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选取适合东北地区种植的124个玉米骨干自交系为供试材料，由黑龙江八一农垦大学玉米育种研究室提供（表1）。

1.2  试验方法

试验在黑龙江八一农垦大学生物技术中心（黑龙江省大庆市，125°6′0″ E，46°35′24″ N）进行。挑选大小均匀一致的玉米种子用10%次氯酸钠消毒30 min后用蒸馏水冲洗干净，蒸馏水浸泡10 h后转移至铺有滤纸的培养皿上（滤纸湿润即可），恒温避光催芽2 d；从培养皿内选取种子大小、发芽势一致的种子转移至粘有黑色遮光布的透明塑料盆（长37 cm、宽24 cm、高11 cm）内，盆内铺放有纱布的孔洞间隔2 cm×2 cm的挤塑板上，用自来水培养3 d后加入1/2 Hoagland营养液1:1000倍液，置于人工气候室中培养，温度设定为25 ℃，光照/黑暗为12 h/12 h，相对湿度为

用直尺测量株高和根长，游标卡尺测量茎粗，采用排水法测定根体积，用天平分别称量地上部分鲜重及根系鲜重。烘箱中105 ℃杀青后，80 ℃烘干至恒重，称地上部干重、根重和干物重。

根冠比（%）=（单株根系干重/单株地上部分干重）×100。

相对含水量：取第三片叶称鲜重（Wf），将叶片置于蒸馏水中浸泡12 h，擦干叶面水分，称饱和叶片重（Wt），将叶片杀青烘干至恒重（Wd），相对含水量（RCW，%）=(Wf–Wd)/(Wt–Wd)×100。

采用手持式SPAD叶绿素测定仪在不同株玉米同位置叶片上测得叶绿素相对含量。

1.3  数据处理

采用Microsoft Excel 2013整理数据，并用TB-tools、SPSS 24.0软件进行相关性等统计分析及作图。采用李建波等^[17]对大麦种质资源耐旱性测定中的方法计算耐旱系数，即利用各耐旱指标的相对值进行耐旱性综合分析，以消除参试材料间的基础性状差异。相关计算公式如下：

耐旱系数=耐旱胁迫性状值/非耐旱胁迫性状值                              (1)

综合指标值（Z_i）=∑α_i x_i（i=1，2，3，…n）                                       (2)

式中，α_i是某一指标特征值所对应的特征向量；x_i是指标相对值。

u(Z_i)=(Z_i–Z_imin)/(Z_imax–Z_imin)（i=1，2，3，…，n）                                       (3)

式中，u(Z_i)是各参试材料第i个主成分的隶属函数值；Z_i是各参试材料第i个综合指标值；Z_imin和Z_imax分别是各参试材料第i个综合指标的最小值和最大值。

W_i=P_i/∑P_i（i=1，2，3，…，n）         (4)

式中，W_i是各参试材料第i个综合指标的权重；P_i是各参试材料第i个综合指标的贡献率。

D=∑[u(Z_i)×W_i]（i=1，2，3，…，n）     (5)

式中，D值为PEG胁迫下各参试材料应用主成分评价的耐旱性综合评价值。

2.1  不同玉米自交系在干旱处理下的表型分析

为研究干旱胁迫对玉米幼苗生长状况的影响，对PH4CV、Mo17、龙抗11、CIMBL55 4组玉米幼苗分别处理7 d，测其生物量，观察到玉米幼苗随着PEG胁迫时间的加长逐渐发生变化（图1）。玉米苗期叶片在20% PEG-6000胁迫下呈现出一种失水的状态，叶片萎蔫，逐步呈现出干枯死亡的现象。PH4CV植株中等，叶片红色根短，须根根毛少。在PEG胁迫7 d叶片失水变软严重，叶片下垂明显，叶片发生明显枯红萎蔫失绿为敏感自交系。Mo17植株高大，叶片浅绿根长，须根多。PEG胁迫7 d叶片失水变软，下垂，叶片发生明显枯黄萎蔫为敏感自交系。龙抗11叶片深绿，根短，须根多。PEG胁迫7 d叶片失水量小，部分植株叶片微下垂为抗旱自交系。CIMBL55叶片深绿，植株矮小，须根多，根长，PEG胁迫7 d叶片失水量小，部分植株叶片微下垂，为抗旱自交系。

