太空诱变对PEG-6000模拟干旱胁迫下紫花苜蓿材料苗期生长的影响

doi:10.11686/cyxb2024301

摘要/Abstract

摘要：

为探讨太空诱变对聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱胁迫下紫花苜蓿材料苗期生长的影响，以14份诱变和14份未诱变材料为研究对象，以蒸馏水处理作为对照，采用PEG-6000模拟干旱胁迫处理方式，测定处理后生长相关指标，并利用隶属函数法进行综合评价。结果表明，干旱胁迫处理降低了大部分材料的株高、基茎粗、根长、单株鲜重、叶面积、叶周长、叶长和叶宽，而SPAD值反而升高。与未诱变材料相比，部分材料太空诱变后可缓解干旱胁迫引起的生长指标降低，而促进SPAD值升高。其中，巨能7诱变材料除株高外，其余生长指标均显著高于未诱变材料（P<0.05）；除此，诱变材料中，WL354的基茎粗和叶长， DS310FY的叶面积、叶周长、叶长和SPAD值，盐宝的叶面积、叶宽和SPAD值，WL343的叶面积、叶长、叶宽和SPAD值，甘农3号的叶长和SPAD值，皇冠的叶宽，中苜1号、南苜501和阿迪娜的SPAD值均显著高于其未诱变材料（P<0.05）；而未诱变材料中，阿迪娜的基茎粗，甘农6号的单株鲜重，甘农4号的叶面积、叶周长、叶长及WL354的叶宽和SPAD值均显著高于其诱变材料（P<0.05）。将各材料苗期耐旱性生长指标进行隶属函数综合分析得出，经PEG-6000干旱胁迫后，甘农3号、DS310FY、巨能7、南苜501、皇冠、盐宝、WL343和阿迪娜这8份材料的太空诱变材料生长指标隶属函数平均值较其未诱变材料高，说明从生长指标来看，这8份材料经太空诱变后耐旱性能得到提升。

关键词: 太空诱变, PEG-6000, 干旱胁迫, 紫花苜蓿, 苗期, 生长

Abstract:

The aim of this work was to explore the effects of space mutagenesis on the growth of alfalfa （Medicago sativa） seedlings under simulated drought stress. An experiment was conducted in which 14 mutated and 14 non-mutated alfalfa materials were treated with polyethylene glycol 6000 （PEG-6000） to impose drought stress or with distilled water as the control. Growth-related indexes were measured for all the plant materials， and the membership function method was used for multivariate data evaluation. The results showed that the plant height， base stem diameter， root length， fresh weight per plant， leaf area， leaf circumference， leaf length， and leaf width of most materials was lower under drought stress than in the control， whereas the SPAD value was higher in the drought-stressed plants than in the control plants. Compared with the non-mutated materials， the most mutated materials showed lower levels of inhibition under drought stress， and higher SPAD values. With the exception of plant height， the growth indexes of mutated Juneng 7 were significantly higher than those of its non-mutated counterpart （P<0.05）. In addition， the base stem diameter and leaf length of mutated WL354， the leaf area， leaf circumference， leaf length， and SPAD value of mutated DS310FY， the leaf area， leaf width， and SPAD value of mutated Yanbao， the leaf area， leaf length， leaf width， and SPAD value of mutated WL343， the leaf length and SPAD value of mutated Gannong No.3， the leaf width of mutated Huangguan， and the SPAD value of mutated Zhongmu No.1， Nanmu 501， and Adina were all significantly higher than those of their respective non-mutated counterparts （P<0.05）. The base stem diameter of Adina， fresh weight per plant of Gannong No.6， leaf area， leaf circumference， leaf length of Gannong No.4， and leaf width and SPAD value of WL354 were significantly higher than those of their respective mutated counterparts （P<0.05）. We conducted a membership function analysis based on the growth indexes of the materials at the seedling stage under drought stress， and obtained a comprehensive score for each material. The average scores of eight mutated materials （Gannong No.3， DS310FY， Juneng 7， Nanmu 501， Huangguan， Yanbao， WL343 and Adina） were higher than those of their non-mutated counterparts. These results indicate that the drought resistance of these eight materials was improved by space mutagenesis.

