不同砧用南瓜品種萌芽期的耐鹽性篩選

時丕彪，耿安紅，李亞芳，王春云，彭亞民，顧閩峰，費月躍，王 軍

(鹽城市新洋農業試驗站，江蘇 鹽城 224049)

土壤鹽漬化已成為制約農業可持續發展的主要因素之一[1]。植物長期處于高鹽環境中不僅抑制其生長，還會造成作物減產，甚至死亡[2-4]。全球約有1億hm2土地受土壤鹽度的影響，占全球耕地總量的6%～7%，且面積還在逐漸擴大[5-6]，由于全球變暖導致的海平面上升可能會使其問題加劇[7]。我國是世界鹽堿地大國之一，目前鹽漬化土地面積約0.3億hm2，占我國耕地面積的20%以上[8-9]，且分布廣泛，利用效率低，嚴重妨礙農業生產的發展。土壤鹽度同時也限制作物的種類和產量[10]，而不同作物或同種作物的不同品種間耐鹽性存在差異[11]。因此，在受鹽漬化影響較大的地區篩選和培育耐鹽作物品種是穩定作物產量最合適且經濟有效的措施之一。

嫁接有利于提高作物的耐鹽性[12-14]。目前，嫁接是瓜類作物生產上常用的一種技術，主要通過選擇優良的耐鹽砧木品種來增強其耐鹽性[15-16]，以確保在鹽漬化嚴重地區瓜類的正常生產和供應。南瓜(Cucurbita moschata)是葫蘆科南瓜屬一年生蔓性藤本植物，種質資源豐富，在世界各地普遍栽培，因其根系發達，抗逆性強，常被用作瓜類作物嫁接的砧木[17]。因此，篩選和培育耐鹽能力強的砧用南瓜品種用于瓜類的嫁接栽培，是提高其耐鹽性的必要前提。種子萌發期和幼苗生長期對鹽分最為敏感和脆弱[18-20]，而種子萌發是植物生命周期的初始階段，也是最關鍵的階段之一[21]，同時還是耐鹽性鑒定的重要時期[22]。為此，研究鹽脅迫對5個砧用南瓜品種萌芽期發芽率、發芽勢、發芽指數、幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重等的影響，并利用隸屬函數法綜合評價其耐鹽性，以期為瓜類嫁接栽培中耐鹽砧用南瓜品種的選擇提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 砧用南瓜 砧用南瓜品種共計5個。日本雪松，壽光佳禾種業有限公司；7045和思壯7號，寧波市農科院，利農8號，廣東和利農種業股份有限公司；短蔓大圣冠，山西太谷縣藝農種子有限公司。

1.1.2 氯化鈉 氯化鈉(NaCl,分析純)，國藥集團化學試劑有限公司生產。

1.2 試驗方法

試驗于2018年10-11月在鹽城市新洋農業試驗站人工氣候箱進行。NaCl濃度設0(CK)、40 mmol/L、80 mmol/L、120 mmol/L、160 mmol/L、200 mmol/L和240 mmol/L共計7個梯度，將經1%的KMnO4溶液消毒處理的種子置于放有雙層濾紙的方形培養皿(12 cm×12 cm×5 cm)中，每皿30粒種子，分別加入15 mL相應濃度的NaCl溶液，每個處理3次重復，然后置于光暗周期為16 h/8 h、晝/夜溫度為28℃/25℃的培養箱內培養。以胚芽長度達到種子長度的1/2為發芽[23]，每天統計南瓜種子發芽數。

1.3 測量指標

分別在培養第3 天和第7 天統計種子的發芽勢和發芽率；培養第10 天時，從每個處理選擇3株幼苗測量其幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重。

發芽勢=(3 d內發芽種子數/供試種子數)×100%

發芽率=(7 d內發芽種子數/供試種子數)×100%

發芽指數=∑當天發芽種子數/發芽日數

1.4 耐鹽性綜合評價

采用隸屬函數法南瓜品種的發芽率、發芽勢、發芽指數、幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重的隸屬函數值，對其進行萌芽期耐鹽性綜合評價，隸屬函數值越大，表明該品種耐鹽性越強。其隸屬函數值的計算公式如下。

U(Xij)=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

式中，U(Xij)為i品種j指標的隸屬函數值，Xij為i品種j指標的測定值，Xjmax為所有品種中j指標的最大值，Xjmin為所有品種中j指標的最小值[24]。

1.5 數據分析

采用Excel 2007和SPSS 17對試驗數據進行處理與統計分析。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對南瓜種子發芽的影響

