Saccharum spp. × Erianthus fulvus and Their Hybrid Offspring: Identification of Drought Resistance

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190500147

Abstract

Abstract:

The purpose of this study is to screen out excellent drought-resistant breeding materials, and to provide a basis for drought-resistant breeding and drought-resistant cultivation techniques of sugarcane. A total of 12 materials of Saccharum spp × Erianthus fulvus and their hybrid offspring were treated with pot drought treatment at seedling stage. Eight physiological and biochemical indexes related to drought resistance were tested. The drought resistance of the tested materials was evaluated comprehensively by pole-sorting method. The results showed that the indexes of Pro, MDA, SS and PMP of the 12 tested materials had an upward trend, the indexes of SP, Chl and SOD had a downward trend, while the CAT activity increased or decreased under drought stress. The results of pole-sorting method analysis showed that the drought resistance of the 12 tested materials was as follows: ‘ZM99-2’> ‘ZM99-1’> ‘ZM99-4’> ‘ZMI91-8’> ‘ZM99-3’> ‘ZM90-29’> ‘DZ01-58’> ‘DZ04-14’>‘DZ02-39’>‘ZMII91-2’>‘ROC10’>‘YC89-9’. It indicated that the high quality drought resistance traits of Erianthus fulvus could be transmitted to offspring by gene penetration. ‘ZM99-2’ showed positive physiological response in osmotic adjustment and other aspects at seedling stage under drought stress.

Key words: sugarcane, Erianthus fulvus, physiological indexes, drought stress, pole-sorting method

CLC Number:

S566.1

Shen Xianyue, Xu Rong, Wu Qinglian, Xie Linyan, Meng Yu, Di Yining, Wang Xianhong, He Lilian, Li Fusheng. Saccharum spp. × Erianthus fulvus and Their Hybrid Offspring: Identification of Drought Resistance[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(20): 7-13.

Figures/Tables 6

References 25

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材料	材料属性*	试验编号
蔗茅99-1	野生种无性系,F₁代的父本	Z₁
蔗茅99-2	野生种无性系,F₁代的父本	Z₂
蔗茅99-3	野生种无性系,F₁代的父本	Z₃
蔗茅99-4	野生种无性系,F₁代的父本	Z₄
蔗茅90-29	野生种无性系,F₁代的父本	Z₅
蔗茅Ⅱ91-2	野生种无性系,F₁代的父本	Z₆
蔗茅Ⅰ91-8	野生种无性系,F₁代的父本	Z₇
滇蔗01-58	F₁代	D₁
滇蔗02-39	F₁代	D₂
滇蔗04-14	F₂代,F₁代姊妹系与甘蔗杂交	D₃
崖城89-9	甘蔗品系,F₁代的母本	M₁
新台糖10	甘蔗品种,F₂代的父本	M₂

材料	材料属性*	试验编号
蔗茅99-1	野生种无性系,F₁代的父本	Z₁
蔗茅99-2	野生种无性系,F₁代的父本	Z₂
蔗茅99-3	野生种无性系,F₁代的父本	Z₃
蔗茅99-4	野生种无性系,F₁代的父本	Z₄
蔗茅90-29	野生种无性系,F₁代的父本	Z₅
蔗茅Ⅱ91-2	野生种无性系,F₁代的父本	Z₆
蔗茅Ⅰ91-8	野生种无性系,F₁代的父本	Z₇
滇蔗01-58	F₁代	D₁
滇蔗02-39	F₁代	D₂
滇蔗04-14	F₂代,F₁代姊妹系与甘蔗杂交	D₃
崖城89-9	甘蔗品系,F₁代的母本	M₁
新台糖10	甘蔗品种,F₂代的父本	M₂

材料	Pro含量/(μg/g)		变幅/%	MDA含量/(nmol/g)		变幅/%
材料	对照	干旱胁迫	变幅/%	对照	干旱胁迫	变幅/%
Z1	27.11±8.05cdB	115.54±35.75aA	326.2	1.93±0.42bcdeBC	1.95±0.27bcdAB	0.8
Z2	25.91±1.24cdB	34.76±8.59cB	34.2	1.73±0.25cdeBCD	1.81±0.44bcdAB	4.5
Z3	30.30±7.05bcdB	37.04±4.10cB	22.2	1.70±0.02cdeBCD	1.74±0.48bcdAB	2.5
Z4	30.01±2.50bcdB	63.90±19.39bcB	112.9	1.55±0.44deBCD	1.67±0.49cdAB	7.4
Z5	23.39±5.06dB	46.36±11.15bcB	98.2	0.87±0.09fD	1.13±0.11dB	30.0
Z6	34.69±3.56bcAB	57.89±26.10bcB	66.9	1.27±0.11efCD	1.66±0.43cdAB	31.5
Z7	25.73±5.96cdB	46.27±8.46bcB	79.8	1.37±0.13efCD	1.08±0.38dB	-21.37
D1	37.77±8.80abAB	37.67±11.42cB	-0.27	2.09±0.84bcdBC	1.93±1.21bcdAB	7.6
D2	29.54±5.46bcdB	31.04±11.18cB	5.1	2.29±0.12bcAB	2.99±0.74abA	30.5
D3	46.16±3.95aA	77.02±39.23bAB	66.9	3.13±0.39aA	3.31±0.61aA	5.9
M1	33.69 ±6.29bcdAB	48.40±15.84bcB	43.7	2.44±0.38bAB	2.52±1.36abcAB	3.5
M2	23.82 ±2.91dB	34.46±10.07cB	44.7	1.34±0.21efCD	1.94±0.09bcdAB	45.3

