CN104838905A - 西瓜苗期抗旱性的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了西瓜苗期抗旱性的评价方法，该评价方法包括对具有4～5片真叶的西瓜苗进行旱害胁迫处理，对处理后的不同品系进行旱害指数统计和隶属函数值计算，并以平均旱害指数为标准对其抗旱性进行初步评价；规定平均旱害指数小于所有参试西瓜品系的总平均旱害指数0.8倍的西瓜为高抗旱品系，0.8～1.3倍的为中抗旱品系，大于1.3倍的为低抗旱品系；再以平均隶属函数值为标准对其抗旱性进行更准确的综合评价；规定平均隶属函数值小于0.4的西瓜为低抗旱品系，0.4～0.7的为中抗旱品系，大于0.7的为高抗旱品系。

Description

西瓜苗期抗旱性的评价方法

技术领域

本发明属于育种领域，具体涉及一种西瓜苗期抗旱性的评价方法。

背景技术

植物遭受的逆境中，干旱是限制植株生长发育和减少作物产量的主要非生物胁迫之一[1]。世界上处于干旱、半干旱和干燥亚湿润地区的土地面积有3.6×10⁷km²，约占全球总陆地面积的1/3左右[2]。而随着全球变暖及环境的不断恶化，这一数据将可能持续增大，使得干旱成为制约农业生产的一个重大环境问题。

西瓜(Citrullus lanatus(Thunb.)Matsum.et Nakai.)是一种重要的经济园艺作物。我国是世界上西瓜产量最大的国家[3]，其产业的发展对于增加农民收入、推动农村经济发展具有重要作用。西瓜整个生育期需要大量水分，干旱导致西瓜抽藤缓慢，瓜蔓细弱，瓜叶狭窄，长期的干旱还会造成落花落果而降低产量。然而由于我国目前推广的西瓜品种大多是在灌溉地选育而成，长期的人工选择导致遗传基础变窄，很多优良的抗逆性状逐渐丢失，包括西瓜的抗旱性[4]。近年来，频繁发生的旱灾严重制约了西瓜产业的发展。因此，挖掘和利用新的抗旱种质资源，扩宽现有栽培品种的遗传基础对于西瓜产业的可持续发展具有重要的实际意义。尽管前人对于西瓜的抗旱性评价已有所报道[4-7]，但目前关于西瓜苗期的抗旱性鉴定评价仍然没有统一标准。

参考文献：

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20.王永琦:西瓜疫病抗性苗期鉴定方法及抗病机理研究.硕士.西北农林科技大学；2010.

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明解决了现有技术中没有统一、准确的对不同西瓜品系苗期抗旱性进行评价的方法的问题，提出了依据各参试材料的旱害指数或综合隶属函数值进行初步快速评价或进一步更准确地评价的西瓜苗期抗旱性鉴定方法。

为解决上述问题，本发明通过以下方案实现：

一种西瓜苗期抗旱性的评价方法，该评价方法包括将具有4～5片真叶的西瓜苗进行旱害胁迫处理，以平均旱害指数为标准对旱害胁迫处理后西瓜苗进行抗旱性评价；

平均旱害指数小于所有参试品系西瓜的总平均旱害指数的0.8倍的西瓜品系为高抗旱西瓜品系，平均旱害指数为所有参试品系西瓜的总平均旱害指数的0.8～1.3倍的西瓜品系为中抗旱西瓜品系，平均旱害指数大于所有参试品系西瓜的总平均旱害指数的1.3倍的西瓜品系为低抗旱西瓜品系。

具体的，所述的平均旱害指数的获得包括旱害指数统计，旱害指数统计包括以西瓜苗的真叶叶片主叶脉是否下垂、真叶叶尖或叶缘是否向内反卷、有无向下弯曲真叶叶柄和黄化叶片数量、褐化叶片数量或焦枯叶片数量为标准进行旱害等级划分，通过统计不同旱害等级的西瓜苗的株数进行旱害指数计算。

