41份結縷草屬種質資源耐鹽性評價

黃春瓊　劉國道　白昌軍

摘 要 本研究旨在篩選耐鹽種質，為培育適宜中國鹽堿土種植的結縷草新品種提供優良親本。采用土培法對來自華東地區的41份結縷草屬（Zoysia）種質的耐鹽性差異進行評價。處理60 d后發現20 g/L的NaCl脅迫下結縷草種源間的生長存在顯著差異，其中相對根系干重、相對地上部干重、相對全株干重的變異系數分別為44.86%、31.09%和31.51%。采用隸屬函數值的綜合評價方法對供試材料的耐鹽性劃分為5個等級，處于1～3級的（耐鹽型）共14個；處于第4級的（中間型）共13個；處于第5級的（敏鹽型）共14個。其中，溝葉結縷草最耐鹽，中華結縷草處于中間型。篩選出最耐鹽的5份種質是依次是Z36、Z35、Z09、Z22 和Z05，最敏鹽的5份種質依次是Z03、Z31、Z13、Z29和Z43。

關鍵詞 結縷草；耐鹽性；變異分析；綜合評價；相關分析

中圖分類號 S543 文獻標識碼 A

Abstract The purpose of the present study was to screen Zoysia germplasms of salt tolerance for breeding varieties planted in saline soils. 41 Zoysia accessions from east China were evaluated for salt tolerance using the soil culture method. Each accession was grown with 20 g/L NaCL（experimental）or without exposure to NaCl （control）. The mean dry weight of the root， shoot， and total body of the accessions relative to those of the non-treated controls were calculated after 60 d， and showed considerable diversity. Overall， the coefficients of the variation for the root， shoot， and total body weight of the salt-treated accessions relative to the non-treated controls was 44.86%， 31.09% and 31.51%， respectively. The classification based on subordinate function values revealed that 14 of the 41 accessions were tolerant to salt stress， 13 were moderately tolerant， and 14 were sensitive to salt stress. Z. matrella is the most salt tolerance， Z. sinica in the middle. The five most salt tolerance accessions were Z36， Z35， Z09， Z22 and Z05，the five most salt sensitive accessions were Z03， Z31， Z13， Z29 and Z43.

Key words Zoysia accessions； salt tolerance； variation analysis； comprehensive assessment； correlation analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.07.013

中國鹽堿地約3 000多萬hm2，主要分布在內陸干旱及沿海地區[1-2]。大量鹽堿地的存在縮小了耕地面積，生態環境嚴重受到了惡化[3]。溝葉結縷草（Zoysia matrella）、結縷草（Z. Japonica）、狗牙根 （Cynodon dactylon）、海雀稗（Paspalum vaginatum）和鈍葉草（Stenotaphrum secundatum）等暖季型草坪草均被認為是比較抗鹽的草坪草[4-6]。大穗結縷草（Z. Macrostachya）、溝葉結縷草和結縷草被列為鹽生植物[7]，Lee等[8]認為朝鮮結縷草（Z. Koreana）和結縷草在合適的鹽濃度才能更好的萌發，且朝鮮結縷草比結縷草抗鹽。細葉結縷草（Z. Tenuifolia）也是抗鹽性較強的一個種，而結縷草則對鹽相對敏感[9]。結縷草屬（Zoysia）植物的抗鹽性與葉的長度和寬度有關[5]。

植物的抗鹽性評價有水培法和土培法等。利用水培法對結縷草、狗牙根（Cynodon dactylon）、鈍葉草（Stenotaphrum helferi）等草坪草抗鹽性進行評價已有一些報道，Marcum[10]利用水培法對草坪草的耐鹽機制進行了研究。Marcum等[11]、Qian等[5]、Qian等[12]和Lee等[13]分別利用水培法對狗牙根、結縷草、鹽草和海雀稗的耐鹽性進行了鑒定評價。陳靜波等[14]利用水培法對溝葉結縷草、結縷草、狗牙根、鈍葉草、假儉草（Eremochloa ophiuroides）和海雀稗的耐鹽性強弱進行了評價。利用土培法進行耐鹽性評價也有一些研究報道，劉一明等[15]利用土培法對鹽脅迫下狗牙根、假儉草、海濱雀稗和結縷草的生長情況和生理響應進行了研究。周興元等[16]利用土培法研究鹽脅迫下假儉草、結縷草和溝葉結縷草的根、莖、葉中金屬離子含量的變化情況。陳靜波等[17]利用土培法研究了鹽脅迫下結縷草、溝葉結縷草、狗牙根和海雀稗的生長情況。