Key words: space mutagenesis, PEG-6000, drought stress, alfalfa, seedling stage, growth

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图/表 11

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材料名称 Material name	各指标隶属函数值The subordinative function values of each index										排序Rank
材料名称 Material name	株高 Plant height	基茎粗 Stem size	根长 Root length	单株鲜重 Fresh weight per plant	叶面积 Leaf area	叶周长 Leaf circumference	叶长 Leaf length	叶宽 Leaf width	SPAD值 SPAD value	平均 Average	排序Rank
劲能（未诱变）Jinneng （unmutagenesis）	0.3796	0.5000	0.6830	0.4362	0.6426	0.6409	0.5480	0.7293	0.6881	0.5831	1
劲能（诱变）Jinneng （mutagenesis）	0.3981	0.5167	0.7054	0.3253	0.6740	0.6339	0.5296	0.7178	0.7423	0.5826	2
中苜1号（未诱变）Zhongmu No.1 （unmutagenesis）	0.5833	0.2900	0.6696	0.3909	0.5050	0.7452	0.6001	0.7310	0.4518	0.5519	1
中苜1号（诱变）Zhongmu No.1 （mutagenesis）	0.3241	0.0000	0.6741	0.2840	0.5713	0.4923	0.4369	0.6486	0.7179	0.4610	2
甘农3号（未诱变）Gannong No.3 （unmutagenesis）	0.3796	0.3033	0.5893	0.1636	0.1070	0.2146	0.2053	0.2618	0.4286	0.2948	2
甘农3号（诱变）Gannong No.3 （mutagenesis）	0.3194	0.3067	0.8036	0.2572	0.3916	0.3909	0.6266	0.2773	0.9982	0.4857	1
WL354（未诱变）WL354 （unmutagenesis）	0.1574	0.1867	0.5357	0.3086	0.1887	0.1665	0.2244	0.3735	0.8774	0.3354	1
WL354（诱变）WL354 （mutagenesis）	0.0417	0.5367	0.4286	0.1379	0.2283	0.2846	0.4820	0.2551	0.5982	0.3326	2
DS310FY（未诱变）DS310FY （unmutagenesis）	0.0046	0.4367	0.3884	0.4568	0.0583	0.1725	0.2536	0.0188	0.4869	0.2530	2
DS310FY（诱变）DS310FY （mutagenesis）	0.0000	0.5567	0.3482	0.4444	0.3102	0.5240	0.4466	0.0132	0.9256	0.3966	1
甘农6号（未诱变）Gannong No.6 （unmutagenesis）	0.1296	0.4633	0.4866	0.2531	0.2046	0.1327	0.2286	0.3298	0.7595	0.3320	1
甘农6号（诱变）Gannong No.6 （mutagenesis）	0.0972	0.4900	0.6161	0.0021	0.2931	0.0000	0.2224	0.2695	0.6077	0.2887	2