更具体的，所述的旱害等级包括：

0级旱害：真叶叶片主叶脉平展或向上生长，真叶叶尖和叶缘不向内反卷，无真叶叶柄向下弯曲的叶片，无黄化、褐化或焦枯的真叶叶片；

1级旱害：真叶叶片主叶脉向下弯曲,真叶叶尖和叶缘不向内反卷，无真叶叶柄向下弯曲的叶片，无黄化、褐化或焦枯的真叶叶片；

2级旱害：真叶叶片主叶脉向下弯曲，真叶叶尖或叶缘向内反卷，或真叶叶柄向下弯曲，至少1片真叶黄化、但无褐化或焦枯真叶叶片；

3级旱害：真叶叶片主叶脉向下弯曲，真叶叶尖和叶缘向内反卷，或真叶叶柄向下弯曲，至少2片真叶黄化、且1～2片真叶褐化或焦枯；

4级旱害：真叶叶片主叶脉向下弯曲，真叶叶尖和叶缘向内反卷，或真叶叶柄向下弯曲，所有真叶的叶片黄化，且至少3片真叶褐化焦枯，甚至整株西瓜苗枯死。

进一步的，所述的旱害指数的计算公式为：

DI＝(1×S₁+2×S₂+3×S₃+4×S₄)/(S₀+S₁+S₂+S₃+S₄)    (1)

公式(1)中DI表示某一西瓜品系的旱害指数，S₀表示0级旱害的西瓜苗株数，S₁表示1级旱害的西瓜苗株数，S₂表示2级旱害的西瓜苗株数，S₃表示3级旱害的西瓜苗株数，S₄表示4级旱害的西瓜苗株数；

所述的平均旱害指数的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{DI}}_u}=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{DI}}_{\mathrm{ui}}/n---\left(2\right)$

公式(2)中表示某一西瓜品系的平均旱害指数，DI_ui表示某一西瓜品系干旱处理第i天的旱害指数，i＝0,1,2...m，m表示统计旱害指数的天数,n表示从开始有西瓜苗出现1级旱害症状时到60％植株发生2级旱害或两级以上旱害时的统计天数再加一天的天数，m和n均为自然数；

所述的总平均旱害指数的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{DI}}=\underset{a=0}{\overset{X}{\mathrm{\Σ}}}\stackrel{\‾}{{\mathrm{DI}}_{\mathrm{ua}}}/x---\left(3\right)$

公式(3)中表示所有参试西瓜品系总平均旱害指数，表示第a个西瓜品系的平均旱害指数，a＝1,2,3...X，X表示参试西瓜品系总数目，X为自然数。

更进一步的，所述的旱害胁迫处理包括使西瓜苗生长土壤水分达到饱和状态，之后不再对西瓜苗生长土壤补充水分，当西瓜苗生长土壤含水量达到75±5％时开始对西瓜苗进行旱害指数统计，直到占实验数量的60％的西瓜苗发生2级旱害或2级以上旱害时的第二天结束统计。

另外，以平均旱害指数对西瓜品系进行初步评价筛选后，再通过隶属函数法对初步评价筛选后的西瓜品系进行抗旱性综合评价。

具体的，所述的抗旱性综合评价包括：

步骤一：将相同实验数量的每一品系的西瓜苗分为处理组和对照组，在将处理组进行干旱胁迫处理的同时使对照组的西瓜苗生长土壤的含水量保持在75±5％，当处理组60％植株发生2级旱害或2级以上旱害时，对处理组和对照组的西瓜苗进行生理指标的测定，并于生理指标测定第二天进行生长指标的测定；

所述的生理指标包括叶片相对含水量、叶绿素含量、丙二醛含量、过氧化氢含量、超氧阴离子产生速率、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性和抗坏血酸过氧化物酶活性；所述的生长指标包括株高、根长、地上鲜重、地下鲜重、地上干物质积累量和地下干物质积累量；

步骤二、计算生长指标的相对变化率和生理指标的相对变化率，应用隶属函数法对不同品系的西瓜苗进行抗旱性综合评价；

所述的生长指标的相对变化率和生理指标的相对变化率的计算公式相同，为：

X＝(X_c﹣X_d)/X_d×100％    (4)

