芝麻抗裂蒴性鉴定方法研究及核心种质抗裂蒴性评价

2019-11-07 07:45师立松高媛黎冬华杨文娟周瑢张秀荣张艳欣
中国农业科学 2019年20期
关键词:蒴果节位裂口

师立松,高媛,黎冬华,杨文娟,周瑢,张秀荣,张艳欣

芝麻抗裂蒴性鉴定方法研究及核心种质抗裂蒴性评价

师立松,高媛,黎冬华,杨文娟,周瑢,张秀荣,张艳欣

(中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室,武汉 430062)

【】芝麻蒴果成熟易开裂,造成产量损失,是影响芝麻机械化收获的重要因素。建立一种简便易行、准确可靠、重复性好的芝麻抗裂蒴性鉴定方法,有利于发掘抗裂蒴种质和选育抗裂蒴品种,推动芝麻机械化生产进程。芝麻进入成熟期2周以后,取主茎中部蒴果进行抗裂蒴性鉴定。利用5份具有不同抗裂蒴性的代表性材料,通过比较蒴果样品烘干前后裂口宽与开裂角度C1的差异,确定样品处理方式;通过比较主茎各节位蒴果的裂口宽和开裂角度C1变异情况,选择最佳取样部位。以308份核心种质为材料,测量计算蒴果长、蒴果宽、蒴果厚、裂口宽、裂口深、果皮重、裂口深/蒴果长、果皮重/蒴果长、开裂角度C1和C2等10项指标,通过相关性分析、主成分分析、隶属函数、线性回归等统计学分析,筛选抗裂蒴性评价的最佳指标;根据不同抗裂蒴性核心种质的裂口宽变异分布情况,确定抗裂蒴性等级划分标准。蒴果样品经过烘干处理,有助于消除误差,可提高鉴定准确性;植株主茎中部5节位蒴果的裂口宽和开裂角度C1在同一材料不同单株间无显著差异,为最佳取样部位;建立308份核心种质的抗裂蒴性综合评价值与单项指标的最优回归方程,即=﹣0.12+0.332+3.2110,表明裂口宽和果皮重/蒴果长对抗裂蒴性有显著影响,且裂口宽与蒴果开裂角度C1呈极显著正相关(相关系数0.8049),因此,裂口宽可以作为芝麻抗裂蒴性鉴定评价的指标;确定的芝麻抗裂蒴性等级划分标准为:高抗(裂口宽≤0.7 cm),抗(0.7 cm<裂口宽≤0.9 cm),中间型(0.9 cm<裂口宽≤1.1 cm),裂(1.1 cm<裂口宽≤1.5 cm),易裂(裂口宽>1.5 cm)。当芝麻进入成熟期2周后,选取主茎中部5节位的中位蒴果,烘干处理后测量蒴果的裂口宽,能够精准评价芝麻的抗裂蒴性。该方法简便易行,不受环境影响,可控性强,重复性好,结果可靠,能较为准确地反映芝麻的抗裂蒴性,可用于芝麻种质抗裂蒴性高通量鉴定。利用该方法对308份核心种质进行抗裂蒴性评价,并从中筛选出11份高抗裂蒴种质。

