93抗354
9	NDLM098	酒棉8号	29	NDLM277	运早219
10	NDLM103	科远4	30	NDLM283	中203016
11	NDLM107	辽4853	31	NDLM287	中5765
12	NDLM108	辽7003	32	NDLM289	中85271
13	NDLM113	灵宝棉	33	NDLM292	中R773⁃310
14	NDLM123	美B⁃35	34	NDLM293	中R773⁃314
15	NDLM134	陕416	35	NDLM297	中棉所16
16	NDLM140	石远345	36	NDLM301	中棉所35
17	NDLM176	新陆早17	37	NDLM309	中棉所82
18	NDLM177	新陆早18	38	NDLM346	CF75落5
19	NDLM183	新陆早24	39	NDLM347	CF75落6
20	NDLM185	新陆早26	40	NDLM348	CF75落7

序号	品种编号	品种名称	序号	品种编号	品种名称
1	NDLM025	L⁃5F45	21	NDLM196	新陆早38
2	NDLM030	PD6186	22	NDLM222	新陆中11
3	NDLM037	澳siv2	23	NDLM224	新陆中14
4	NDLM043	北京432	24	NDLM226	新陆中16
5	NDLM071	邯284	25	NDLM230	新陆中20
6	NDLM079	冀668	26	NDLM267	银棉1号
7	NDLM088	晋棉34	27	NDLM269	豫棉18
8	NDLM091	晋棉46	28	NDLM274	运93抗354
9	NDLM098	酒棉8号	29	NDLM277	运早219
10	NDLM103	科远4	30	NDLM283	中203016
11	NDLM107	辽4853	31	NDLM287	中5765
12	NDLM108	辽7003	32	NDLM289	中85271
13	NDLM113	灵宝棉	33	NDLM292	中R773⁃310
14	NDLM123	美B⁃35	34	NDLM293	中R773⁃314
15	NDLM134	陕416	35	NDLM297	中棉所16
16	NDLM140	石远345	36	NDLM301	中棉所35
17	NDLM176	新陆早17	37	NDLM309	中棉所82
18	NDLM177	新陆早18	38	NDLM346	CF75落5
19	NDLM183	新陆早24	39	NDLM347	CF75落6
20	NDLM185	新陆早26	40	NDLM348	CF75落7