材料	Pro含量/(μg/g)		变幅/%	MDA含量/(nmol/g)		变幅/%
材料	对照	干旱胁迫	变幅/%	对照	干旱胁迫	变幅/%
Z1	27.11±8.05cdB	115.54±35.75aA	326.2	1.93±0.42bcdeBC	1.95±0.27bcdAB	0.8
Z2	25.91±1.24cdB	34.76±8.59cB	34.2	1.73±0.25cdeBCD	1.81±0.44bcdAB	4.5
Z3	30.30±7.05bcdB	37.04±4.10cB	22.2	1.70±0.02cdeBCD	1.74±0.48bcdAB	2.5
Z4	30.01±2.50bcdB	63.90±19.39bcB	112.9	1.55±0.44deBCD	1.67±0.49cdAB	7.4
Z5	23.39±5.06dB	46.36±11.15bcB	98.2	0.87±0.09fD	1.13±0.11dB	30.0
Z6	34.69±3.56bcAB	57.89±26.10bcB	66.9	1.27±0.11efCD	1.66±0.43cdAB	31.5
Z7	25.73±5.96cdB	46.27±8.46bcB	79.8	1.37±0.13efCD	1.08±0.38dB	-21.37
D1	37.77±8.80abAB	37.67±11.42cB	-0.27	2.09±0.84bcdBC	1.93±1.21bcdAB	7.6
D2	29.54±5.46bcdB	31.04±11.18cB	5.1	2.29±0.12bcAB	2.99±0.74abA	30.5
D3	46.16±3.95aA	77.02±39.23bAB	66.9	3.13±0.39aA	3.31±0.61aA	5.9
M1	33.69 ±6.29bcdAB	48.40±15.84bcB	43.7	2.44±0.38bAB	2.52±1.36abcAB	3.5
M2	23.82 ±2.91dB	34.46±10.07cB	44.7	1.34±0.21efCD	1.94±0.09bcdAB	45.3

材料	Chl含量/(mg/g)		变幅/%	SS含量/(mg/g)		变幅/%
材料	对照	干旱胁迫	变幅/%	对照	干旱胁迫	变幅/%
Z1	1.09±0.23bA	2.21±0.45abcdAB	102.8	4.19±0.99bABCDE	23.04±1.81abcABC	449.9
Z2	2.09±1.58abA	1.56±1.55bcdB	-25.3	3.62±0.43bcDE	20.10±5.58bcdABC	455.0
Z3	1.51±0.25abA	1.17±0.42dB	-22.6	3.73±1.14bcCDE	19.83±5.25bcdABC	432.4
Z4	0.58±0.28bA	3.47±0.96aA	494.9	5.53±0.60aABC	14.62±2.94cdBC	164.3
Z5	1.93±0.40abA	1.92±0.49bcdAB	-0.7	3.81±0.27bcBCDE	19.73±5.54bcdABC	417.8
Z6	3.13±2.88aA	1.57±1.11bcdB	-49.8	4.03±0.44bcABCDE	26.01±9.68abAB	546.0
Z7	1.18±0.50abA	2.88±0.46abAB	142.8	5.64±0.82aAB	22.90±4.07abcABC	305.8
D1	0.81±0.84bA	2.23±0.57abcdAB	175.9	4.97±0.79abABCD	26.12±4.86abAB	425.3
D2	1.25±0.29abA	1.14±0.30dB	-8.2	4.51±0.48abABCDE	20.37±5.67bcdABC	351.6
D3	1.40±0.16abA	1.34±0.60cdB	-4.0	2.80±0.32cD	10.97±0.48dC	292.0
M1	1.19±0.60abA	1.17±0.07dB	-1.3	5.72±0.71aA	32.07±8.41aA	460.6
M2	1.23±0.26abA	2.67±0.04abcAB	117.5	3.96±0.92bcABCDE	27.00±6.25abAB	581.0