公式(4)中X表示某一品系西瓜苗的某一生长指标或生理指标的相对变化率，X_c表示处理组的某一品系西瓜苗的某一生长指标或生理指标的相对变化率，X_d表示对照组的某一品系西瓜苗的某一生长指标或生理指标的相对变化率；

所述的隶属函数的计算公式为：

X_u＝(X-X_min)/(X_max-X_min)    (5)

X_u＝1-(X-X_min)/(X_max-X_min)    (6)

公式(5)和公式(6)中的X_u表示某一品系西瓜苗的某一指标的隶属函数值，X_min表示所有品系西瓜苗中生长指标或生理指标的最小相对变化率，X_max表示所有品系西瓜苗中生长指标或生理指标的最大相对变化率；当X与平均旱害指数呈负相关，采用公式(5)进行计算；当X与平均旱害指数呈正相关，采用公式(6)进行计算；

将某一品系的所有指标的隶属函数值进行平均计算后得到品系的平均隶属函数值，平均隶属函数值小于0.4的西瓜品系为低抗旱西瓜品系，平均隶属函数值为0.4～0.7的西瓜品系为中抗旱西瓜品系，平均隶属函数值大于0.7的为高抗旱西瓜品系。

本发明的优点在于：

(1)根据旱害分级标准而计算的旱害指数可以简便直观地反应植株在干旱胁迫下的耐受能力，适合大量材料的初步快速筛选，旱害指数越低，抗旱性越强，本发明的旱害等级划分标准明确，使统计结果相对客观和准确，后续隶属函数值法的验证证明了本方法的准确性。

(2)而通过运用隶属函数法运算而综合评价西瓜的抗旱性，避免了利用单一指标进行抗旱性评价的片面性和不稳定性。另外，在隶属函数值的计算公式中，采用的是各项测定指标的相对变化率，这种基于对照水平换算后的指标相对变化率用于抗旱性评价时可以排除各基因型本身固有的差异，而真正体现其内在的抗旱性。

(3)本发明提出的西瓜苗期抗旱性的评价方法，可以避免传统的田间鉴定所存在的周期长、易受其他不利环境条件影响而重复性差等缺点，其所需的占地面积小，周期短，可多次重复进行鉴定，对于育种上大量种质资源及育种中间材料的抗旱性筛选具有更快更早的判断，从而减少育种盲目性，并为干旱及半干旱地区适栽品种的选择提供便利。

附图说明

图1为各个旱害等级对应的西瓜幼苗的形态图；

图2依据旱害指数对10个西瓜基因型进行的聚类分析树图；

图3依据各指标相对变化率的隶属函数值对10个西瓜基因型进行的聚类分析树图；

图4不同西瓜品系旱害指数平均值与隶属函数平均值的简单相关性分析图；

以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。

具体实施方式

本发明所述的具有4-5片真叶的西瓜幼苗指的是单株有4-5片完全展开的真叶这一特定生长发育时期的西瓜幼苗；并要求选择长势基本一致的幼苗而排除个别瘦弱或者生长势过旺的植株以免造成实验误差，也即保证每个参试品系中所有西瓜苗的高矮和粗壮度基本一致，根据不同的实验要求实验者可自行确定所需西瓜苗的高矮和粗壮度。

本研究以引自不同地区的10个西瓜基因型为试材进行苗期盆栽控水试验，比较不同西瓜品系对干旱胁迫的生理响应差异，依据旱害指数并结合隶属函数值法对各参试材料的抗旱性进行综合评价，旨在建立和完善一种可靠的西瓜苗期抗旱性鉴定方法，为今后西瓜抗旱品种的改良和耐旱机制研究提供理论参考。

本研究中，西瓜幼苗在遭受干旱逆境后，最直接的表现就是子叶向下卷曲发黄，真叶叶脉下垂，随着胁迫程度的加重，子叶慢慢坏死脱落，真叶向内反卷，植株株型变得紧凑，严重时叶片由下而上发生程序性死亡直至危及新叶，然后整株倒伏萎蔫。因此，本研究根据西瓜对持续控水的旱害症状进行了细致分级，并运用旱害指数对10个参试西瓜基因型进行了抗旱性的直接评价。试验发现，各品系初步发生旱害症状的时间早晚不同，同一控水时间所表现的旱害程度也不同。