2.1.1 發芽率 從表1看出，不同濃度鹽脅迫下各品種的發芽率均有不同程度的變化。無鹽脅迫(CK)時，7045和思壯7號的發芽率達100%，短蔓大圣冠、日本雪松和利農8號的發芽率分別為96.67%、91.11%和86.67%，7045和思壯7號與日本雪松和利農8號差異顯著，與短蔓大圣冠差異不顯著。隨著NaCl濃度的升高，各品種的發芽率基本呈下降趨勢，且不同品種的下降幅度不同。NaCl濃度為40 mmol/L時，利農8號的發芽率為70.00%，顯著低于CK，且顯著低于其余品種。NaCl濃度為120 mmol/L時，利農8號、7045和短蔓大圣冠的發芽率分別為64.44%、70.00%和81.11%，顯著低于CK，且利農8號和7045顯著低于其余品種。NaCl濃度為200 mmol/L時，7045和日本雪松的發芽率為47.78%和52.22%，顯著低于CK；利農8號和短蔓大圣冠種子萌發完全受到抑制，其發芽率為0；思壯7號的發芽率仍達96.67%，與CK差異不顯著，但顯著高于其余品種。當NaCl濃度為240 mmol/L時，思壯7號的發芽率為36.67%，顯著低于CK，但顯著高于其余品種，表現出較強的耐鹽能力；7045、利農8號和短蔓大圣冠種子萌發均完全受到抑制，不能萌發。

表1 不同濃度NaCl脅迫下南瓜種子的發芽率Table 1 Germination rate of different squash varieties under NaCl stress of various concentration %

注：同行不同小寫字母表示相同品種濃度間差異顯著(P<0.05)，同列不同大寫字母表示同一濃度不同品種間差異顯著(P<0.05)，下同。
Note:Different lowercase letters in the same row indicate significant difference atP<0.05 level,while different capital letters in the same column indicate significant difference atP<0.05 level.The same below.

2.1.2 發芽勢 發芽勢也是衡量種子萌發能力的一個重要指標，可反映種子在鹽脅迫下的活性能力及出苗整齊度[25]。從表2看出，NaCl濃度為40 mmol/L時，日本雪松的發芽勢為83.33%，顯著高于CK，且顯著高于利農8號和顯著低于思壯7號，說明低濃度鹽能夠促進種子的萌發。NaCl濃度為120 mmol/L時，利農8號、7045、日本雪松、短蔓大圣冠和思壯7號的發芽勢分別為43.33%、51.11%、58.89%、66.67%和95.56%，思壯7號與CK差異不顯著，但顯著高于其余品種；利農8號、7045、日本雪松和短蔓大圣冠均顯著低于CK。NaCl濃度為200 mmol/L時，利農8號和短蔓大圣冠的發芽勢均為0；思壯7號的發芽勢為62.22%，顯著低于CK，但顯著高于其余品種。NaCl濃度為240 mmol/L時，除思壯7號外，其余4個品種的發芽勢均為0，表現出高濃度鹽加大了對種子萌發的抑制程度，同時也說明思壯7號的耐鹽能力相對較強。

表2 不同濃度NaCl脅迫南瓜種子的發芽勢Table 2 Germination potential of different squash cultivars under NaCl stress of various concentration %

2.1.3 發芽指數 從表3看出，隨著NaCl濃度增加，發芽指數總體呈下降趨勢，且各品種下降幅度存在差異。NaCl濃度為40 mmol/L時，利農8號的發芽指數為9.25，顯著低于CK和其余品種。NaCl濃度為120 mmol/L時，利農8號、7045和短蔓大圣冠的發芽指數分別為6.02、7.83和9.43，均顯著低于CK；且利農8號和7045顯著低于其余品種。NaCl濃度為160 mmol/L時，利農8號、短蔓大圣冠、7045、日本雪松和思壯7號的發芽指數分別為4.07、4.31、6.44、9.55和13.33，均顯著低于CK；且思壯7號顯著高于其余品種。NaCl濃度為200 mmol/L時，各品種的發芽指數均顯著低于CK，且思壯7號顯著高于其余品種。不同鹽濃度脅迫下，思壯7號的發芽指數在所有品種中均為最高。

表3 不同濃度NaCl脅迫南瓜種子的發芽指數Table 3 Germination index of different squash cultivars under NaCl stress of various concentration

2.2 鹽脅迫對南瓜幼苗生長的影響

2.2.1 幼苗高度 從表4看出，不同濃度鹽脅迫對南瓜幼苗高度的影響不同。隨著鹽濃度升高，日本雪松、7045和短蔓大圣冠幼苗的高度均呈先升后降趨勢，思壯7號和利農8號幼苗的高度均呈逐漸下降趨勢。無鹽脅迫(CK)時，各品種間的幼苗高度差異不顯著。NaCl濃度為40 mmol/L時，利農8號較CK下降61.83%，說明利農8號對鹽脅迫更為敏感。隨著鹽濃度進一步加大，其差異的顯著性越大。NaCl濃度為80 mmol/L時，除日本雪松外，其余4個品種的幼苗高度均顯著低于CK，說明鹽脅迫對幼苗高度的影響比發芽指標更大。NaCl濃度為240 mmol/L時，僅日本雪松和思壯7號能夠生長，7045、利農8號和短蔓大圣冠的幼苗高度均為0，即不能生長。

表4 不同濃度NaCl脅迫下南瓜幼苗的高度Table 4 Seedling height of different squash cultivarsunder NaCl stress of various concentration cm