芝麻;抗裂蒴性;鉴定方法;裂口宽;核心种质

0 引言

【研究意义】芝麻(L.)广泛种植在亚洲、非洲等70多个国家,全世界种植面积约1 000万公顷,中国是四大主产国之一,总产仅次于印度,亩产最高,生产历史达两千多年[1]。芝麻是传统特色优质油料作物,种子富含不饱和脂肪酸、蛋白质、维生素及钙、铁、锌等微量元素,以及特有的抗氧化物质芝麻素等,小磨香油、芝麻酱深受人民喜爱,是人民高质量生活不可或缺的特色保健食品[2]。近年来,随着中国人民生活水平的提高,消费量持续快速增长,年消费量达150余万吨,约占全球消费总量的三分之一,已成为全球第一消费国和进口国[3-4]。在现代农业新形势下,机械化是必然趋势,然而,生产上种植的芝麻品种在成熟时蒴果易开裂,造成落粒,裂蒴严重的导致50%以上的产量损失[5],不适于机械化收获,劳动力成本较高,成为制约中国芝麻生产规模化发展的“瓶颈”问题[6],迫切需要培育抗裂蒴宜机收芝麻新品种。因此,建立简便易行、准确可靠、重复性好的芝麻抗裂蒴性鉴定方法,鉴定评价出抗裂蒴种质,对推动芝麻抗裂蒴品种培育具有重要意义。【前人研究进展】果实开裂是自然界中常见的植物传播种子的方式之一,在大豆[7-10]、油菜[11-14]、拟南芥[15-18]等荚(角)果容易开裂落粒的作物中,已有多种鉴定荚(角)果抗裂性的方法报道。在大豆上,Funatsuki等[19]将成熟的大豆荚果放入60℃烘箱烘3 h,通过大豆荚果的开裂数鉴定其抗裂性。Quick等[20]通过利用测试仪挤压大豆荚果衡量其抗裂性。Weeks等[21]将铝箔片贴在大豆荚果上,测定荚果开裂时的牵引力,通过牵引力的大小衡量大豆荚果的抗裂性。在油菜上,早在20世纪70年代,欧洲学者已经开始对抗裂角性状进行检测。Tomaszewski等[22]运用田间调查法,通过统计田间油菜破裂的角果数来鉴定该品种的抗裂角性。Loof等[23]运用解剖法,通过调查果皮与夹膜之间厚壁组织的大小和厚度来鉴定油菜角果的抗裂角性。Morgan等[24]、谭小力等[25]采用与大豆相似的方法,通过测量角果开裂时所需要的牵引力来判断油菜角果的抗裂角性。文雁成等[26]、彭鹏飞等[27]建立完善了随机碰撞法,通过比较计算裂角指数的大小鉴定油菜角果的抗裂性。美国芝麻育种家Langham[28]在抗裂蒴芝麻专利中总结了几种用于芝麻抗落粒性的鉴定方法。一种是自然法,通过计算正常收获时的种子保留量和暴露于恶劣天气3个月后的种子保留量之间的比值来鉴定芝麻品种的抗落粒性,抗性好的品种比值能够达到65%—97%;另一种是机械法,取芝麻蒴果放入250 ml的锥形瓶中,放到往复式振动器上振动10 min,计算种子保留量,抗落粒性好的品种保留量能达到65%以上。【本研究切入点】据文献检索,国内外有关芝麻抗裂蒴性鉴定方法的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】本研究旨在建立一种简便易行、准确可靠、重复性好的芝麻抗裂蒴性鉴定方法,为芝麻抗裂蒴育种及种质资源抗裂蒴性鉴定评价提供方法和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取经多年鉴定发掘的5份具有不同抗裂蒴性的代表性材料(LS78、LS83、LS85、LS89和LS90,蒴果均为四棱型)和308份核心种质(蒴果均为四棱型),所有材料均由国家芝麻种质中期库提供。2018年在中国农业科学院油料作物研究所湖北武昌试验基地种植,5份代表性材料每份100行,308份核心种质每份5行,行长2 m,行距0.4 m,常规田间管理。

1.2 试验方法

供试材料植株进入成熟期2周以后,主茎中部蒴果自然开裂时,选取中位果,装入牛皮纸袋,置于电热恒温鼓风干燥箱内,70℃烘干至恒重。用游标卡尺(哈量锐测605-01-Ⅱ型)分别测量所取蒴果的蒴果长、蒴果宽、蒴果厚、裂口宽、裂口深,用千分之一天平称量果皮重,并计算裂口深与蒴果长的比值、果皮重与蒴果长的比值,以及开裂角度C1和C2(图1)。