为实现西瓜种质资源准确、可靠的抗旱性鉴定评价，本试验测定了能普遍反应植物抗旱性的18项指标，在依据旱害指数进行直接评价的基础之上，采用隶属函数值法对10个西瓜基因型幼苗又进行了抗旱性综合评定。两种评价方法关联相关系数为-0.901，评价结果高度一致，只是在差别不明显的中抗品系抗旱性强弱顺序有所区别。

实施例一：

结合表1，本实施例中所用的供试材料为引自国内外的10份近缘种属西瓜品系，均由陕西省杨凌西北农林科技大学西甜瓜课题组提供，且该10种品系的西瓜在“西瓜苗期耐冷性研究”，范小玉，《中国优秀硕士学位论文全文数据库》，西北农林科技大学，2012年；及“西瓜疫病抗性苗期鉴定方法及抗病机理研究”，王永琦，《中国优秀硕士学位论文全文数据库》，西北农林科技大学；2010年两篇文献记载，其中包括3份野生型资源和7份栽培型资源。

试验于2014年3-5月在西北农林科技大学园艺学院玻璃科研温室进行。种子经2％次氯酸钠消毒10min、55度温烫浸种20min后，于30度黑暗条件下催芽24-36h，露白后挑选芽长一致的种子单粒播种于塑料花盆(10cm口径×7cm底径×8.5cm高，底部有1个直径为1cm大小的排水孔)，盆底铺5×5cm大小的20目防虫网以阻挡土壤漏出。供试土壤为风干的沙和商业育苗基质(陕西杨凌裕丰种业有限公司)按体积比1:1均匀混合而成，沙和基质均过2mm土壤筛，测得其田间最大持水量为48.52％，每盆称取相同重量的土壤333.4g，并轻拍盆身使土壤紧实度均匀一致。育苗期间白天气温控制在30±5℃，夜间气温控制在18±2℃，正常水分管理，每周补浇一次1/2Hogland营养液，待幼苗长到具有4-5片完全展开真叶时选取长势均匀一致的幼苗，每品系90株，随机分为两组，一组正常浇水(为对照组)，一组干旱处理(为处理组)。

处理前将所有盆栽浸水使土壤水分达到饱和状态，自然控水3d后(当土壤含水量达到适宜生长的75±5％田间持水量(FWC)水平时)，对照组每天正常浇水使土壤含水量维持在75±5％FWC，处理组不浇水使持续干旱10天(也即当60％植株发生2级旱害或2级以上旱害时的下一天结束处理)。

表1  供试材料名称、来源及生物学特性

编号

品系名称

分类

来源

果形大小

瓤色

口感

1

Y-2

C.lanatus var.citriodes

陕西榆林

大

白绿

苦

2

辽引1号

C.lanatus var.lanatus

辽宁新民

小

黄

甜

3

148

C.lanatus var.lanatus

河南农科院

大

红

甜

4

KY-3

C.lanatus var.citriodes

陕西榆林

大

白绿

苦

5

京父-3

C.lanatus var.lanatus

北京蔬菜花卉研究所

中

红

甜

6

Y-3

C.lanatus var.citriodes

南非

大

白绿

苦

7

金美人

C.lanatus var.lanatus

台湾

小

红

甜

8

04-1-2

C.lanatus var.lanatus

陕西西农

中

红

甜

9

M05

C.lanatus var.lanatus

新疆哈密

中

红

甜

10

黑牡丹

C.lanatus var.lanatus

内蒙古呼和浩特

中

红

甜

试验期间，每天观察植株萎蔫情况及受害程度，并统计旱害指数，旱害指数的统计及各项指标的测定方法如下：

(1)旱害指数统计

结合附图1中的盆栽照片，按下列标准进行旱害分级：

0级旱害(植株正常生长)：真叶叶片主叶脉平展或向上生长，真叶叶尖和叶缘不向内反卷，无真叶叶柄向下弯曲的叶片，无黄化、褐化或焦枯的真叶叶片；

1级旱害(轻度萎蔫)：真叶叶片主叶脉向下弯曲,真叶叶尖和叶缘不向内反卷，无真叶叶柄向下弯曲的叶片，无黄化、褐化或焦枯的真叶叶片；

2级旱害(中度萎蔫)：真叶叶片主叶脉向下弯曲，真叶叶尖或叶缘向内反卷(主要针对栽培种)或真叶叶柄向下弯曲(主要针对不易发生叶片反卷的野生种)，植株基部至少1片真叶黄化失色、但无褐化或焦枯真叶叶片；

