100份辣椒種質資源的耐鹽綜合評價及耐鹽品種篩選

張濤　劉勇鵬　韓婭楠　常曉軻　姚秋菊

摘要：本研究以100份辣椒種質資源為材料，設置150 mmol/L NaCl脅迫處理，以蒸餾水為對照，分別統計種子發芽數，并對種子發芽率、發芽勢、發芽指數等指標進行分析，同時采用模糊數學隸屬函數法及耐鹽分級對其進行耐鹽性評價。結果表明，耐鹽性排名前10位的辣椒種質資源為PC215、PC115-1、P24-7、PC88、PC330F3-1、PC210、PY353、PC311F3-1、PC200-2、PC349F3;PC308、PC236-2、PC66、PC289-2、PC220-1、PC28、PC267-1、PC323F3、PC237-3、PC135的耐鹽性較弱，排在后10位;PC135的相對鹽害率為100%，平均隸屬函數值為零，耐鹽性最差。

關鍵詞：辣椒;種質資源;耐鹽分級;耐鹽品種;模糊數學隸屬函數法

中圖分類號：S641.302.4文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2020）05-0007-09

Abstract Under the stress of 150 mmol/L NaCl， the germination rate， germination potential， and germination index of 100 capsicum germplasm resources were analyzed， and their salt tolerance was evaluated by fuzzy membership function method and grading of salt tolerance. The results showed that the top 10 salt-tolerant germplasms were PC215， PC115-1， P24-7， PC88， PC330F3-1， PC210， PY353， PC311F3-1， PC200-2 and PC349F3. The salt tolerance of PC308， PC236-2， PC66， PC289-2， PC220-1， PC28， PC267-1， PC323F3， PC237-3 and PC135 was weaker， and they were ranked as the last 10. Among them， the relative alkali damage rate of PC135 was 100%， and its average membership function value was 0， so its salt tolerance was the worst.

Keywords Capsicum; Germplasm resources; Grading of sal tolerance; Salt tolerant germplasms; Fuzzy membership function method

土壤鹽漬化是影響現代農業生產及生態環境的一個世界性問題。目前全球鹽漬化土地面積達9.5億公頃，中國為3 600萬公頃，占可用耕地面積的5%左右，并且該比例還在不斷增加[1]。研究發現，土壤次生鹽漬化能夠抑制植物根系正常生長，影響光合作用，嚴重降低作物的產量及品質[2]。植物發生鹽害后，輕則生長受影響，重則死亡。因此，如何提高植物的抗鹽能力，以及研究鹽脅迫下種子萌發情況及后期的生長發育情況，一直是當前研究的焦點。

辣椒（Capsicum annuum L.）是世界性的重要蔬菜之一，是茄科辣椒屬一年生或多年生草本植物，富含大量維生素，具有降低膽固醇和抗過敏等作用，同時也是重要的調味品之一[3]。中國是世界上最大的辣椒生產國，種植面積達147萬公頃以上，總產量2 800多萬噸，接近世界總產量的一半。此外，辣椒產業也是我國最大的蔬菜發展產業，經濟產能居蔬菜首位[4]。伴隨著全球氣候變暖及地下水位的不斷上升，土壤鹽漬化問題日益加劇，嚴重制約著我國農業的可持續發展，也成為我國辣椒產業發展的嚴重制約因素。種子發芽期是對逆境脅迫最敏感的時期[5]，可作為抗逆種質資源評價的重要時期。種子發芽勢、發芽指數、發芽率是植物抗逆育種的重要抗鹽性評價指標[6]?；诖?，本研究以100份辣椒種子為試材，設置150 mmol/L NaCl脅迫處理，以蒸餾水為對照，分別統計種子發芽數，并計算種子發芽率、發芽勢、發芽指數及相對鹽害率等指標，同時采用模糊數學隸屬函數法及耐鹽分級對其耐鹽性進行綜合評價，以期為辣椒耐鹽種質資源的開發利用和耐鹽新種質的創新及栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試100份辣椒種質資源分別為豫櫻1號、豫椒101、P24-7、P59-25、P174、P295、P300、P312、P336、P355、P358、PC11-15、PC17-7-1-1、PC18-9、PC19、PC27、PC28、PC32-1、PC41-7、PC44、PC45、PC54、PC56、PC58、PC63-1、PC64、PC66、PC68、PC70-17、PC73-2、PC79、PC82-20、PC86-2、PC88、PC96、PC99、PC107-1、PC110-1-1、PC111、PC112-1、PC113-1-3、PC115-1、PC135、PC195、PC200-2、PC210、PC213、PC215、PC219-1、PC220-1、PC221-1、PC231、PC236-2、PC236-3、PC237-3、PC242-2-1、PC246、PC247-1、PC266、PC267-1、PC268-1、PC270、PC282、PC284-1-1、PC285-1、PC287、PC289-2、PC308、PC311F3-1、PC312、PC318-2、PC319、PC320-1、PC323F3、PC324F3、PC325F3、PC328、PC329、PC330F3-1、PC335F3-1、PC336F3-2、PC337F3、PC338-1、PC340F3、PC34-19、PC341F3-1、PC342F3、PC349F3、PC351-1、PC352-1、PC353F3、PC356F3、PC357F3、PC359F3、PC362F3、PY28、PY48、PY351、PY352、PY353，由河南省農業科學院園藝研究所提供。