蒴果长(capsule length,CL):蒴果基部至蒴果尖的长度,单位为cm,精确到0.001 cm;蒴果宽(capsule width,CW):蒴果中部的宽度,单位为cm,精确到0.001 cm;蒴果厚(capsule thickness,CT):蒴果中部的厚度,单位为cm,精确到0.001 cm;裂口宽(capsule opening width,COW):蒴果开裂后2个蒴果尖之间的距离,单位为cm,精确到0.001 cm;裂口深(capsule dehiscence depth,CDD):蒴果开裂的深度,单位为cm,精确到0.001 cm;果皮重(peel weight,PW):蒴果烘干取出种子后果皮的重量,单位为g,精确到0.001 g;裂口深/蒴果长(capsule dehiscence depth/capsule length,CDD/CL):蒴果开裂深度与蒴果长度的比值;果皮重/蒴果长(peel weight/capsule length,PW/CL):果皮重与蒴果长度的比值;开裂角度C1:两蒴果尖至蒴果基部的连接线之间的夹角,C1=2arcsin(½COW/CL);开裂角度C2:两蒴果尖至裂口最深点的连接线之间的夹角,C2= 2arctan(½COW/CDD)。

利用Excel2010进行数据整理计算以及作图,用SPSS Statistics 25进行数据统计分析和差异显著性检验,利用SAS 9.1对各项指标进行相关分析、主成分分析、隶属函数分析以及线性回归分析。利用以下公式计算每份种质的隶属函数值,并得出抗裂蒴性综合评价值。

每份种质的各综合指标的隶属函数值(值)用公式(1)求得,式中,X表示第个综合指标;X表示第个综合指标的最小值;X表示第个综合指标的最大值,公式(2)中,W表示第个综合指标在所有综合指标中的重要程度;P为各种质第个综合指标的贡献率,根据各综合指标的指标系数及各单项指标值,求出每份种质的4个综合指标得分值。根据公式(1)求得每份种质所有综合指标的隶属函数值,再根据各综合指标贡献率大小,由公式(2)计算出各综合指标的权重(值),用公式(3)计算各种质的抗裂蒴性综合评价值(值)。

图1 蒴果裂口宽和开裂角度示意图

2 结果

2.1 蒴果样品烘干处理可提高鉴定准确性

随机选取2份易裂蒴芝麻材料(LS89和LS90)进行蒴果烘干与不烘干的比较。每份材料选取5个典型单株,每株取主茎中部同一节位相对的2个中位蒴果(称之为1个蒴果对)。于烘干前后分别测量蒴果裂口宽、计算开裂角度C1。从图2可以看出,蒴果样品烘干前直接测量,部分单株同一蒴果对的2个蒴果之间裂口宽或开裂角度C1差异较大,有的差异甚至超过1.5倍,单株之间表现也参差不齐;经烘干处理后再测量,无论是裂口宽还是蒴果开裂角度C1,同一蒴果对的2个蒴果之间差异更小,且同一材料5株之间相比更为一致。以单株LS90-1蒴果对为例,未经烘干测量裂口宽分别为0.600和1.000 cm,而烘干后裂口宽分别变为1.500和1.600 cm,烘干处理使得这一对蒴果彼此数值更接近,且更接近5株平均水平。因此,鉴定芝麻抗裂蒴性适宜的样品处理方法以烘干处理为佳,可有效降低试验误差,更真实地反映蒴果的开裂特点,提高鉴定结果的准确性。

图2 蒴果裂口宽及开裂角度C1烘干前与烘干后对比

2.2 最佳取样部位的选择

从5份代表性材料各选取成熟一致的健康植株4株,主茎上各个节位蒴果均分别取样标记处理测量。统计分析发现,同一单株不同节位蒴果之间差异明显,以材料LS90的单株1为例(图3),多数指标从第1果节至第30果节变异幅度很大,尤其是蒴果长、裂口宽、裂口深和C1、C2等指标,主茎第12至第19果节等中部节位的蒴果表现相对较稳定。这一规律通过进一步的统计分析得到证实。以裂口宽和开裂角度C1两项指标为例(表1和表2),如果以植株主茎中部5个节位蒴果的测量和计算结果平均值作比较,邓肯检验(Duncan test)结果表明,同一份材料取样的4个单株之间差异不显著,并且可以很好地区分不同抗性材料(表3),但是以每株全部节位蒴果平均值或者以去除基部5节和顶部5节后其他节位蒴果平均值作比较,同一份材料取样的4个单株之间就存在显著差异。因此,取样部位以植株主茎中部5个节位最佳。