3级旱害(重度萎蔫)：真叶叶片主叶脉向下弯曲，真叶叶尖和叶缘向内反卷(主要针对栽培种)或真叶叶柄向下弯曲(主要针对不易发生叶片反卷的野生种)，植株基部至少2片真叶黄化失色，且1～2片真叶褐化甚至焦枯；

4级(极严重萎蔫)：真叶叶片主叶脉向下弯曲，真叶叶尖和叶缘向内反卷(主要针对栽培种)或真叶叶柄向下弯曲(主要针对不易发生叶片反卷的野生种)，除心叶以外整株叶片都黄化失色，且至少3片真叶褐化甚至焦枯，甚至整株枯死。

所述的旱害指数的计算公式为：

DI＝(1×S₁+2×S₂+3×S₃+4×S₄)/(S₀+S₁+S₂+S₃+S₄)    (1)

公式(1)中DI表示某一西瓜品系的旱害指数，S₀表示0级旱害的西瓜苗株数，S₁表示1级旱害的西瓜苗株数，S₂表示2级旱害的西瓜苗株数，S₃表示3级旱害的西瓜苗株数，S₄表示4级旱害的西瓜苗株数；

所述的平均旱害指数的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{DI}}_u}=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{DI}}_{\mathrm{ui}}/n---\left(2\right)$

公式(2)中表示某一西瓜品系的平均旱害指数，DI_ui表示某一西瓜品系干旱处理第i天的旱害指数，i＝0,1,2...m，m表示统计旱害指数的天数,n表示从开始有西瓜苗出现1级旱害症状时到60％以上植株发生2级旱害时的统计天数再加一天的天数，m和n均为自然数；

所述的总平均旱害指数的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{DI}}=\underset{a=0}{\overset{X}{\mathrm{\Σ}}}\stackrel{\‾}{{\mathrm{DI}}_{\mathrm{ua}}}/x---\left(3\right)$

公式(3)中表示所有参试西瓜品系总平均旱害指数，表示第a个西瓜品系的平均旱害指数，a＝1,2,3...X，X表示参试西瓜品系总数目，X为自然数。

(2)生理指标测定

干旱胁迫第9d，每处理随机选取5株幼苗，于上午8:00-10:00之间采取生长点以下第3片真叶用于以下生理指标的测定，重复3次。

叶片相对含水量(RWC)测定采用饱和称量法，相对含水量(％)＝(鲜样质量–干样质量)/(饱和鲜样质量–干样质量)×100％[8]。叶绿素含量(Chl)测定采用80％丙酮浸提法[9]。丙二醛(MDA)含量测定采用硫代巴比妥酸法[10]。过氧化氢(H₂O₂)含量测定采用硫酸钛法，超氧阴离子(O₂ ^-)产生速率测定参照采用羟胺法[11]。可溶性蛋白含量(Soluble protein)测定采用考马斯亮蓝法[12]。脯氨酸(Pro)含量测定采用茚三酮法[13]。超氧化物歧化酶(SOD)活性测定按照Bai[11]的方法。过氧化物酶(POD)活性测定按照Hammerschmidt[14]的方法。过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)测定按照Liu[15]的方法。

(3)生长指标测定

干旱处理第10d，每处理随机选取9株幼苗将地上与地下部分开，仔细清洗并擦干表面水分后，测定株高(Plant height,PH)、根长(Root length,RL)、地上鲜重(Shoot fresh weight,SFW)和地下鲜重(Root fresh weight,RFW)，其中株高测量的是子叶着生处到生长点的高度，根长测定的是茎基部到主根根尖的长度。然后于105℃烘箱杀青30min，80℃烘烤24h至恒重，测定地上干物质积累量(Shoot dry weight,SDW)和地下干物质积累量(Rootdry weight,RDW)，并计算根冠比。根冠比(Root/shoot)＝地下干物质质量/地上干物质质量。

