竹節草種質資源耐鹽性初步評價

摘 要 以相對地上干重、相對地下干重、葉片枯黃率、葉片顏色、坪用質量為評價指標，在245 mmol/L NaCl脅迫下，利用水培法對64份竹節草（Chrysopogon aciculatus）種質資源進行耐鹽性初步評價。結果表明，各品系之間存在顯著（p<0.05）或極顯著差異（p<0.01），各指標的變異系數范圍為20.64%（相對地上部干重）～43.40%（相對坪用質量）。相關性分析結果表明，參數指標間存在顯著相關性（p<0.05）或極顯著相關性（p<0.01），相關系數最高達到0.912。利用5個指標對64份品系進行聚類分析，在歐式距離18.0處，分為敏鹽型、中間型、耐鹽型三大類。

關鍵詞 竹節草；種質資源；耐鹽性；相關性；聚類

中圖分類號 S688.4 文獻標識碼 A

Abstract Salt tolerance of 64 Chrysopogon aciculatus was carried out by evaluating based on relative shoot dry weight， relative root dry weight， leaf firing percentage， relative leaf color， and relative turf quality on on 245 mmol/L salt treatment. The results showed that there were significant（p<0.05）or very significant（p<0.01）difference among different accessions. Coefficient of variation of different indicators ranged from 20.64%～43.40%， of which the minimum of relative shoot dry weight（20.64%）and maximum of relative turf quality（43.40%）. There were significant correlations（maximal correlation coefficient of 0.912）among different indexes of C. aciculatus accessions. Based on five characteristics， 64 accessions were divided into three types， which is salt-sensitive， intermediate and salt tolerance. This results would provide foundation for screening high-quality and salt-tolerant accessions.

Key words Chrysopogon aciculatus； Germplasm resource； Salt tolerance； Correlation analysis； Cluster

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.10.005

土壤鹽漬化的全球問題受到越來越多的關注。全球鹽堿土地總面積已超過10億hm2，所占世界陸地面積也已超過7.6%，據統計， 我國有各種類型的鹽漬土9 913萬hm2[1-2]。因全球水資源缺乏，土壤灌溉多采用再生水、海水、含鹽量大的地下水和鹽湖水，以及冬季融雪鹽，造成土壤次生鹽漬化程度不斷加深[3-4]。土壤鹽漬化的結果就是使得土壤的物理、化學性質發生改變，進而影響植物正常生長，甚至造成植物的死亡。通常采用水利工程措施、化學改良劑措施、農業技術措施等改良鹽漬化的土壤，與之相比，利用耐鹽植物修復鹽漬化土壤具有投入少、見效快、生態效益和經濟效益兼顧的優點，因此耐鹽植物的篩選受到日益廣泛的關注，草坪草尤甚[5]。我國草坪業起步發展較晚，但草坪業在近20年的發展中取得了顯著成果，草坪的生態效益、景觀效果、娛樂功能使其應用越來越廣泛。我國草坪草耐鹽性研究起步較晚，大部分暖季型草坪草品種主要以引進為主，且相關耐鹽性適應性評價研究甚少[6-13]。

竹節草（Chrysopogon aciculatus）又名粘人草，是禾本科金須茅屬的一種多年生草本植物，其植株低矮、有匍匐莖，地面覆蓋能力較強，是中國南部地區優良的水土保持植物，是耐粗放型管理的暖季型草坪草之一。目前，國內外對竹節草的研究主要集中在生態分布、生物防治入侵以及形態學特征等方面，我國雖作為竹節草分布區之一，但目前關于竹節草的研究報道相對較少[14-20]。劉建秀等[21]調查了竹節草在中國的分布范圍。席嘉賓等[22]在調查中國野生地毯草種質資源時發現竹節草是地毯草的主要伴生植物之一。廖麗等[19]對一些竹節草的種質資源進行了搜集，并在田間對其進行過一些生態適應性評價。劉世忠等[23]用不同水肥處理對竹節草等3種草坪草延長冬季綠期的效果進行了一定的研究。目前，竹節草耐鹽性鑒定與評價研究尚未開展。本試驗從80余份竹節草種質資源中，篩選出64份優良的竹節草品系為材料，對竹節草種質資源耐鹽性進行初步的評價，以期為選育出優質耐鹽的品系奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地概況 試驗于中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所大棚內進行，試驗期從2013年8月到10月，處于海南雨季，總計降雨天數63 d，平均氣溫最高為31 ℃左右，最低為24 ℃左右。