甘农4号（未诱变）Gannong No.4 （unmutagenesis）	0.3657	0.3667	0.6384	0.1975	0.3512	0.6418	0.6159	0.5641	0.2750	0.4463	1
甘农4号（诱变）Gannong No.4 （mutagenesis）	0.0787	0.4433	0.4598	0.1523	0.1554	0.2574	0.1833	0.3336	0.2548	0.2576	2
中苜3号（未诱变）Zhongmu No.3 （unmutagenesis）	0.5046	0.5567	0.9688	0.7160	0.4538	0.5482	0.5814	0.6316	0.2899	0.5834	1
中苜3号（诱变）Zhongmu No.3 （mutagenesis）	0.5556	0.4233	0.9554	0.4177	0.4486	0.4732	0.4339	0.4807	0.4720	0.5178	2
巨能7（未诱变）Juneng 7（unmutagenesis）	0.2824	0.2633	0.3705	0.3827	0.4085	0.4152	0.3420	0.4738	0.3863	0.3694	2
巨能7（诱变）Juneng 7 （mutagenesis）	0.4907	0.7000	0.8750	0.6790	0.7677	0.8753	0.7086	0.6610	0.5327	0.6989	1
南苜501（未诱变）Nanmu 501 （unmutagenesis）	0.2593	0.5000	0.6429	0.1965	0.0000	0.1991	0.0196	0.0434	0.2732	0.2371	2
南苜501（诱变）Nanmu 501 （mutagenesis）	0.1343	0.6167	0.5357	0.1029	0.0220	0.2395	0.1432	0.0012	0.5292	0.2583	1
皇冠（未诱变）Huangguan （unmutagenesis）	0.4120	0.5933	0.8259	0.6996	0.4688	0.4542	0.3330	0.5510	0.6256	0.5515	2
皇冠（诱变）Huangguan （mutagenesis）	0.5139	0.7133	0.7723	0.7130	0.6364	0.5256	0.6009	0.7634	0.6643	0.6559	1
盐宝（未诱变）Yanbao （unmutagenesis）	0.5417	0.5400	0.5670	0.3673	0.3667	0.4168	0.4315	0.4002	0.4708	0.4558	2
盐宝（诱变）Yanbao （mutagenesis）	0.5000	0.5700	0.6161	0.6276	0.7605	0.5502	0.6685	0.7549	0.6756	0.6359	1
WL343（未诱变）WL343 （unmutagenesis）	0.3171	0.6100	0.3884	0.4516	0.3550	0.2812	0.2210	0.3473	0.3524	0.3693	2
WL343（诱变）WL343 （mutagenesis）	0.4861	0.5600	0.5580	0.4321	0.5465	0.4333	0.6330	0.5391	0.5762	0.5294	1
阿迪娜（未诱变）Adina （unmutagenesis）	0.0278	0.6833	0.1027	0.3230	0.1813	0.0780	0.0000	0.2440	0.2429	0.2092	2
阿迪娜（诱变）Adina （mutagenesis）	0.2083	0.4133	0.1339	0.3539	0.2830	0.1080	0.2183	0.0500	0.5274	0.2551	1