品种编号	相对种子吸水率	相对发芽势	相对发芽率	相对萌发指数	相对胚根长	相对下胚轴长	胚根/下胚轴指数	相对胚根干重	相对胚芽干重	相对胚根干/鲜重	相对胚芽干/鲜重
NDLM025	0.93	0.25	0.20	0.22	0.59	0.47	1.26	0.69	0.95	2.65	1.59
NDLM030	0.92	0.10	0.03	0.04	0.10	0.01	4.71	0.13	0.16	1.42	1.68
NDLM037	0.83	0.03	0.03	0.03	0.15	0.06	2.04	0.13	0.21	1.54	1.60
NDLM043	0.95	0.11	0.08	0.13	0.11	0.05	1.68	0.22	0.29	1.50	1.73
NDLM071	0.97	0.06	0.05	0.06	0.25	0.16	4.16	0.3	0.47	1.11	2.01
NDLM079	0.85	0.04	0.03	0.03	0.25	0.09	1.77	0.14	0.35	0.69	1.32
NDLM088	0.96	0.06	0.08	0.08	0.26	0.14	2.61	0.31	0.53	1.67	2.37
NDLM091	0.93	0.07	0.03	0.05	0.13	0.09	0.50	0.08	0.15	0.23	0.38
NDLM098	0.98	0.07	0.06	0.06	0.61	0.19	1.77	0.46	0.37	0.82	0.80
NDLM103	0.93	0.10	0.08	0.09	0.29	0.11	3.58	0.78	0.30	4.34	2.17
NDLM107	0.91	0.21	0.15	0.18	0.72	0.58	1.30	1.61	0.66	2.21	1.32
NDLM108	0.71	0	0.05	0.04	0.17	0.10	1.97	0.22	0.55	1.67	1.69
NDLM113	0.93	0.16	0.08	0.11	0.52	0.30	1.59	0.61	0.73	0.94	1.51
NDLM123	0.95	0.06	0.03	0.03	0.17	0.05	2.14	0.14	0.17	2.75	1.69
NDLM134	0.85	0	0.04	0.06	0.07	0.04	0.70	0.07	0.14	0.17	0.73
NDLM140	0.92	0	0.03	0.04	0.03	0.04	0.26	0.07	0.14	0.33	0.63
NDLM176	0.76	0.03	0.03	0.03	0.10	0.09	1.44	0.04	0.13	0.71	1.01
NDLM177	0.95	0.15	0.10	0.11	0.33	0.10	2.31	0.22	0.45	1.59	1.61
NDLM183	0.82	0.15	0.04	0.06	0.08	0.09	0.59	0.11	0.22	0.85	0.84
NDLM185	1.12	0	0.01	0.02	0.03	0.01	1.09	0.33	0.06	1.67	0.62
NDLM196	0.85	0.04	0.04	0.04	0.22	0.09	1.47	0.61	0.16	2.22	0.99
NDLM222	0.83	0.03	0.06	0.06	0.20	0.09	1.86	0.11	0.34	0.64	1.84
NDLM224	0.77	0.11	0.08	0.09	0.16	0.04	3.18	0.56	0.37	2.24	2.66
NDLM226	0.71	0.03	0.05	0.05	0.24	0.14	1.28	0.67	0.49	1.93	1.48
NDLM230	0.92	0.02	0.02	0.03	0.05	0.07	0.67	0.14	0.19	0.95	1.23
NDLM267	0.86	0	0.04	0.06	0.14	0.08	1.23	0.27	0.32	2.88	1.31
NDLM269	1.03	0.18	0.11	0.13	0.69	0.60	1.14	0.53	0.90	1.12	1.11
NDLM274	0.80	0	0.01	0.01	0.10	0.02	1.49	0.22	0.17	1.00	1.29
NDLM277	0.85	0	0.04	0.04	0.05	0.04	0.48	0.08	0.22	0.37	0.71
NDLM283	0.82	0.09	0.15	0.13	0.80	0.27	2.99	1.11	1.04	3.63	2.15
NDLM287	0.84	0.05	0.05	0.06	0.51	0.18	1.89	0.50	0.52	2.43	1.32
NDLM289	1.10	0.50	0.16	0.28	0.73	0.70	0.70	0.44	1.15	0.86	1.15
NDLM292	0.87	0.06	0.01	0.02	0.17	0.06	0.86	0.33	0.05	1.01	0.33
NDLM293	0.83	0.02	0.15	0.12	0.31	0.08	4.16	0.44	0.69	1.43	3.42
NDLM297	0.95	0.09	0.07	0.08	0.67	0.44	1.52	1.32	1.15	2.65	1.89
NDLM301	0.86	0.07	0.08	0.07	0.14	0.04	1.30	0.11	0.15	0.29	0.89
NDLM309	0.65	0	0.06	0.06	0.17	0.06	1.79	0.44	0.24	1.67	1.01
NDLM346	0.90	0.18	0.12	0.14	0.62	0.42	1.48	0.61	0.44	3.06	1.02
NDLM347	0.94	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
NDLM348	0.85	0.17	0.05	0.07	0.85	0.52	1.70	1.00	0.83	0.64	1.02
最小值	0.65	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
最大值	1.12	0.5	0.20	0.28	0.85	0.70	4.71	1.61	1.15	4.34	3.42
平均值	0.88	0.08	0.06	0.07	0.29	0.17	1.72	0.40	0.41	1.50	1.35