2.2.2 幼苗胚根長度 根是植物重要的器官之一，直接影響植物對水分和養分的吸收，因此對植物的生長發育起至關重要的作用。從表5可知，除7045和思壯7號外，其余品種幼苗的胚根長度隨鹽濃度增大均呈逐漸下降趨勢。NaCl濃度為40 mmol/L時，利農8號與短蔓大圣冠的胚根長度分別為8.07 cm和13.93 cm，均顯著低于CK，也顯著低于7045。NaCl濃度為120 mmol/L時，利農8號、短蔓大圣冠、思壯7號、7045和日本雪松的胚根長度分別為2.17 cm、4.30 cm、5.90 cm、6.80 cm和9.90 cm，除日本雪松與CK差異不顯著外，其余品種均顯著低于CK，且日本雪松顯著高于其余品種。NaCl濃度為200 mmol/L時，利農8號和短蔓大圣冠的胚根長度均為0，說明高濃度鹽嚴重抑制其種子的萌發和幼苗的生長。

表5 不同濃度NaCl脅迫南瓜幼苗的胚根長度Table 5 Radicle length of different squash cultivars under NaCl stress of various concentration cm

2.2.3 幼苗鮮重 幼苗鮮重在一定程度上可反映幼苗的生長情況。從表6看出，隨鹽濃度升高，各品種幼苗鮮重發生不同程度的變化，日本雪松、7045和短蔓大圣冠呈先升后降趨勢，思壯7號和利農8號總體上呈逐漸下降趨勢。同一濃度鹽脅迫下，各品種幼苗的鮮重存在明顯差異，日本雪松和思壯7號幼苗的鮮重相對較高，其耐鹽性較強；利農8號幼苗的鮮重相對最低，其耐鹽性最弱。

表6 不同濃度NaCl脅迫南瓜幼苗的鮮重Table 6 Seedling fresh weight of different squash cultivarsunder NaCl stress of various concentration g

2.3 不同南瓜品種萌芽期耐鹽性綜合評價

從表7看出，思壯7號和日本雪松的平均隸屬函數值相對較高，分別為0.896和0.675，利農8號的平均隸屬函數值接近0.5個砧用南瓜品種萌芽期耐鹽性依次為思壯7號>日本雪松>7045>短蔓大圣冠>利農8號。

表7 不同品種南瓜種子萌芽期的耐鹽性隸屬函數值Table 7 Membership function of salt tolerance of different squash cultivars during germination stage

3 結論與討論

土壤鹽漬化是世界范圍內日益嚴重的農業問題，耕地土壤鹽分主要來源于海水和灌溉用水中微量NaCl，高濃度Na+和Cl-積累可對植物細胞產生離子毒害，導致植物滲透失衡、代謝紊亂，從而抑制植物的生長發育[26-27]。作物在種子萌芽期對鹽分較為敏感，因此萌芽期可作為評價作物耐鹽性的一個重要時期[28]。發芽率、發芽勢、發芽指數、幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重均是與耐鹽性有關的指標，其反映種子發芽的整齊度、速度和幼苗健壯程度。隸屬函數值法是一種較好的綜合評價作物抗逆性的方法，不僅能提高耐鹽鑒定的準確性，還能提高篩選耐鹽品種的可靠性[29]。目前，隸屬函數值法已廣泛應用于大豆[30]、棉花[31]、甜瓜[32]和花卉[33]等植物的耐鹽性評價。

研究結果表明，隨著NaCl濃度增加，5個砧用南瓜品種的發芽率、發芽勢、發芽指數、幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重6個指標總體呈下降趨勢，但個別品種個別指標出現低濃度促進萌發的現象。NaCl濃度為40 mmol/L時，日本雪松的發芽勢、幼苗高度和幼苗鮮重均顯著高于CK(無鹽脅迫)，與秦娟等[34]研究結果一致，可能與Na+在滲透調節中的重要作用有關。NaCl濃度為80 mmol/L時，日本雪松、7045、思壯7號和短蔓大圣冠的發芽率、發芽勢和發芽指數與CK相比均未發生顯著變化，說明低濃度鹽對種子萌發影響不大，與尤佳等[35]研究結果一致。NaCl濃度為80 mmol/L時，除日本雪松外，其余4個品種的幼苗高度均顯著低于CK，說明鹽脅迫對幼苗高度的影響比發芽指標明顯。當NaCl濃度升高至200 mmol/L時，思壯7號的發芽率仍達100%，6個指標明顯高于其余品種，表現出較強的耐鹽性；而利農8號和短蔓大圣冠種子萌發完全受到抑制，其發芽率為0，可能是通過鹽離子效應引起離子毒害造成的。5個砧用南瓜品種在NaCl脅迫下各發芽指標和生長指標的隸屬函數值確定其耐鹽性依次為思壯7號>日本雪松>7045>短蔓大圣冠>利農8號。篩選出耐鹽性較強的2個品種思壯7號和日本雪松，可為瓜類嫁接提供更多的砧木選擇，同時也為鹽堿地瓜類生產起到一定的推動作用。