鹽脅迫對(duì)高粱幼苗的影響及耐鹽資源鑒定

魏金鵬 于高波 孔祥森 楊克軍 趙長(zhǎng)江 徐晶宇

摘 要：本研究通過對(duì)鹽脅迫下高粱種質(zhì)資源的性狀表現(xiàn)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，鹽脅迫對(duì)苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、苗鮮重和干重都有一定的抑制作用;利用聚類分析方法，將84份高粱資源分為耐鹽、中等耐鹽、中度鹽敏感、鹽敏感四種類型，這為今后高粱耐鹽研究工作的進(jìn)一步開展奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高粱;鹽脅迫;種質(zhì)資源

土壤中的鹽成分或離子濃度增加，會(huì)導(dǎo)致植物脫水，使植物出現(xiàn)生理干旱及體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)失衡，甚至對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用[1]。高粱作為一種產(chǎn)量高抗性好的雜糧作物，具有生物產(chǎn)量高，抗旱性強(qiáng)，耐鹽堿等特點(diǎn)，被視為提高鹽堿地利用率的優(yōu)良作物之一[2]。不同的高粱種質(zhì)資源對(duì)鹽脅迫的耐受能力有很大的區(qū)別，因此如何深入發(fā)掘高粱耐鹽潛力以及選育優(yōu)良耐鹽品種成為了當(dāng)今高粱研究的熱點(diǎn)。本研究擬采用室內(nèi)模擬鹽脅迫環(huán)境的方法，對(duì)84份高粱種質(zhì)資源進(jìn)行處理，研究鹽脅迫對(duì)高粱幼苗生理指標(biāo)的影響，鑒定耐鹽種質(zhì)，以期為高粱的耐鹽育種提供理論基礎(chǔ)。

一、材料與方法

1.供試材料

試驗(yàn)材料共80份，全部來自于中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源庫。

2.試驗(yàn)方法

（1）處理方式

將高粱種子置于常溫下催芽，將出芽一致的種子播種在裝有細(xì)沙的花盆中，每盆播種10株，待幼苗長(zhǎng)至三葉一心時(shí)加入150mmol/LNaCl溶液進(jìn)行處理，同時(shí)設(shè)置對(duì)照（CK），處理和對(duì)照各三次重復(fù)。

（2）指標(biāo)測(cè)定

處理兩周后分別測(cè)定苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、鮮重和干重。

（3）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

計(jì)算各指標(biāo)的相對(duì)值=處理值/對(duì)照值，平均隸屬函數(shù)值Xi=（Xu-Xmin）/（Xmax-Xmin），其中，Xu為第i個(gè)資源的平均相對(duì)值;Xmax為最大平均相對(duì)值;Xmin為最小平均相對(duì)值。所有數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件和Excel進(jìn)行分析。

二、結(jié)果與分析

1.鹽脅迫對(duì)苗長(zhǎng)的影響

對(duì)鹽脅迫后的高粱苗長(zhǎng)相對(duì)值進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，38、47、65、71和72號(hào)高粱的苗長(zhǎng)相對(duì)值顯著高于大部分材料，說明這些種質(zhì)的苗長(zhǎng)基本不受鹽脅迫的影響或影響較小，而2、9、17、26、41、64和75號(hào)高粱的苗長(zhǎng)相對(duì)值顯著低于其他材料，說明這部分材料的苗長(zhǎng)受鹽脅迫影響較大，對(duì)鹽脅迫較敏感。

2.鹽脅迫對(duì)根長(zhǎng)的影響

通過對(duì)鹽脅迫后的高粱根長(zhǎng)相對(duì)值數(shù)據(jù)的比較分析，可知8、13、24、34、38、65和71號(hào)資源的根長(zhǎng)相對(duì)值較高，與大多數(shù)材料相比，差異達(dá)到了極顯著水平，而9、17、45、54和64號(hào)資源明顯低于其他材料，差異也達(dá)到了極顯著水平。

3.鹽脅迫對(duì)苗期鮮重的影響

通過圖3可以看出，鹽脅迫下不同高粱資源的鮮重表現(xiàn)差異很大，其中34、47、65和71號(hào)資源的鮮重相對(duì)值較高，差異極顯著，而9、10、41及75號(hào)資源的鮮重相對(duì)值則低于其他材料，與50%的參試材料的差異達(dá)到了極顯著水平。

4.鹽脅迫對(duì)苗期干重的影響

對(duì)鹽處理后的高粱苗期干重進(jìn)行對(duì)比分析，可以看出，不同材料的苗期干重對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)差異明顯。8、21、27、38、65、71和72號(hào)資源的干重相對(duì)值極顯著高于其他參試材料，而2、14、20、45與75號(hào)資源則較小，與其他材料相比，差異達(dá)到極顯著水平。

5.高粱資源耐鹽性鑒定

利用各性狀的隸屬函數(shù)值，對(duì)84份高粱資源進(jìn)行聚類分析。結(jié)果顯示，84個(gè)參試材料被分為四類。第一類群包括9號(hào)、45號(hào)、75號(hào)等31份資源，占參試材料的37%，這部分資源各個(gè)性狀的相對(duì)值都較低，因此他們屬于鹽敏感類型;第二類群包括6號(hào)、55號(hào)、80號(hào)等28份資源，占參試材料的33%，此類別的性狀相對(duì)值也都較小，但略高于第一類群，且在聚類結(jié)果中與第一類群的遺傳關(guān)系接近，因此屬于中度鹽敏感類型;第三類群包括8號(hào)、65號(hào)、71號(hào)等9份資源，占參試材料的11%，該部分資源的性狀相對(duì)值均表現(xiàn)出較高的水平，因此屬于耐鹽類型;第四類群包括18號(hào)、50號(hào)、77號(hào)等16份資源，占參試材料的19%，此類別資源的性狀相對(duì)值較大，但整體低于第三類群，這部分資源在聚類結(jié)果中與第三類群的遺傳關(guān)系接近，因此屬于中等耐鹽類型。

三、結(jié)論與討論

鹽脅迫能通過滲透脅迫、離子毒害和離子失衡來抑制植物生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致植物失水萎蔫，甚至死亡。因此充分探究鹽脅迫對(duì)植物的具體影響，同時(shí)發(fā)掘耐鹽資源，對(duì)植物抗鹽育種來說意義重大。本研究通過對(duì)鹽處理后的84份高粱種質(zhì)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)鹽脅迫會(huì)顯著抑制苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、苗鮮重和干重，這與前人在玉米、水稻、大豆等作物上的研究結(jié)果一致[3-5]。

通過聚類分析的方法將84份高粱資源分成了四個(gè)類群，分別為耐鹽類型、中等耐鹽類型、中度鹽敏感類型、鹽敏感類型。該結(jié)果清晰準(zhǔn)確的劃分出了鹽敏感和耐鹽材料，為進(jìn)一步研究耐鹽機(jī)理以及耐鹽育種提供了理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]范娜、白文斌、彭之東等。高粱耐鹽種質(zhì)資源的鑒選與綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2018（10）：82-87

[3]王寧、曹敏建、王君等。NaCl和Na2CO3+NaHCO3對(duì)玉米種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響差異研究[J].作物雜志，2009（4）：52-56

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作者簡(jiǎn)介：

魏金鵬，男，助理研究員，主要從事高粱育種研究。

通訊作者：

于高波，女，副教授，主要從事作物生理研究。