为了根据表型鉴定得到抗旱及敏感自交系的玉米材料，根据四类自交系的表型指标性状进行分析，由表2所示，在处理7 d后，自交系龙抗11 CK的株高、根长、干重明显大于PEG处理；Mo17 CK的株高、根长、鲜重、干重、植株相对含水量、茎粗均明显大于PEG处理；PH4CV在CK处理的株高、根长、鲜重、干重、植株相对含水量、茎粗均明显大于处理PEG处理；CIMBL55在CK处理的株高、根长、鲜重、干重明显大于PEG处理。其中PH4CV与Mo17的株高在PEG处理7 d后与CK存在明显差异，分别降低了44.50%和53.28%。说明龙抗11及CIMBL55为旱耐受自交系，PH4CV及Mo17为干旱敏感自交系。

如图3所示，随着胁迫时间的增加，根系生长受到明显抑制。随着胁迫时间变长，玉米幼苗根系表面积在1 d时呈现出显著差异，在5 d呈现出极其显著的差异。其中龙抗11下降了87.63%，PH4CV下降了90.62%；平均直径在1 d时处理组与CK之间差异达到显著水平，其中胁迫至5 d其中CMBL55下降了84.17%，Mo17下降了91.45%；体积随着处理时间的增加而变小，处理小于对照，根尖数在5 d与对照差异达到显著水平。

2.3  不同玉米自交系在干旱处理条件下相关指标变异情况分析

由玉米自交系对照及20% PEG处理下苗期各性状的表型鉴定（图1和图2）可知，玉米自交系的幼苗生长性状在对照及干旱胁迫下均表现出不同程度的变异。由表3可知，PEG胁迫下124个玉米自交系的10个性状的耐旱系数中，地下干重与根冠比的耐旱系数较大；地上鲜重、地上干重耐旱系数相对较小，为0.45和0.68。变异系数分布范围在8.36%~48.01%，其中变异系数最大的为地上鲜重（48.01%），最小的为茎粗（8.36%），变异系数表明供试材料各性状对干旱胁迫反应差异变化较大，可进行耐旱资源的筛选。

2.4  不同玉米自交系在干旱处理条件下耐旱系数的主成分因子分析

进行各因子主成分分析时，累计贡献率达到80%即为信息具有代表性。表4结果表明，前3个主成分贡献率分别为50.20%、16.02%、16.50%，累计贡献率达到82.72%，说明前3个因子代表了10个指标82.72%的变异信息。

第一主成分贡献率为50.20%，该因子与茎粗（0.89）、叶绿素相对含量（0.89）、地上鲜重（0.85）正载荷较大，与根冠比（-0.59）负载荷较大，称为茎粗因子。

第二主成分贡献率为16.02%，该因子与地下干重（0.68）、地上干重（0.55）正载荷较大，与茎粗（-0.36）、叶绿素相对含量（-0.37）正载荷较小，称为地下干重因子。

第三主成分贡献率为16.50%，该因子与地下鲜重（0.48）、根冠比（0.47）正载荷较大，与根长（-0.76）、地上干重（-0.03）负载荷较大，称为地下鲜重因子。

2.5  不同玉米自交系在干旱处理条件下耐旱系数的聚类分析

综合抗旱性评价指数D值可直接用于评估供试124份玉米自交系抗旱能力（表5）。以D值为依据，采用欧氏距离的离差平方和法对124份参试材料进行聚类分析（图4），124份材料可分为4类，分别为旱耐受自交系（D值0.6933~0.6475）、中抗性自交系（D值0.4427~0.3951）、旱敏感自交系（D值0.2950~0.2575）、极敏感自交系（D值0.0341~0.0165）；旱耐受自交系包括KL-2、818-10、Hr-18、CIMBL55、818-11、丰乐726B、龙抗11、KL-15和7922，共9个自交系，占材料总数的7.26%；中抗性自交系包括美-2、446、郑58、兴3A、农大516B等共47个自交系，占材料总数的37.90%；旱敏感自交系包括中农8B、自330、利民33B、合344、黑玉米、E28、GY79、先玉688A等52个自交系，占材料总数的41.94%；极敏感自交系包括PH05B、PH6WC、Mo17、B73、良99A、PH4CV等16个自交系，占材料总数的12.90%。