結縷草屬植物被認為是最抗鹽的草坪植物之一，具有很強的根狀莖和匍匐莖，是優良的暖季型草坪草。本屬約10種，分布于非洲、亞洲和大洋洲的熱帶和亞熱帶地區；美洲有引種。中國現知有5種，分別是結縷草、溝葉結縷草、細葉結縷草、大穗結縷草和中華結縷草（Z. sinica）[18]。目前雖然已有一些關于結縷草屬植物耐鹽性相關的研究報道[6，19]，但研究材料及方法各異，測定指標也不同，研究結果也各有不同。因此，還需要系統的對本屬植物的耐鹽性進行評價，本研究擬采用土培法研究采自華東地區的41份結縷草屬種質對鹽脅迫的生長反應情況，通過測定相對地上部干重、相對根系干重及相對全株干重，并利用率屬函數法對其耐鹽性進行綜合評價，篩選出不同耐鹽類型的材料，為耐鹽育種工作的進一步的開展奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為收集于華東地區的41份結縷草屬野生種質資源，材料來源詳見表1，其中，中華結縷草1份，溝葉結縷草2份，結縷草38份。試驗材料于2004～2008年收集，保存于中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所熱帶牧草研究中心種質資源圃。

1.2 方法

1.2.1 預培養方法 材料預培養方法主要參考Fu等[20]及陳靜波等[21]的方法，略作調整。于2013年7月初，選取41份結縷草種質的匍匐莖，剪取生長一致帶有側芽的雙節，種植于塑料花盆中（花盆直徑為21 cm、高為26 cm），底部用紗網墊住，每份種質種6盆，其中3盆用作對照，3盆用作處理。盆內裝入沙壤土（壤土 ∶ 河沙=1 ∶ 4）。

1.2.2 鹽處理方法 預培養2個月后，進行鹽（NaCl）處理，處理的NaCl濃度設為20 g/L，對照不加NaCl。開始處理時為減少鹽沖擊效應，用5、10、15、20 g/L NaCl逐漸增加澆灌，直至加到20 g/L NaCl后就一直用20 g/L NaCl澆灌。為了維持結縷草的正常生長，避免除了鹽脅迫之外的其他迫害，視天氣情況來改變澆水量和澆水次數，一般每周澆2～3次，每次每盆200～300 mL，多余的水從盆底自由流出，以減少鹽分積累，鹽處理60 d后結束試驗。

1.2.3 測定項目與方法 處理結束后，將地上部和根系分開，洗凈后，再用去離子水沖洗3次，105 ℃殺青15 min，75 ℃烘48 h，稱重。計算相對地上部干重，相對根系干重和相對全株干重[22]。

1.2.4 綜合評價 綜合評價采用隸屬函數法進行評價。Fi=（Xij-Xmin）/（Xmax-Xmin），式中，Fi為第i個材料該性狀的隸屬函數值。Xij為第i個材料第j個性狀的平均值，Xmax和Xmin分別為該性狀的最大值和最小值[23]。

1.2.5 耐鹽性分級 根據平均隸屬函數值大小對其進行分級，分級標準見表2。其中，1級為極端耐鹽型，2級為耐鹽型，3級為較耐鹽型，4級為中間型，5級為鹽敏感型。

1.3 數據處理與分析

采用Microsoft office Excel 2007和SAS 9.0軟件進行。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對結縷草屬種質的影響

鹽處理后對相對地上部分干重、相對根系干重、相對全株干重的變異進行比較分析，結果見表3，由表中可知，結縷草不同種質各性狀均存在廣泛變異，不同性狀的變異程度不同。其中，相對根系干重的變異幅度最大，變異范圍為37.79%～204.21%，平均為74.17%，變異系數為44.86%；相對地上部干重變異范圍為44.39%～148.62%，平均為77.15%，變異系數是31.09%；相對全株干重變異范圍為43.15%～142.62%，平均為75.32%，變異系數為31.51%。相對地上部干重、相對根系干重和相對全株干重均差異極顯著，除Z05、Z25、Z36和Z44外，鹽處理后地上部和根系均受到不同程度的抑制，且對地上部的影響大于根系的影響。