材料名称 Material name	各指标隶属函数值The subordinative function values of each index										排序Rank
材料名称 Material name	株高 Plant height	基茎粗 Stem size	根长 Root length	单株鲜重 Fresh weight per plant	叶面积 Leaf area	叶周长 Leaf circumference	叶长 Leaf length	叶宽 Leaf width	SPAD值 SPAD value	平均 Average	排序Rank
劲能（未诱变）Jinneng （unmutagenesis）	0.3796	0.5000	0.6830	0.4362	0.6426	0.6409	0.5480	0.7293	0.6881	0.5831	1
劲能（诱变）Jinneng （mutagenesis）	0.3981	0.5167	0.7054	0.3253	0.6740	0.6339	0.5296	0.7178	0.7423	0.5826	2
中苜1号（未诱变）Zhongmu No.1 （unmutagenesis）	0.5833	0.2900	0.6696	0.3909	0.5050	0.7452	0.6001	0.7310	0.4518	0.5519	1
中苜1号（诱变）Zhongmu No.1 （mutagenesis）	0.3241	0.0000	0.6741	0.2840	0.5713	0.4923	0.4369	0.6486	0.7179	0.4610	2
甘农3号（未诱变）Gannong No.3 （unmutagenesis）	0.3796	0.3033	0.5893	0.1636	0.1070	0.2146	0.2053	0.2618	0.4286	0.2948	2
甘农3号（诱变）Gannong No.3 （mutagenesis）	0.3194	0.3067	0.8036	0.2572	0.3916	0.3909	0.6266	0.2773	0.9982	0.4857	1
WL354（未诱变）WL354 （unmutagenesis）	0.1574	0.1867	0.5357	0.3086	0.1887	0.1665	0.2244	0.3735	0.8774	0.3354	1
WL354（诱变）WL354 （mutagenesis）	0.0417	0.5367	0.4286	0.1379	0.2283	0.2846	0.4820	0.2551	0.5982	0.3326	2
DS310FY（未诱变）DS310FY （unmutagenesis）	0.0046	0.4367	0.3884	0.4568	0.0583	0.1725	0.2536	0.0188	0.4869	0.2530	2
DS310FY（诱变）DS310FY （mutagenesis）	0.0000	0.5567	0.3482	0.4444	0.3102	0.5240	0.4466	0.0132	0.9256	0.3966	1
甘农6号（未诱变）Gannong No.6 （unmutagenesis）	0.1296	0.4633	0.4866	0.2531	0.2046	0.1327	0.2286	0.3298	0.7595	0.3320	1
甘农6号（诱变）Gannong No.6 （mutagenesis）	0.0972	0.4900	0.6161	0.0021	0.2931	0.0000	0.2224	0.2695	0.6077	0.2887	2
甘农4号（未诱变）Gannong No.4 （unmutagenesis）	0.3657	0.3667	0.6384	0.1975	0.3512	0.6418	0.6159	0.5641	0.2750	0.4463	1
甘农4号（诱变）Gannong No.4 （mutagenesis）	0.0787	0.4433	0.4598	0.1523	0.1554	0.2574	0.1833	0.3336	0.2548	0.2576	2
中苜3号（未诱变）Zhongmu No.3 （unmutagenesis）	0.5046	0.5567	0.9688	0.7160	0.4538	0.5482	0.5814	0.6316	0.2899	0.5834	1
中苜3号（诱变）Zhongmu No.3 （mutagenesis）	0.5556	0.4233	0.9554	0.4177	0.4486	0.4732	0.4339	0.4807	0.4720	0.5178	2
巨能7（未诱变）Juneng 7（unmutagenesis）	0.2824	0.2633	0.3705	0.3827	0.4085	0.4152	0.3420	0.4738	0.3863	0.3694	2
巨能7（诱变）Juneng 7 （mutagenesis）	0.4907	0.7000	0.8750	0.6790	0.7677	0.8753	0.7086	0.6610	0.5327	0.6989	1
南苜501（未诱变）Nanmu 501 （unmutagenesis）	0.2593	0.5000	0.6429	0.1965	0.0000	0.1991	0.0196	0.0434	0.2732	0.2371	2
南苜501（诱变）Nanmu 501 （mutagenesis）	0.1343	0.6167	0.5357	0.1029	0.0220	0.2395	0.1432	0.0012	0.5292	0.2583	1
皇冠（未诱变）Huangguan （unmutagenesis）	0.4120	0.5933	0.8259	0.6996	0.4688	0.4542	0.3330	0.5510	0.6256	0.5515	2
皇冠（诱变）Huangguan （mutagenesis）	0.5139	0.7133	0.7723	0.7130	0.6364	0.5256	0.6009	0.7634	0.6643	0.6559	1
盐宝（未诱变）Yanbao （unmutagenesis）	0.5417	0.5400	0.5670	0.3673	0.3667	0.4168	0.4315	0.4002	0.4708	0.4558	2
盐宝（诱变）Yanbao （mutagenesis）	0.5000	0.5700	0.6161	0.6276	0.7605	0.5502	0.6685	0.7549	0.6756	0.6359	1
WL343（未诱变）WL343 （unmutagenesis）	0.3171	0.6100	0.3884	0.4516	0.3550	0.2812	0.2210	0.3473	0.3524	0.3693	2
WL343（诱变）WL343 （mutagenesis）	0.4861	0.5600	0.5580	0.4321	0.5465	0.4333	0.6330	0.5391	0.5762	0.5294	1
阿迪娜（未诱变）Adina （unmutagenesis）	0.0278	0.6833	0.1027	0.3230	0.1813	0.0780	0.0000	0.2440	0.2429	0.2092	2
阿迪娜（诱变）Adina （mutagenesis）	0.2083	0.4133	0.1339	0.3539	0.2830	0.1080	0.2183	0.0500	0.5274	0.2551	1

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