CL:蒴果长;COW:裂口宽;CDD:裂口深;CW:蒴果宽;CT:蒴果厚;PW:果皮重;CDD/CL:裂口深/蒴果长;PW/CL:果皮重/蒴果长。下同

表1 同一材料的单株间裂口宽的统计分析

同一列不同字母表示在=0.05水平差异显著,下同

Different letters in the same column for each variable indicates a significant difference at 0.05 level. The same as below

表2 同一材料的单株间蒴果开裂角度C1的统计分析

2.3 最佳评价指标的筛选

以308份芝麻核心种质为研究材料,每份种质选取成熟一致的健康植株3株,每一株取主茎中部5个节位的10个中位蒴果,分别标记处理测量。从相关性分析得到的相关系数矩阵(表4)可看出,各单项指标间存在一定的相关性,说明芝麻抗裂蒴性是一个较复杂的性状,其中裂口宽与开裂角度C1、裂口宽与值的相关系数较高,均在0.8以上。

表3 材料间裂口宽和C1的统计分析

CL:蒴果长;COW:裂口宽;CDD:裂口深;CW:蒴果宽;CT:蒴果厚;PW:果皮重;CDD/CL:裂口深/蒴果长;PW/CL:果皮重/蒴果长。下同

CL: capsule length; COW: capsule opening width; CDD: capsule dehiscence depth; CW: capsule width; CT: capsule thickness; PW: peel weight; CDD/CL: capsule dehiscence depth/capsule length; PW/CL: peel weight/capsule length. The same as below

对10个单项指标进行主成分分析(表5)。前4个综合指标的贡献率分别为0.4165、0.2232、0.1891和0.0743,其累积贡献率达90.31%,从而把原来10项指标转换为4个新的各自独立的综合指标,代表了原来10项指标的90.31%的信息。从各综合指标系数大小可以看出,第1主成分主要包括蒴果宽、蒴果厚和果皮重;第2主成分主要包括相对裂口宽和C1;第3主成分主要包括裂口深、裂口深/蒴果长和C2;第4主成分主要包括蒴果长和果皮重/蒴果长。

表5 各综合指标的系数及贡献率

C:贡献率 C: contribution

进一步计算每份种质的各综合指标的隶属函数值(值),再根据各综合指标贡献率大小计算出各综合指标的权重(值),4个综合指标的值分别为0.4612、0.2472、0.2094和0.0822。最终计算得到各种质的抗裂蒴性综合评价值(值),根据值对所有种质抗裂蒴性进行强弱排序[29],值越小的种质,其抗裂蒴性越强。为了确定抗裂蒴性评价最佳指标,把值作因变量,把各单项指标作自变量建立最优回归方程,即=-0.12+0.332+3.2110,式中2、10分别为裂口宽和果皮重/蒴果长,方程决定系数2=0.9048,=1448.75,方程极显著。其中以裂口宽为指标的2=0.6944,而以果皮重/蒴果长为指标的2=0.2104。因此,该方程表明,在10个单项指标中,裂口宽和果皮重/蒴果长这两项指标对抗裂蒴性有显著影响,而且,裂口宽这项指标对于确定抗裂蒴性起着最重要的作用。值得注意的是,蒴果开裂角度C1是比较直观反映蒴果开裂状态的一项指标(图1),结合相关性分析结果,裂口宽与蒴果开裂角度C1的相关系数为0.8049(表5),达到极显著正相关水平,从而进一步表明裂口宽可以作为评价芝麻抗裂蒴性的最佳指标。在供试的308份芝麻核心种质中,选取抗裂蒴性综合评价值(值)最小的3份,对比其裂口宽和C1这两项指标(表6),也均为供试种质中最小的3份。因此,在大量芝麻种质的抗裂蒴性鉴定中,可以用裂口宽这一较为可靠且简便易于测量的指标进行评价。