(4)数据处理与分析

按照Yin[16]的方法计算各生长指标和生理指标的相对变化率。应用隶属函数法[17]对10个西瓜基因型的抗旱性进行综合评价，生长指标的相对变化率和生理指标的相对变化率的计算公式相同，为：

X＝(X_c﹣X_d)/X_d×100％    (4)

公式(4)中X表示某一品系西瓜苗的某一生长指标或生理指标的相对变化率，X_c表示处理组的某一品系西瓜苗的某一生长指标或生理指标的相对变化率，X_d表示对照组的某一品系西瓜苗的某一生长指标或生理指标的相对变化率；

所述的隶属函数的计算公式为：

X_u＝(X-X_min)/(X_max-X_min)    (5)

X_u＝1-(X-X_min)/(X_max-X_min)    (6)

公式(5)和公式(6)中的X_u表示某一品系西瓜苗的某一指标的隶属函数值，X_min表示所有品系西瓜苗中生长指标或生理指标的最小相对变化率，X_max表示所有品系西瓜苗中生长指标或生理指标的最大相对变化率；当X与平均旱害指数呈负相关，采用公式(5)进行计算；当X与平均旱害指数呈正相关，采用公式(6)进行计算；

最后求得各供试材料所有指标变化率的平均隶属函数值作为评价标准，平均数越大，抗旱性越强，平均数越小，抗旱性越弱。并根据张文娥[18]的方法，将抗旱性分为3级：隶属函数平均值小于0.4的西瓜为低抗旱品系，0.4～0.7的为中抗旱品系，大于0.7的为高抗旱品系。

采用PASW statistics 18.0软件进行方差分析和相关性分析，One-wayANOVA方法对变量进行最小显著极差法(least significant difference,LSD)检验(P≤0.05和P≤0.01)。采用SAS-V8软件，Ward离差平方和法进行聚类分析。

旱害指数统计结果见表2：

表2  干旱胁迫下不同基因型西瓜幼苗的旱害指数及抗旱性评价

注：高抗(平均抗旱指数＜0.88)，中抗(0.88≤平均抗旱指数≤1.43)，低抗(平均抗旱指数＞1.43)。

从表2可以看出，西瓜幼苗在干旱胁迫前期旱害症状不明显，旱害指数不高，表现出对轻度干旱胁迫具有一定的耐受能力，随着胁迫时间延长，旱害指数呈不断增大的趋势。10个参试品系中，04-1-2、金美人和148对干旱胁迫的反应最为敏感，最早出现旱害症状，但148后期旱害指数增长缓慢，受害程度相对较轻；胁迫第6d，其余品系也相继出现不同程度的旱害症状，旱害指数分布在0.08～0.84之间，而04-1-2和金美人的旱害指数已增加到1以上，明显高于其他品系；胁迫第8d，除KY-3和Y-2外，其余抗旱指数都增长到1以上。胁迫第9d，04-1-2和金美人旱害指数高达3以上，而KY-3和Y-2低于2，其余品系的旱害指数介于2-3之间，呈现出明显的基因型差异。根据旱害指数平均值的大小，可将10个西瓜品系的抗旱性分为三类：平均旱害指数小于0.88的西瓜为高抗品系，0.88～1.43的为中抗品系，大于1.43的为低抗品系，根据表2中的数据可知，平均旱害指数小于0.88的高抗旱品系KY-3和Y-2为一类，平均旱害指数介于0.88～1.43中等抗旱性的Y-3、黑牡丹、辽引1号、148、京父-3、M05为一类，平均旱害指数大于1.43的抗旱性弱的04-1-2和金美人为一类。