1.2 試驗方法

分別從上述100份辣椒種質資源中選取完整且籽粒飽滿的種子，先用蒸餾水反復沖洗 3 次，再于室溫下浸泡 8 h后，隨機排列在鋪有兩層濾紙的培養皿中，每皿50粒。本試驗選用150 mmol/L NaCl溶液作為鹽脅迫試劑，使用該溶液浸濕上述濾紙對種子進行鹽脅迫處理，對照用等量蒸餾水浸濕，每處理3皿。將各處理培養皿編號后放入28℃培養箱中，每天下午增補1 mL溶液以維持培養皿內處理濃度不變，直至種子發芽。

1.3 測定指標及方法

每天觀察并記錄種子發芽數，種子發芽標準為胚根長超過種子長度的 1/2。由于辣椒品種不同，發芽具有不整齊特點，確定發芽觀察期為10 d。計算種子發芽率、發芽指數、發芽勢、相對鹽害率等指標。

發芽率（%）=（發芽種子數/供試種子數）×100;

發芽指數=Σ（Gt/Dt），其中Gt為t日種子發芽數，Dt為發芽天數;

發芽勢（%）=第6天的累計發芽種子數/供試種子數×100;

相對鹽害率（%）=（對照發芽率-鹽處理發芽率）/對照發芽率×100;

相對發芽勢（%）=鹽處理發芽勢/對照發芽勢×100;

相對發芽率（%）=鹽處理發芽率/對照發芽率×100;

相對發芽指數（%）=鹽處理發芽指數/對照發芽指數×100。

根據相對鹽害率劃分耐鹽性級別。1級：耐鹽性很強（相對鹽害率<20%）;3級：耐鹽性強（20%≤相對鹽害率<40%）;5級：耐鹽性中等（40%≤相對鹽害率<60%）;7級：耐鹽性弱（60%≤相對鹽害率<80%）;9級：耐鹽性很弱（相對鹽害率≥80%）[7]。

利用模糊數學隸屬函數法分別計算相對發芽率、相對發芽勢和相對發芽指數的隸屬函數值[5]，再求取平均隸屬函數值進行不同辣椒種質資源的耐鹽性評價。計算公式：

1.4 數據分析

采用 WPS Execl 2007軟件進行數據統計與作圖。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對100份辣椒種質資源種子發芽率的影響

由圖1可以看出，150 mmol/L NaCl脅迫下，PC17-7-1-1的種子發芽率最高，為96.00%，且與對照無明顯差異，耐鹽性最好;P174、PY48、PY351、PY353的種子發芽率較高，分別為94.67%、94.67%、92.67%、92.00%，明顯高于其它辣椒種質資源，略微低于對照，耐鹽性較強;PC99、豫椒101、P59-25、PY28、P295、P300、P336、PC195、PC285-1、PC329、PC335F3-1鹽脅迫下的種子發芽率均高于80%，也具有一定的耐鹽性;鹽脅迫下PC28、PC135、PC220-1、PC236-2、PC237-3、PC267-1、PC323F3的種子發芽率較低，與對照存在明顯差異，其中PC135的種子發芽率為零，耐鹽性最差。