表6 抗裂蒴性综合评价值(D值)最小的3份芝麻种质

2.4 抗裂蒴性等级划分及核心种质抗裂蒴性评价

根据以上确定的芝麻抗裂蒴性评价最佳指标,以及不同抗裂蒴性种质的裂口宽变异分布情况(图4和图5),将芝麻抗裂蒴性划分为5个等级,即高抗、抗、中间型、裂和易裂,并确定以下分级标准(表7):高抗(裂口宽≤0.7 cm),抗(0.7 cm<裂口宽≤0.9 cm),中间型(0.9 cm<裂口宽≤1.1 cm),裂(1.1 cm<裂口宽≤1.5 cm),易裂(裂口宽>1.5 cm)。据此分级标准,在308份芝麻核心种质中,高抗裂蒴材料有11份(占3.57%),抗裂蒴材料有58份(占18.83%),中间型材料有122份(占39.61%),裂蒴材料有104份(占33.77%),易裂蒴材料有13份(占4.22%)。从308份核心种质中鉴定出的部分典型高抗裂和易裂蒴芝麻种质见图6,发掘的11份高抗裂蒴种质信息见表8。

图4 308份芝麻核心种质蒴果裂口宽变异分布情况

图5 308份芝麻核心种质蒴果裂口宽统计图

表7 芝麻抗裂蒴性分级标准及各等级种质份数和占比

图6 发掘出的部分高抗裂(上排)和易裂蒴(下排)芝麻种质蒴果

表8 从308份芝麻核心种质中鉴定发掘出的高抗裂蒴种质

3 讨论

3.1 首次建立适用于芝麻的抗裂蒴性鉴定方法

人们对大豆、油菜等荚(角)果的抗裂性已经进行了大量研究,针对各自的特点建立了多种抗裂荚(角)鉴定方法,并得到有效利用。在大豆上主要通过测量烘干后荚果的开裂数等方法来鉴定荚果抗裂性[19],简单易操作,耗费时间少,Funatsuki等[30]利用该方法定位到一个与大豆荚果开裂相关的主效QTL。油菜上早期采用田间调查法[22],通过统计田间油菜破裂的角果数鉴定抗裂角性,操作简单,不需借助仪器设备,孙超才等[31]利用该方法选育出适合机械化收获、抗裂角的品种。近年,油菜上应用较多的是随机碰撞法[26-27],通过比较计算裂角指数鉴定角果的抗裂性,重复性高,受环境因素影响小,能准确反映油菜角果抗裂性,文雁成等[26]利用该方法对229份甘蓝型油菜品种进行了鉴定,筛选出2份抗裂角品种,并且定位到13个与角果开裂相关的QTL[32],彭鹏飞等[27]进一步改进完善了随机碰撞法,筛选出2个适合机械化收获的抗裂角油菜品种,并检测到7个相关的QTL[33]。芝麻上抗裂蒴性相关研究开展的较少,抗裂蒴性鉴定方法尚未见报道。芝麻蒴果随着成熟脱水,自然开裂,开口较大,随之自然落粒,不同于以上其他作物的角果,且蒴果开裂是一个较复杂的过程,蒴果结构决定了本作物特有的开裂特征,对于多数芝麻品种,完全成熟的蒴果从果尖沿果瓣(成熟的心皮)纵轴方向的室间裂缝向下自然开裂,不同品种间存在开裂程度的差异,另有极少数芝麻为闭蒴类型。本研究首次建立了一种适用于芝麻的抗裂蒴性鉴定方法,该方法简便易行,不受环境影响,可控性强,重复性好,结果可靠,能够精准评价芝麻的抗裂蒴性。

