33份旱黄瓜种子萌发期抗旱性鉴定
作者： 周国彦 谢洋 邢雨蒙 银珊珊 闫立英 武春成
摘 要：为研究旱黄瓜种子萌发期的抗旱性，以33份旱黄瓜品种资源为试材，利用15% PEG-6000模拟干旱环境，统计种子相对发芽率（RGR）、相对发芽势（RGE）、萌发抗旱指数（GDRI）、萌发胁迫指数（GSI）、活力抗旱指数（VDRI）等指标，并采用模糊隶属函数法进行抗旱性综合评价。结果表明，供试黄瓜种子相对发芽势、相对发芽率、萌发抗旱指数、胁迫指数及活力抗旱指数与隶属排名较一致，均可作为评价黄瓜种子萌发期抗旱性指标；将隶属值≥0.6判定为高抗材料，0.6>隶属值≥0.2判定为中抗材料，隶属值<0.2判定为弱抗材料，可作为评价黄瓜抗旱性的重要参数；筛选出高抗旱品种4个、弱抗品种6个和中抗品种23个。该研究为黄瓜抗旱性鉴定和评价提供可靠的指标和方法，为黄瓜抗旱育种提供种质资源和理论依据。
关键词：黄瓜；抗旱指数；胁迫指数；综合评价
中图分类号：S642.2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）03-092-06
Analysis on drought resistance of 33 cucumber seeds at germination stage
ZHOU Guoyan， XIE Yang， XING Yumeng， YIN Shanshan， YAN Liying， WU Chuncheng
（Hebei Key Laboratory of Horticultural Germplasm Excavation and Innovative Utilization/College of Horticulture Science and Technology， Hebei Normal University of Science and Technology， Qinhuangdao 066004， Hebei， China）
Abstract： To study the drought resistance of the soil cucumber seed germination， a total of 33 cucumber variety were as materials， using 15% PEG-6000 simulated drought environment， to statistical relative seed germination rate （RGR）， relative germination energy （RGE）， germination index of drought resistance （GDRI）， stress of germination index （GSI） and vigor index of drought index （VDRI）， and drought resistance comprehensive evaluation by fuzzy membership function method. The results showed that the value of RGR， RGE， GDRI， GSI and VDRI were consistent with the ranking of subordinate function value， which could be used to evaluate the drought resistance of cucumber seeds at germination stage. The membership function value≥0.6 was judged as high resistance material， 0.6>The membership function value≥0.2 was judged as medium resistance material， and the membership function value<0.2 was judged as weak resistance material， which could be used as an important parameter to evaluate drought resistance of cucumber. Four high resistance cultivars， six weak resistance cultivars and 23 medium resistance cultivars were identified. These results provided reliable indexes and methods for the identification and evaluation of drought resistance of cucumber and germplasm resources and theoretical basis for drought resistance breeding of cucumber.
Key words： Cucumber; Germination index of drought resistance; Stress of germination index; Comprehensive evaluation
黄瓜为葫芦科黄瓜属一年生草本植物，是世界第三大蔬菜作物[1]。FAO统计数据显示，2020年我国黄瓜栽培面积127万hm2，产量7336万t，分别占世界的56.4%和81.2%[2]。黄瓜起源于温暖湿润的喜马拉雅山南麓热带雨林地区，叶片大、根系浅且对水分极为敏感，喜湿、怕涝、不耐旱，要求土壤相对持水量85%～95%，空气相对持水量80%～90%[3]。干旱胁迫会使黄瓜光合作用减弱、抗氧化系统受损，造成植株生长受到抑制，产量严重受损[4]。因此筛选适宜的抗（耐）旱黄瓜品种对黄瓜栽培生产具有重要意义。
种子萌发是开花植物生活史中的一个关键阶段，受植物体内多种信号物质和外界环境因子的调控，与幼苗成活、器官发育等都有密切关系[5]。适量的水分、充足的氧气和适宜的温度等环境条件是种子萌发所必需的，只有正常萌发的种子才有可能发育成正常的植株[6]。种子萌发过程中缺水会导致种子萌发时间延长，甚至不萌发[78]。前人研究表明，干旱胁迫会不同程度地抑制黄瓜萌发期胚根、胚芽的生长，降低其发芽势、发芽率、发芽指数，并且各品种间存在差异[8]。前人研究主要集中在干旱胁迫对黄瓜农艺性状、光合特性等指标响应方面，而黄瓜种子萌发期抗旱性鉴定的相关研究鲜见报道[9-11]。
旱黄瓜又称华南型黄瓜，口感脆嫩，清香味浓郁，深受消费者喜爱。目前，河北省黄瓜逐渐形成了“一带三区”产业发展布局，在秦皇岛、唐山地区形成了以昌黎县、乐亭县为中心的冀东北旱黄瓜优势产业带。昌黎县作为河北省旱黄瓜优势区，但仍存在着品种混乱、高端品种少、栽培过程中耗水量大的问题，限制了旱黄瓜产业发展。培育和推广耐旱节水优良旱黄瓜品种，提高品种的抗旱性，是开发生物节水潜力、摆脱水缺乏、减少干旱带来损失的有效途径。因室内环境条件的可控性强，研究萌发期品种抗旱性，多数是在室内用PEG-6000模拟干旱环境以保证试验结果的可靠性[12-13]。因此，笔者利用所在课题前期模拟干旱的最佳筛选浓度15% PEG-6000（未发表）对33份旱黄瓜品种资源进行萌发期抗旱性鉴定与筛选，并利用模糊隶属函数法对种子萌发5个相关指标进行综合性评价，以期为旱黄瓜抗旱性鉴定和评价提供可靠的指标和方法，同时为旱黄瓜抗旱育种提供种质资源和理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验所用33份旱黄瓜品种详见表1。
1.2 试验设计
试验于2022年3—5月在河北科技师范学院园艺中心实验室进行。将挑选籽粒饱满均匀一致的种子各30粒，进行2 h吸胀后，自然晾干。分别将其置于铺有滤纸并加入10 mL 15% PEG-6000溶液（胁迫处理）和去离子水溶液（对照）的培养皿中，28 ℃恒温催芽，定期补充等量相应溶液保证滤纸湿润。每日调查种子发芽数，2 d后统计发芽势，3 d后统计发芽率，4 d后统计芽长和总鲜质量等性状指标，计算发芽势、发芽率、相对发芽率、相对发芽势、种子萌发抗旱指数、发芽指数、萌发胁迫指数、芽长、总鲜质量、活力指数、活力抗旱指数等指标。试验重复2次，计算方法如下：
发芽势（GE）=（第2天发芽种子数/供试种子总数）×100%； （1）
发芽率（GR）/%=（第3天发芽种子数/供试种子总数）×100； （2）
相对发芽率（RGE）=（胁迫发芽率/对照发芽率）×100%； （3）
相对发芽势（RGR）=（胁迫发芽势/对照发芽势）×100%。 （4）
萌发抗旱指数（GDRI）=胁迫种子萌发指数（PIS）/对照种子萌发指数（PIC）[14]；其中PI=（1.00）nd1+（0.75）nd2+（0.50）nd3+（0.25）nd4；nd1、nd2、nd3、nd4分别为第1、2、3、4 d的种子萌发率，1.00、0.75、0.50、0.25 分别为相应萌发时间所赋予的抗旱系数。
发芽指数（GI）= ∑Gt/Dt； （5）
其中Gt为发芽试验终期内每日发芽数，Dt为发芽日数，∑为总和。
萌发胁迫指数（GSI）=胁迫种子发芽指数GIS）/对照种子发芽指数（GIC）[14]； （6）