2.2 鹽脅迫對100份辣椒種質資源種子發芽指數的影響

由圖2可以看出，150 mmol/L NaCl脅迫下，P174、P336、P358、PC17-7-1-1、PC19、PC195、PC285-1、PY28、PY48、PY351、PY353的種子發芽指數較高，分別為42.44、30.15、32.7、30.58、33.75、37.65、30.96、42.89、32.9、30.38、37.58，其中部分辣椒種質的發芽指數高于對照。表明這11份辣椒種子活力強，發芽速度快，耐鹽性也相對較強，其中PY28的發芽指數最高，耐鹽性表現最好。PC28、PC54、PC56、PC63-1、PC66、PC79、PC82-20、PC135、PC213、PC215、PC220-1、PC236-2、PC237-3、PC267-1、PC289-2、PC308、PC323F3、PC34-19、PC357F3、PC362F3鹽脅迫下的發芽指數均在5以下，種子活力較低、發芽速度也相對緩慢，耐鹽性相對較弱。其中PC135、PC289-2、PC323F3、PC28的發芽指數均低于1，耐鹽性更弱。

2.3 鹽脅迫對100份辣椒種質資源種子發芽勢的影響

由圖3可以看出，150 mmol/L NaCl脅迫下，P174、P295、P336、P358、PC19、PC44、PC195、PC268-1、PC329、PY28、PY48、PY351、PY353的種子發芽勢相對較高，分別為92.67%、61.33%、67.33%、62.67%、66.00%、62.00%、78.67%、62.00%、60.67%、82.00%、76.67%、64.67%、72.00%。其中P174的種子發芽勢最強。PC54、PC66、PC79、PC82-20、PC267-1、PC34-19、PC357F3鹽脅迫下的種子發芽勢分別為4.00%、2.00%、0.67%、4.67%、2.00%、1.33%、3.33%，耐鹽性較弱。而PC28、PC135、PC220-1、PC236-2、PC237-3、PC289-2、PC323F3鹽脅迫下的種子發芽勢均為零。

2.4 鹽脅迫下100份辣椒種質資源種子的相對鹽害率及耐鹽分級

由表1可以看出，豫櫻1號、豫椒101、P24-7、P59-25、P174、P295、P300、P312、P336、P358、PC11-15、PC17-7-1-1、PC18-9、PC19、PC41-7、PC44、PC45、PC58、PC63-1、PC73-2、PC88、PC96、PC99、PC107-1、PC110-1-1、PC115-1、PC195、PC210、PC215、PC221-1、PC231、PC284-1-1、PC285-1、PC287、PC312、PC324F3、PC325F3、PC329、PC330F3-1、PC335F3-1、PC336F3-2、PC340F3、PC342F3、PC352-1、PY28、PY48、PY351、PY352、PY353種子的相對鹽害率均低于20%，耐鹽等級為1級，耐鹽性很強。P355、PC27、PC200-2、PC219-1、PC268-1、PC282、PC311F3-1、PC318-2、PC319、PC337F3、PC341F3-1、PC349F3、PC351-1、PC356F3、PC359F3的相對鹽害率介于20%～40%之間，耐鹽等級為3級，具有強耐鹽性。PC64、PC70-17、PC86-2、PC111、PC112-1、PC113-1-3、PC247-1、PC266、PC270、PC328、PC338-1、PC353F3、PC357F3種子的相對鹽害率介于40%～60%之間，耐鹽等級為5級，具有中等耐鹽性。PC32-1、PC54、PC56、PC68、PC79、PC82-20、PC213、PC236-2、PC236-3、PC242-2-1、PC246、PC289-2、PC320-1、PC34-19種子的相對鹽害率介于60%～80%之間，耐鹽等級為7級，具有弱耐鹽性。PC28、PC66、PC135、PC220-1、PC237-3、PC267-1、PC308、PC323F3、PC362F3的種子相對鹽害率均大于80%，耐鹽等級為9級，耐鹽性很弱。因此，供試100份辣椒種質資源中，由相對鹽害率得到的耐鹽等級與由種子發芽率、發芽指數及發芽勢得到的耐鹽資源存在一定差異。