处理第9d、10d采样进行其他各项指标的测定，结果见表3和表4：

表3  干旱胁迫处理后不同基因型西瓜幼苗各生长指标的相对变化率

注：(－)表示减少。

干旱处理后，基于旱害指数的直接评价，采用Ward离差平方和法对10个参试西瓜品系进行抗旱性聚类分析，可将其分为三类，抗旱性强的KY-3和Y-2为一类，中等抗旱性的辽引1号、黑牡丹、Y-3、148、京父-3、M05为一类，抗旱性弱的金美人和04-1-2为一类(图2)；而基于各品系隶属函数值的综合评价进行聚类分析，可将其分为四类，但最终也是将抗旱的KY-3和Y-2聚为一类，不抗旱的04-1-2和金美人聚为一类，其余中等抗性的分别聚为两类(图3)，表明了干旱胁迫下这些中抗品系存在两种不同的生理响应方式；两种聚类分析结果基本一致，不同之处在于各品系抗旱性的远近关系有所变化，尤其是对于中等抗性品系而言。

为了验证依据旱害指数的直接评价法和依据隶属函数综合评价法进行抗旱性鉴定结果的一致性和可靠性，对10个西瓜品系旱害指数的平均值和隶属函数得分平均值进行简单相关性分析，结果表明两者呈极显著负相关，相关系数R＝-0.901(图4)，表明两者鉴定结果一致性高，鉴定结果准确可靠。

Claims (7)

1.一种西瓜苗期抗旱性的评价方法，其特征在于，该评价方法包括将具有4～5片真叶的西瓜苗进行旱害胁迫处理，以平均旱害指数为标准对旱害胁迫处理后西瓜苗进行抗旱性评价；

平均旱害指数小于所有参试品系西瓜的总平均旱害指数的0.8倍的西瓜品系为高抗旱西瓜品系，平均旱害指数为所有参试品系西瓜的总平均旱害指数的0.8～1.3倍的西瓜品系为中抗旱西瓜品系，平均旱害指数大于所有参试品系西瓜的总平均旱害指数的1.3倍的西瓜品系为低抗旱西瓜品系。

2.如权利要求1所述的西瓜苗期抗旱性的评价方法，其特征在于，所述的平均旱害指数的获得包括旱害指数统计，旱害指数统计包括以西瓜苗的真叶叶片主叶脉是否下垂、真叶叶尖或叶缘是否向内反卷、有无向下弯曲真叶叶柄和黄化叶片数量、褐化叶片数量或焦枯叶片数量为标准进行旱害等级划分，通过统计不同旱害等级的西瓜苗的株数进行旱害指数计算。

3.如权利要求2所述的西瓜苗期抗旱性的评价方法，其特征在于，所述的旱害等级包括：

0级旱害：真叶叶片主叶脉平展或向上生长，真叶叶尖和叶缘不向内反卷，无真叶叶柄向下弯曲的叶片，无黄化、褐化或焦枯的真叶叶片；

1级旱害：真叶叶片主叶脉向下弯曲,真叶叶尖和叶缘不向内反卷，无真叶叶柄向下弯曲的叶片，无黄化、褐化或焦枯的真叶叶片；

2级旱害：真叶叶片主叶脉向下弯曲，真叶叶尖或叶缘向内反卷，或真叶叶柄向下弯曲，至少1片真叶黄化、但无褐化或焦枯真叶叶片；

3级旱害：真叶叶片主叶脉向下弯曲，真叶叶尖和叶缘向内反卷，或真叶叶柄向下弯曲，至少2片真叶黄化、且1～2片真叶褐化或焦枯；

4级旱害：真叶叶片主叶脉向下弯曲，真叶叶尖和叶缘向内反卷，或真叶叶柄向下弯曲，所有真叶的叶片黄化，且至少3片真叶褐化焦枯，甚至整株西瓜苗枯死。

4.如权利要求3所述的西瓜苗期抗旱性的评价方法，其特征在于，所述的旱害指数的计算公式为：

DI＝(1×S₁+2×S₂+3×S₃+4×S₄)/(S₀+S₁+S₂+S₃+S₄)      (1)

公式(1)中DI表示某一西瓜品系的旱害指数，S₀表示0级旱害的西瓜苗株数，S₁表示1级旱害的西瓜苗株数，S₂表示2级旱害的西瓜苗株数，S₃表示3级旱害的西瓜苗株数，S₄表示4级旱害的西瓜苗株数；