3.2 鉴定方法力求更加准确反映芝麻抗裂蒴性

植物果实的抗裂性容易受到诸多因素的影响,对油菜的多项研究表明品种特性、角果相对含水量、主花序上的着生位置、成熟度以及如何收获都会对抗裂角性有一定的影响[34-36]。同样,芝麻抗裂蒴性的评价也应该综合考虑各方面因素的影响,从而建立能够更加准确反映抗裂蒴性的鉴定方法。本研究于芝麻进入成熟期2周以后主茎中部蒴果自然开裂时取样,这时蒴果裂口宽度基本稳定并达到最大值,若取样过早,蒴果成熟度差、含水量高,没有完全开裂,若取样过晚,会影响下茬作物的种植。根据芝麻的生长特性,植株主茎同一节位相对的2个中位蒴果(1个蒴果对),一般是同一天开花同一天结果的,其生长状态及发育进程基本同步,因而蒴果开裂特点也应高度一致。因此,本研究中以蒴果对为研究对象,烘干处理前后进行比较,发现蒴果样品经过统一的烘干处理,可以进一步缩小蒴果样品间含水量的差异,使蒴果开裂特性表现得更为充分,有效降低试验误差,提高鉴定结果的准确性,而采用电热恒温鼓风干燥箱也是较为高效的处理方法,条件一致且不会对蒴果本身造成影响或破坏。由于芝麻是无限花序,边开花边结果,花期长达30 d,芝麻进入成熟期后,主茎基部的蒴果最先失水、变黄、开裂,然后中部和上部蒴果依次成熟,本研究发现取样时同一植株不同节位间的蒴果开裂变异幅度较大,但植株主茎中部5节位蒴果的各项指标相对比较稳定,所以主茎中部5节位为最佳取样部位,最能反映供试材料的蒴果开裂特性,这与文雁成等[36]和Kadkol等[37]的研究得出的结论相近。评价指标是鉴定方法的核心,为了确定芝麻抗裂蒴性评价最佳指标,通过对308份核心种质多项指标的相关性分析、主成分、隶属函数、线性回归等统计学分析,发现裂口宽可以作为评价芝麻抗裂蒴性的最佳指标,至关重要的是,该指标不仅可靠而且简便易于测量,因而适用于芝麻资源抗裂蒴性高通量鉴定。

3.3 芝麻抗裂蒴性鉴定方法应用前景与意义

前人研究发现[38-39],芝麻野生种更易开裂和落粒,芝麻在由野生种经过人工驯化为栽培种的过程中,最重要的步骤之一是减少种子扩散的损失,抗裂蒴性在一定程度上得以改良,但目前应用的绝大多数品种依然属于易裂蒴类型,严重困扰着芝麻生产。本研究通过种质资源大量筛选,鉴定出高抗裂蒴的芝麻种质11份,占供试种质的3.57%,一方面反映出中国的芝麻种质资源中高抗裂蒴类型极少;另一方面,发现芝麻抗裂蒴性存在广泛变异,说明抗裂蒴性遗传改良还有较大的潜力。因此,进一步加大高抗裂蒴芝麻种质的发掘和创制力度尤为重要。本研究建立的芝麻抗裂蒴性鉴定方法,不仅为高抗裂蒴种质发掘奠定了方法和技术基础,也将用于全基因组关联分析等基因定位研究群体的抗裂蒴性表型鉴定,发掘出的高抗裂蒴核心种质将成为抗裂蒴新品种选育的关键亲本材料,有利于推动中国芝麻生产机械化进程。

4 结论

建立了芝麻抗裂蒴性精准鉴定方法。当芝麻进入成熟期2周后主茎中部蒴果自然开裂时,选取主茎中部5节位的中位蒴果,烘干处理后量取蒴果的裂口宽,以此主要指标能够精准评价芝麻的抗裂蒴性。该方法简便易行,不受环境影响,可控性强,重复性好,结果可靠,能较为准确地反映芝麻的抗裂蒴性,适用于芝麻资源高通量鉴定。利用该方法对308份核心种质进行抗裂蒴性评价,发现308份核心种质的抗裂蒴性存在广泛变异,鉴定发掘出11份芝麻高抗裂蒴种质。