2.5 鹽脅迫下100份辣椒種質資源的綜合性評價

由表2可以看出，PC215、PC115-1、P24-7、PC88、PC311F3-1、PC200-2、PC330F3-1、PC349F3、PC210、PY353的平均隸屬函數值排在前10位，其平均隸屬函數值分別為0.9840、0.8680、0.7659、0.7562、0.7256、0.6913、0.6885、0.6842、0.6756、0.6529。結合表1中PC311F3-1、PC200-2、PC349F3的耐鹽等級為3級這一結果，本研究得出，耐鹽性排名前10的辣椒種質資源分別為PC215、PC115-1、P24-7、PC88、PC330F3-1、PC210、PY353、PC311F3-1、PC200-2、PC349F3。PC308、PC236-2、PC66、PC289-2、PC220-1、PC28、PC267-1、PC323F3、PC237-3、PC135的平均隸屬函數值排在后10位，平均隸屬函數值分別為0.1023、0.1006、0.0844、0.0762、0.0433、0.0387、0.0295、0.0167、0.0054、0，其中PC135極不耐鹽。

3 討論與結論

土壤鹽分升高可抑制根系吸收水肥，嚴重影響蔬菜的生長發育[8，9]。它主要是通過降低土壤水勢，導致根系吸水困難，引起植物生理干旱而死亡，還可對植物產生離子毒害作用，破壞其正常生理代謝。因此，蔬菜耐鹽機理研究和耐鹽品種的培育具有重要意義[10]。本試驗選取100份辣椒種質資源，通過開展耐鹽性研究發現，豫櫻1號、豫椒101、P24-7、P59-25、P174、P295、P300、P312、P336、P358、PC11-15、PC17-7-1-1、PC18-9、PC19、PC41-7、PC44、PC45、PC58、PC63-1、PC73-2、PC88、PC96、PC99、PC107-1、PC110-1-1、PC115-1、PC195、PC210、PC215、PC221-1、PC231、PC284-1-1、PC285-1、PC287、PC312、PC324F3、PC325F3、PC329、PC330F3-1、PC335F3-1、PC336F3-2、PC340F3、PC342F3、PC352-1、PY28、PY48、PY351、PY352、PY353等49份辣椒種質資源的相對鹽害率均低于20%，具有很強的耐鹽性;通過對相對發芽率、相對發芽指數、相對發芽勢的隸屬函數值與相對鹽害率相結合進行分析得出，耐鹽性排名前10位的品種為PC215、PC115-1、P24-7、PC88、PC330F3-1、PC210、PY353、PC311F3-1、PC200-2、PC349F3;PC79、PC308、PC236-2、PC66、PC289-2、PC220-1、PC28、PC267-1、PC323F3、PC237-3、PC135的耐鹽性較弱，排在后10位;PC135的相對鹽害率為100%，平均隸屬函數值為零，耐鹽性最差。

賀軍民等[11]認為鹽脅迫會破壞細胞膜的結構和功能，導致細胞代謝紊亂，降低種子活力使其失去萌發能力。本試驗中，鹽脅迫下不耐鹽辣椒種質資源的種子發芽率、發芽勢及發芽指數均較低。這與Valenzuela-Vazquez等[12]研究得出的高濃度NaCl脅迫下，植物種子幼芽（胚）吸水困難，種子發芽率顯著降低的結果一致。種子萌發期的耐鹽性可反映該品種的耐鹽性[13]，加之該時期進行耐鹽性鑒定具有簡單易行、周期短等優點，現已成為作物耐鹽性鑒定的主要時期。李曉芬等[14]認為種子萌發期耐鹽性鑒定需要確定用于鑒定的NaCl濃度、耐鹽性指標和耐鹽評價體系。本研究發現PC17-7-1-1、PC99鹽脅迫下的種子發芽率與對照無明顯差異，相對鹽害率均為零，這可能是其受鹽濃度大小的影響較小或者是鑒定的鹽濃度過低所致。