所述的平均旱害指数的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{DI}}_u}=\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{DI}}_{\mathrm{ui}}/n---\left(2\right)$

公式(2)中表示某一西瓜品系的平均旱害指数，DI_ui表示某一西瓜品系干旱处理第i天的旱害指数，i＝0,1,2...m，m表示统计旱害指数的天数,n表示从开始有西瓜苗出现1级旱害症状时到60％植株发生2级旱害或两级以上旱害时的统计天数再加一天的天数，m和n均为自然数；

所述的总平均旱害指数的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{DI}}=\underset{a=1}{\overset{X}{\mathrm{\Σ}}}\stackrel{\‾}{{\mathrm{DI}}_{\mathrm{ua}}}/x---\left(3\right)$

公式(3)中表示所有参试西瓜品系总平均旱害指数，表示第a个西瓜品系的平均旱害指数，a＝1,2,3...X，X表示参试西瓜品系总数目，X为自然数。

5.如权利要求1、2、3或4所述的西瓜苗期抗旱性的评价方法，其特征在于，所述的旱害胁迫处理包括使西瓜苗生长土壤水分达到饱和状态，之后不再对西瓜苗生长土壤补充水分，当西瓜苗生长土壤含水量达到75±5％时开始对西瓜苗进行旱害指数统计，直到占实验数量的60％的西瓜苗发生2级旱害或2级以上旱害时的第二天结束统计。

6.如权利要求1、2、3或4所述的西瓜苗期抗旱性的评价方法，其特征在于，以平均旱害指数对西瓜品系进行初步评价筛选后，再通过隶属函数法对初步评价筛选后的西瓜品系进行抗旱性综合评价。

7.如权利要求6所述的西瓜苗期抗旱性的评价方法，其特征在于，所述的抗旱性综合评价包括：

步骤一：将相同实验数量的每一品系的西瓜苗分为处理组和对照组，在将处理组进行干旱胁迫处理的同时使对照组的西瓜苗生长土壤的含水量保持在75±5％，当处理组60％植株发生2级旱害或2级以上旱害时，对处理组和对照组的西瓜苗进行生理指标的测定，并于生理指标测定第二天进行生长指标的测定；

所述的生理指标包括叶片相对含水量、叶绿素含量、丙二醛含量、过氧化氢含量、超氧阴离子产生速率、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性和抗坏血酸过氧化物酶活性；所述的生长指标包括株高、根长、地上鲜重、地下鲜重、地上干物质积累量和地下干物质积累量；

步骤二、计算生长指标的相对变化率和生理指标的相对变化率，应用隶属函数法对不同品系的西瓜苗进行抗旱性综合评价；

所述的生长指标的相对变化率和生理指标的相对变化率的计算公式相同，为：

X＝(X_c﹣X_d)/X_d×100％            (4)

公式(4)中X表示某一品系西瓜苗的某一生长指标或生理指标的相对变化率，X_c表示处理组的某一品系西瓜苗的某一生长指标或生理指标的相对变化率，X_d表示对照组的某一品系西瓜苗的某一生长指标或生理指标的相对变化率；

所述的隶属函数的计算公式为：

X_u＝(X-X_min)/(X_max-X_min)        (5)

X_u＝1-(X-X_min)/(X_max-X_min)      (6)

公式(5)和公式(6)中的X_u表示某一品系西瓜苗的某一指标的隶属函数值，X_min表示所有品系西瓜苗中生长指标或生理指标的最小相对变化率，X_max表示所有品系西瓜苗中生长指标或生理指标的最大相对变化率；当X与平均旱害指数呈负相关，采用公式(5)进行计算；当X与平均旱害指数呈正相关，采用公式(6)进行计算；

将某一品系的所有指标的隶属函数值进行平均计算后得到品系的平均隶属函数值，平均隶属函数值小于0.4的西瓜品系为低抗旱西瓜品系，平均隶属函数值为0.4～0.7的西瓜品系为中抗旱西瓜品系，平均隶属函数值大于0.7的为高抗旱西瓜品系。