1.1.2 試驗材料 待試64份竹節草種質資源主要來源于海南、廣東、廣西及福建等地，具體編號和來源見表1。

1.2 試驗方法

1.2.1 處理方法 按照張靜等[24]和廖麗等[25]方法對64份竹節草品系進行預培養2個月。根據前期竹節草臨界濃度的篩選試驗研究結果，以245 mmol/L的NaCl為處理濃度，營養液pH5.5～6.0。處理前統一沿泡沫板的四周修剪。為減少NaCl的沖擊效應，在做統一處理前，每天分別以35 mmol/L進行遞增，7 d后達到最高濃度245 mmol/L為止，之后緩休1 d，再以245 mmol/L的NaCl濃度處理28 d，處理期間不斷通氣，每隔5 d換1次營養液，每天調節pH值為5.5～6.0。

1.2.2 測定指標與方法 參照孫宗玖等[26]和廖麗等[27]的實驗方法。在處理結束后，選用相對地上干重、相對地下干重、葉片枯黃率、相對葉片顏色、相對坪用質量為觀測指標進行數據分析，具體觀測方法如下。

（1）相對地上干重。把每份竹節草處理后的地上部剪下后，在105 ℃殺青15 min，60 ℃度烘48 h后稱重。相對地上干重=（處理地上干重/對照地上干重）×100%。

（2）相對地下干重。每份竹節草處理后的地下部在105 ℃殺青15 min，60 ℃度烘48 h后稱重。相對地下干重=（處理地下干重/對照地下干重）×100%。

（3）葉片枯黃率。采用目測法打分，記錄各處理葉片枯黃率（LF，采用百分制，單位為%，5% 以下表示草坪基本沒有黃葉出現，50%表示草坪草有一半枯黃；95%以上表示基本上沒有綠葉而死亡）。4人打分求平均值。

（4）葉色。采用目測法，觀察記錄處理組不同品系葉色，重復4次并求平均值。葉色分級和賦分標準采用9分級，分別為葉色：藍綠（9分）、深綠（7分）、綠（5分）、淺綠（3分）、黃綠（1分）。相對葉片顏色=（處理葉片顏色/對照葉片顏色）×100%。

（5）坪用質量。采用目測法，參照NTEP（The National Turfgrass Evaluation Program，美國國家草坪評比項目）標準，以草坪的密度、質地、顏色、均一性等為指標進行綜合評分，坪用質量最高為9分，6分為可以接受的草坪質量，1分為草坪死亡。4人打分求平均值。相對坪用質量=（處理坪用質量/對照坪用質量）×100%。

1.3 數據處理

用SPSS 16.0和Excel 2003軟件進行數據處理分析和統計。

2 結果與分析

2.1 竹節草種質資源間耐鹽性差異分析

64份竹節草種源間的相對地上干重、相對地下干重、葉片枯黃率、相對葉色和相對坪用質量的多重比較結果表明，不同品系間耐鹽性達到顯著（p<0.05）或極顯著水平（p<0.01）（表2）。相對地上干重、相對地下干重、葉片枯黃率、相對葉色比和相對坪用重的變異范圍分別是38.33%～93.75%、19.95%～91.68%、13.75%～99.25%、9.30%～80.93%和4.18%～76.83%，變異系數分別為20.64%、33.49%、35.18%、39.92%和43.40%。變異范圍表明不同種質間的差異性大小，對品種選育中的指標篩選有一定的參考價值。

2.2 竹節草種質各指標間的相關性分析

從表3可見，除相對葉色與相對地上干重之間相關性不顯著外（p>0.05）（相關系數為0.240），其他各指標間達到顯著（p<0.05）或極顯著水平（p<0.01）。葉片枯黃率與其他指標呈顯著（p<0.05）或極顯著負相關（p<0.01），其中葉片枯黃率和相對地下干重相關系數為-0.912，相對地上干重、相對地下干重、相對葉色和相對草坪質量間呈顯著（p<0.05）或極顯著（p<0.01）正相關。相關系數范圍為0.297～0.818。

2.3 竹節草種質的聚類分析

采用歐式距離平均法對供試材料的相對地上干重、相對地下干重、葉片枯黃率、相對葉色和相對坪用質量5個主要性狀進行聚類分析（圖1）。在歐式距離18.0處，將64份優良的竹節草品種（系）分為A、B和C 3大類，A類包括25份種質，該類種質在NaCl的脅迫下，相對地上干重、相對地下干重、葉片枯黃率、相對葉色和相對坪用質量5個指標表現出較為敏感，故劃為敏鹽型；B類包括35份種質，因其在鹽脅迫下表現的坪用質量一般而劃分為中間型，該類型因具體情況而應用在品種選育或雜交育種上；C類含有4份種質CA13、CA20、CA29、CA31，其中CA20和CA29在NaCl脅迫下，相對地上干重、相對地下干重、葉片枯黃率、相對葉色和相對坪用質量5個指標都處于相對較優（表2），故劃分為耐鹽型。