植物對鹽脅迫的適應性反應是一個非常復雜的生理生態學問題，形態解剖、生理生化變化等都是緊密聯系在一起的，是綜合性的反應[15]。植物耐鹽性受多因素控制，不同植物的耐鹽機理不同，即使是同一植物在不同生長時期的耐鹽機制或方式也可能不盡相同[16]。通過研究植物抗鹽機理進行抗鹽或耐鹽新品種的培育，使其適應鹽漬土環境的做法越來越受到人們青睞[17]。而作為生物學措施基礎，對植物進行耐鹽能力評價和耐鹽機理研究均具有十分重要的意義[18]。

參 考 文 獻：

[1] 陳二影， 秦嶺， 楊延兵， 等. 鹽堿條件下不同谷子品種產量及相關特性的差異[C]// 2018中國作物學會學術年會論文摘要集. 2018.

[2] 周艷， 劉慧英， 王松， 等. 外源GSH對鹽脅迫下番茄幼苗生長及抗逆生理指標的影響[J]. 西北植物學報， 2016， 36（3）：515-520.

[3] 王繼榜. 我國辣椒產業現狀及發展趨勢綜述[J]. 安徽農學通報， 2013， 19（19）：64， 78.

[4] 鄭井元， 李雪峰， 周書棟， 等. 2017年度辣椒科學研究進展[J]. 中國蔬菜， 2018（5）： 9-15.

[5] 高晶霞， 顏秀娟， 吳雪梅， 等. 辣椒不同種質資源種子萌發期耐鹽性評價[J]. 北方農業學報， 2018， 46（6）：102-109.

[6] 郭春蕊. 鹽脅迫下辣椒種子萌發和幼苗生理生化特性的研究[D]. 新鄉： 河南科技學院， 2010.

[7] 張華文， 秦嶺， 王海蓮，等. 不同甜高粱品種（系）萌發期耐鹽性研究[J]. 山東農業科學， 2011（9）：30-32.

[8] 王為， 潘宗瑾， 潘群斌. 作物耐鹽性狀研究進展[J]. 江西農業學報， 2009，21（2）：30-33， 36.

[9] 李雪嶠， 王小娟， 朱白婢， 等. 海南不同類型耐鹽辣椒品種篩選[J]. 長江蔬菜， 2017（8）：49-53.

[10]楊少輝， 季靜， 王罡， 等. 鹽脅迫對植物影響的研究進展[J]. 分子植物育種， 2006， 4（Z1）：139-142.

[11]賀軍民， 佘小平， 張鍵. 番茄種子吸濕-回干處理對鹽脅迫傷害的緩解效應[J]. 園藝學報， 2000， ?27（2）：123-126.

[12]Valenzuela-Vazquez M， Picchioni G A， Murray L W， et al. Beneficial role of 1-methylcyclopropene for cut Lupinus havardii racemes exposed to ethephon[J]. HortScience， 2007， 42（1）：113-119.

[13]劉雪梅， 尚慶茂， 張志剛. 辣椒不同品種種子萌芽期耐低溫性及評價方法研究[J]. 中國生態農業學報， 2010， 18（3）：521-527.

[14]李曉芬， 尚慶茂， 張志剛. 多元統計分析方法在辣椒品種耐鹽性評價中的應用[J]. 園藝學報， 2008， 35（3）： 351-356.

[15]秦紅艷， 艾軍， 楊義明， 等. NaCl脅迫對不同葡萄品種Na+、K+吸收及分配的影響[J]. 吉林農業大學學報， 2013， 35（2）：192-197， 205.

[16]張艷亭. 谷子種質資源耐鹽性鑒定和耐鹽機理的研究[D]. 曲阜： 曲阜師范大學，2018.

[17]徐珊珊， 葉景學， 張廣臣. 鹽堿脅迫對辣椒種子萌發的影響[J]. 種子， 2011， 30（3）： 85-87， 90.

[18]胡宗英， 張紅香， 孫澤威. 鹽堿脅迫對農牧作物種子萌發的影響研究進展[J]. 中國種業， 2014（5）：21-23.