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Study on the Method for Identification Sesame Capsule Dehiscence Resistance and Evaluation of Capsule Dehiscence Resistance of the Core Collection

SHI LiSong, GAO Yuan, LI DongHua, YANG WenJuan, ZHOU Rong, ZHANG XiuRong, ZHANG YanXin

(Oil Crops Research Institute of the Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Oil Crops, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430062)

【】The mature sesame capsules are prone to dehisce, which causes yield loss, and it is an important factor influencing mechanized harvesting. Establishment of aneasy, accurate, reliable and reproducible method for identification sesamecapsule dehiscence (CD) resistance, will be helpful to discover germplasm with CD resistance and breed varieties resistant to CD, consequently promote the mechanization process of sesame production. 【】After 2 weeks of the sesame enters mature stage, the capsules in the middle capsules part of the main stem were used in the identification CD resistance. Five representative germplasms with different CD resistance were used, the sample treatment method was determined by comparing the capsule opening width (COW) and the dehiscence angle C1 before and after drying, the best sampling part was selected by comparing the COW and the dehiscence angle C1 at each node of main stem. Using 308 core collections, total of 10 indices were measured and calculated, such as the capsule length (CL), capsule width (CW), capsule thickness (CT), capsule opening width (COW), capsule dehiscence depth (CDD), peel weight (PW), CDD/CL, PW/CL, dehiscence angle C1 and C2. Through statistical analysis including correlation analysis, principal component analysis, membership functions, and linear regression, the optimal index to evaluating CD resistance was screened out. The classification standard of CD resistance was determined according to the COW variation distribution on sesame core collections with diverse CD resistance. 【】The capsule drying treatment was helpful to eliminate the error, and improve the identification accuracy. There was no significant difference between different plants of each material in the COW and dehiscence angle C1 of capsule from the middle 5 nodes, which were the best sampling parts. Based on statistical analysis of the 308 core collections, the optimal regression equation was established on thevalue and individual indexes, that was=-0.12+0.332+ 3.2110, which showed that COW and PL/CL had significant effects on CD resistance, as the COW was highly significantly positive correlated with the dehiscence angle C1 (the correlation coefficient reached 0.8049), therefore the COW could be used in the identification of the CD resistance. The following classification criteria of sesame CD resistance were determined: Highly Resistant (COW≤0.7 cm), Resistant (0.7 cm<COW≤0.9 cm), Intermediate (0.9 cm<COW≤1.1 cm), Dehiscent (1.1 cm<COW≤1.5 cm), Prone to dehiscence (COW>1.5 cm). 【】 When the sesame entered mature stage for 2 weeks or later, the middle capsules from 5 nodes in the middle part of the main stem was sampled and dried, then the COW were measured to accurately evaluate the CD resistance of sesame. The method established in this study was simple, with strong controllability and good repeatability, it was unaffected by environment, the result was reliable and can accurately reflect the CD resistance, therefore, the method can be used for high throughput identification of CD resistance of sesame germplasm. The CD resistance of 308 core collections were evaluated by this method, 11 germplasms with high CD resistance were identified.

L; capsule dehiscence resistance; identification method; capsule opening width; core collection

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.20.003

2019-04-25;

2019-05-20

农业农村部农作物种质资源保护与利用专项(2018NWB033)、国家特色油料产业技术体系(CARS-14)、中国农业科学院科技创新工程(CAAS-ASTIP-2016-OCRI)、国家油料种质资源共享服务平台(NICGR2018-014)

师立松,Tel:027-86832099;E-mail:shilisongning@163.com。

张艳欣,Tel:027-86711856;E-mail:zhangyanxin@caas.cn

(责任编辑 李莉)

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