綜合考慮多重比較分析、相關性分析和聚類分析，初步篩選出2份NaCl脅迫處理對植株生長影響相對較小的種源（CA20和CA29），這兩份耐鹽種質為今后開展優異耐鹽種質育種或遺傳圖譜分析提供基礎（圖2）。

3 討論與結論

植物對NaCl脅迫的響應不僅表現在生長發育上，而且表現在植物的許多代謝過程及生理生化、生態適應上[28-30]。植物耐鹽性評價亦是一個復雜的過程，其結果是相對的，其耐鹽性受諸多因素影響（如培養方法、評價指標等）。目前，植物的耐鹽性主要體現在鹽分對植物的傷害、植物耐鹽機理、克隆了與耐鹽相關的基因并進行了基因轉化和部分冷季型草坪草耐鹽性等方面的研究[31-32]，關于熱帶草坪草的研究甚少[33]。對于竹節草研究，目前尚處于剛剛起步階段，少量的研究只是對其外部形態方面開展研究，且至今尚未選育出竹節草品種[19]。本試驗對64份竹節草種質資源通過水培法對其耐鹽性進行初步評價，以期篩選出優質耐鹽的竹節草新品系。

本研究以相對地上干重、相對地下干重、葉片枯黃率、相對葉色比和相對坪用質量5個指標對竹節草耐鹽性進行分析。5個指標變異范圍分別是38.33%～93.75%、19.95%～91.68%、13.75%～99.25%、9.30%～80.93%和4.18%～76.83%，且均達到顯著（p<0.05）或極顯著（p<0.01）水平。64份竹節草種質分別從廣東、廣西、福建、云南、海南等地收集，竹節草耐鹽性的差異的原因可能是地域性差異造成植物對外界生境適應性差異。這與前人對狗牙根、地毯草種質資源耐鹽性差異研究結果相一致[7，25]。

NaCl脅迫使得根系吸水困難，植株缺乏水分，葉片會枯黃；NaCl的離子本身及與營養液中的離子的作用可能產生一定的毒害進而影響根系的生長，根系吸收養分受阻使得葉片生長正常營養供應不足，葉片發黃[7-10]，這都會影響地下部的干重和葉片枯黃程度。本研究采用相對地上干重、相對地下干重、葉片枯黃率、相對葉色和相對坪用質量進行相關性分析。其中葉片枯黃率與其他4個指標均達到顯著（p<0.05）或極顯著負相關（p<0.01）。葉片枯黃率在整個指標觀測過程中耗時最短，這為今后開展竹節草大規模耐鹽種質鑒定提供參考。另外本實驗在對葉片枯黃率與種源地的經度、緯度、海拔進行相關性分析時，其相關系數都小于0.3，說明此次試驗竹節草種質的葉片枯黃率與經緯度、海拔沒有相關性。

通過對5個指標的聚類分析，把64份種源材料分為A、B和C三大類。A類包括25份種質，這類種質在NaCl的脅迫下，植株生長較為緩慢，隨著處理時間的延長，葉片枯黃率呈現顯著遞增趨勢，而坪用質量則恰恰相反，25份種質都不同程度地表現出對鹽分較為敏感，故聚為一類（A類，敏鹽型），其中CA3和CA65兩份種質表現最差；B類包括35份種質，因其在鹽脅迫下表現的坪用質量介于A和C之間，稱之為中間型，中間型的種源會因具體情況而應用在在品種選育或雜交育種上；C類含有4份種質CA13、CA20、CA29和CA31，在該類中，CA20和CA29在鹽分脅迫下，生長相對比較健壯，根系較多，葉片表現出受傷害較低（表2），該研究結果與前期對地毯草耐鹽篩選結果相類似[25]。這為培育出優質耐鹽竹節草種質提供了優良的材料，同時也為竹節草的深入研究奠定了基礎，亦為鹽漬化土壤的改良提供了實驗依據。總之，我國華南地區蘊藏豐富的竹節草種質資源，今后將在本研究的基礎上利用耐鹽極端種質從分子和生理角度開展耐鹽機理研究。

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