品种编号	相对种子吸水率	相对发芽势	相对发芽率	相对萌发指数	相对胚根长	相对下胚轴长	胚根/下胚轴指数	相对胚根干重	相对胚芽干重	相对胚根干/鲜重	相对胚芽干/鲜重
NDLM025	0.93	0.25	0.20	0.22	0.59	0.47	1.26	0.69	0.95	2.65	1.59
NDLM030	0.92	0.10	0.03	0.04	0.10	0.01	4.71	0.13	0.16	1.42	1.68
NDLM037	0.83	0.03	0.03	0.03	0.15	0.06	2.04	0.13	0.21	1.54	1.60
NDLM043	0.95	0.11	0.08	0.13	0.11	0.05	1.68	0.22	0.29	1.50	1.73
NDLM071	0.97	0.06	0.05	0.06	0.25	0.16	4.16	0.3	0.47	1.11	2.01
NDLM079	0.85	0.04	0.03	0.03	0.25	0.09	1.77	0.14	0.35	0.69	1.32
NDLM088	0.96	0.06	0.08	0.08	0.26	0.14	2.61	0.31	0.53	1.67	2.37
NDLM091	0.93	0.07	0.03	0.05	0.13	0.09	0.50	0.08	0.15	0.23	0.38
NDLM098	0.98	0.07	0.06	0.06	0.61	0.19	1.77	0.46	0.37	0.82	0.80
NDLM103	0.93	0.10	0.08	0.09	0.29	0.11	3.58	0.78	0.30	4.34	2.17
NDLM107	0.91	0.21	0.15	0.18	0.72	0.58	1.30	1.61	0.66	2.21	1.32
NDLM108	0.71	0	0.05	0.04	0.17	0.10	1.97	0.22	0.55	1.67	1.69
NDLM113	0.93	0.16	0.08	0.11	0.52	0.30	1.59	0.61	0.73	0.94	1.51
NDLM123	0.95	0.06	0.03	0.03	0.17	0.05	2.14	0.14	0.17	2.75	1.69
NDLM134	0.85	0	0.04	0.06	0.07	0.04	0.70	0.07	0.14	0.17	0.73
NDLM140	0.92	0	0.03	0.04	0.03	0.04	0.26	0.07	0.14	0.33	0.63
NDLM176	0.76	0.03	0.03	0.03	0.10	0.09	1.44	0.04	0.13	0.71	1.01
NDLM177	0.95	0.15	0.10	0.11	0.33	0.10	2.31	0.22	0.45	1.59	1.61
NDLM183	0.82	0.15	0.04	0.06	0.08	0.09	0.59	0.11	0.22	0.85	0.84
NDLM185	1.12	0	0.01	0.02	0.03	0.01	1.09	0.33	0.06	1.67	0.62
NDLM196	0.85	0.04	0.04	0.04	0.22	0.09	1.47	0.61	0.16	2.22	0.99
NDLM222	0.83	0.03	0.06	0.06	0.20	0.09	1.86	0.11	0.34	0.64	1.84
NDLM224	0.77	0.11	0.08	0.09	0.16	0.04	3.18	0.56	0.37	2.24	2.66
NDLM226	0.71	0.03	0.05	0.05	0.24	0.14	1.28	0.67	0.49	1.93	1.48
NDLM230	0.92	0.02	0.02	0.03	0.05	0.07	0.67	0.14	0.19	0.95	1.23
NDLM267	0.86	0	0.04	0.06	0.14	0.08	1.23	0.27	0.32	2.88	1.31
NDLM269	1.03	0.18	0.11	0.13	0.69	0.60	1.14	0.53	0.90	1.12	1.11
NDLM274	0.80	0	0.01	0.01	0.10	0.02	1.49	0.22	0.17	1.00	1.29
NDLM277	0.85	0	0.04	0.04	0.05	0.04	0.48	0.08	0.22	0.37	0.71
NDLM283	0.82	0.09	0.15	0.13	0.80	0.27	2.99	1.11	1.04	3.63	2.15
NDLM287	0.84	0.05	0.05	0.06	0.51	0.18	1.89	0.50	0.52	2.43	1.32
NDLM289	1.10	0.50	0.16	0.28	0.73	0.70	0.70	0.44	1.15	0.86	1.15
NDLM292	0.87	0.06	0.01	0.02	0.17	0.06	0.86	0.33	0.05	1.01	0.33
NDLM293	0.83	0.02	0.15	0.12	0.31	0.08	4.16	0.44	0.69	1.43	3.42
NDLM297	0.95	0.09	0.07	0.08	0.67	0.44	1.52	1.32	1.15	2.65	1.89
NDLM301	0.86	0.07	0.08	0.07	0.14	0.04	1.30	0.11	0.15	0.29	0.89
NDLM309	0.65	0	0.06	0.06	0.17	0.06	1.79	0.44	0.24	1.67	1.01
NDLM346	0.90	0.18	0.12	0.14	0.62	0.42	1.48	0.61	0.44	3.06	1.02
NDLM347	0.94	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
NDLM348	0.85	0.17	0.05	0.07	0.85	0.52	1.70	1.00	0.83	0.64	1.02
最小值	0.65	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
最大值	1.12	0.5	0.20	0.28	0.85	0.70	4.71	1.61	1.15	4.34	3.42
平均值	0.88	0.08	0.06	0.07	0.29	0.17	1.72	0.40	0.41	1.50	1.35

指标	相对种子吸水率	相对发芽势	相对发芽率	相对萌发指数	胚根/下胚轴指数	相对胚根干/鲜重	相对胚芽干/鲜重
相对种子吸水率	1
相对发芽势	0.458^**	1
相对发芽率	0.169	0.688^**	1
相对萌发指数	0.336^*	0.868^**	0.933^**	1
胚根/下胚轴指数	-0.096	-0.036	0.216	0.083	1
相对胚根干/鲜重	-0.037	0.128	0.392^*	0.290	0.428^**	1
相对胚芽干/鲜重	-0.143	0.065	0.460^**	0.303	0.794^**	0.497^**	1

Cotton Drought Resistance Index Screening and Comprehensive Evaluation of Drought Resistance of Germplasm Resources During Germination Period

棉花萌发期抗旱指标筛选及种质资源抗旱性综合评价

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指标	隶属函数综合评价值D	相关性P
相对种子吸水率	0.332^*	0.036
相对发芽势	0.873^**	0.000
相对发芽率	0.951^**	0.000
相对萌发指数	0.991^**	0.000
胚根/下胚轴指数	0.145	0.371
相对胚根干/鲜重	0.333^*	0.036
相对胚芽干/鲜重	0.351^*	0.026

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