2.2 各指標綜合評價

分別計算出相對地上部干重、相對根系干重、相對全株干重的隸屬函數值并計算出這幾個指標的平均隸屬函數值，進行綜合評價，隸屬函數均值越大，說明其綜合評價越高，耐鹽性越強。綜合評價結果見表4，從表4可知，Z36（溝葉結縷草）的平均隸屬函數值（0.81）最大，表明其耐鹽性最強，其次是Z35（溝葉結縷草，0.78），耐鹽性最差的是Z03（結縷草，0.02）。

2.3 各指標相關分析

對相對地上部干重、相對根系干重、相對全株干重與平均隸屬函數值進行相關分析，從表5可以看出，這3個指標與平均隸屬函數值的相關系數分別為0.465、0.346、0.477，分別達到了極顯著、顯著、極顯著正相關水平，表明這3個指標均可用于判斷結縷草種質資源受鹽害的情況。

2.4 耐鹽性分級

結合上述平均隸屬函數值，將各種質按照表2標準進行耐鹽性分級（見表4）。供試的41份種質中，處于1級的種質1份，占總數的2.44%，為極端耐鹽型，即Z36；處于2級的種質共6份，占總數的14.63%，為耐鹽型，按耐鹽性強弱依次是Z35>Z09>Z22>Z05>Z15>Z45；處于3級的材料共7份，占總數的17.07%，為較耐鹽型，依次是Z24>Z41>Z18>Z40>Z25>Z23>Z21；處于第4級的共13份，占總數的31.71%，為中間型，依次是Z19>Z30>Z32>Z12>Z16>Z33>Z02>Z28>Z39>Z06>Z14>Z42>Z34；處于第5級的共14份，占總數的34.15%，為敏鹽型，依次是Z44>Z08>Z26>Z37>Z27>Z04>Z07>Z10>Z38>Z43>Z29>Z13>Z31>Z03。從中可以看出溝葉結縷草最耐鹽。

3 討論

本研究結果發現鹽脅迫后結縷草屬植株大部分種質的地上部分和地下部分均受到不同程度的抑制，總體而言，對地上部的影響比地下部分的影響大，這與Dudeck等[24]，陳靜波等[25]分別對狗牙根和海雀稗以及結縷草、溝葉結縷草、狗牙根和海雀稗4種暖季型草坪草在鹽脅迫下的表現結果一致。本研究結果還發現溝葉結縷草的耐鹽性較強，這一研究結果與Qian等[5]的研究結果相一致。要更好地區分結縷草屬種間耐鹽性強弱，需要更多的結縷草屬資源，本研究中溝葉結縷草僅2份，中華結縷草1份，后續研究可以增加更多典型材料。

利用隸屬函數分析方法對植物抗逆性強弱的應用得比較廣泛，席嘉賓等[26]通過計算土壤含水量、水分飽和虧、葉片保水力、脯氨酸和可溶性糖的平均隸屬函數值，對采自中國不同地區的野生地毯草（Axonopus compressus）的耐旱性進行了綜合評價。王贊等[27]和李培英等[28]利用隸屬函數法分別對偃麥草（Elytrigia repens）和鴨茅（Dactylis glomerata）種子萌發期的抗旱性進行了研究。孫宗玖等[29]對利用隸屬函數法對份偃麥草的耐鹽性進行了綜合評價。褚曉晴等[22]通過隸屬函數法對來自中國的51份假儉草野生種質的耐鋁性進行了綜合評價。本研究采用平均隸屬函數法對各材料的耐鹽性進行綜合評價，根據平均隸屬函數計算結果，供試的41份種質中，處于1～3級的（較耐鹽種源）共14份，占總數的34.15%，處于第4級的（中間型）共13份，占總數的31.71%，處于第5級的（鹽敏感種源）共14份，占總數的34.15%。Brede等[30]，Dunn等[31]認為從野生種質資源中容易篩選到優良的抗逆育種材料，本研結果也發現，不同來源的野生結縷草資源耐鹽性變異比較大，能篩選出優異耐鹽種質，為培育耐鹽品種奠定基礎。

本研究采用土培法結合NaCl鹽水灌溉的方法對41份結縷草屬種質進行了耐鹽性綜合評價，篩選出了5份較耐鹽的種質，依次是Z35、Z09、Z22、Z05和Z15，為了確保獲得的種質耐鹽性可靠，后期還可以利用水培法對篩選出的種質進行驗證，以便更好地服務于生產。

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