不同品種油用亞麻種子萌發期耐鹽性鑒定

趙東曉，董亞茹，孫景詩，耿兵，王照紅，王向譽，郭洪恩

（山東省蠶業研究所，山東 煙臺 264002）

油用亞麻又稱胡麻，是亞麻科（Linaceae）亞麻屬（Linum）一年生草本經濟作物，其種子含油量高，是我國重要的油料作物之一［1］。亞麻籽油富含人體必需的α-亞麻酸，具有抗腫瘤、抗血栓、降血脂、營養腦細胞和調節植物神經等功能［2］。此外，亞麻籽還富含木酚素、亞麻膠、多糖、果膠、膳食性纖維和多種優質蛋白，被廣泛應用于食品、醫藥、保健品、化妝品和工業領域［3］。

土壤鹽漬化是全球性難題之一［4］。中國是土壤鹽漬化危害嚴重地區，鹽漬土總面積為3 600萬公頃，其中鹽漬化耕地達920.9萬公頃，且面積仍在不斷擴大［5］。目前，我國西北、東北、華北等油用亞麻產區均不同程度地面臨嚴峻的土壤鹽漬化威脅。而篩選、培育和栽植優良耐鹽堿品種，是打破油用亞麻發展困境、改良和開發利用鹽堿地的有效措施之一。植物種子萌發期是整個生命周期中對脅迫環境最敏感的時期。研究表明，鹽堿地地表土壤的鹽濃度比地下土壤高2～10倍，因此種子萌發期面臨的鹽脅迫程度遠大于其它生長發育階段［6］。逆境中種子能否迅速、整齊、健壯地萌發成苗，是影響作物產量和品質的重要因素［7］。因此，種子萌發期的耐鹽性可在一定程度上反映植物耐鹽能力，是耐鹽植物篩選和鑒定的重要依據［8］。已有研究者針對纖用亞麻不同品種耐鹽性進行了篩選和評價［9，10］，但關于油用亞麻耐鹽性篩查的研究仍不多見。本研究利用不同濃度NaCl溶液對8個油用亞麻品種種子進行脅迫處理，分析不同處理對發芽指標的影響，并利用隸屬函數法對其萌發期耐鹽性進行綜合評價，以期為油用亞麻的抗鹽性栽培和育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試油用亞麻品種為天亞10號、張亞3號、隴亞9號、隴亞10號、隴亞11號、隴亞12號、隴亞13號、隴亞14號，均由中國農業科學院麻類研究所提供。

1.2 試驗方法

試驗于2016年10月至2017年4月在山東省蠶業研究所進行。挑選成熟飽滿、大小均一的油用亞麻種子，先用75%乙醇消毒20 min，再用無菌蒸餾水沖洗3～5次，后用無菌濾紙吸干種子表面水分。于滅菌培養皿（直徑為9 cm）中鋪放2張無菌濾紙，將消毒過的種子均勻擺放在濾紙上，每皿40粒，再加入10 mL滅菌NaCl溶液進行脅迫處理，以1/2 Hoagland營養液為對照（CK），每處理3皿。其中，NaCl脅迫濃度分別為50、100、150、200 mmol/L，均用1/2 Hoagland營養液配置。將處理完的培養皿封口后置于25℃、每天光照12 h條件下培養。

1.3 測定指標與方法

播種后每24 h調查1次種子發芽數（種子發芽標準為胚根突破種皮2 mm），連續調查6 d，并計算發芽勢、發芽率和發芽指數等指標。計算公式：

發芽勢（%）＝第3 d時發芽種子數/供試種子數×100 ；

發芽率（%）＝第6 d時發芽種子數/供試種子數×100 ；

發芽指數＝∑（Gt/Dt），式中Gt為發芽種子數，Dt為對應的發芽天數 ；

相對發芽勢＝（處理發芽勢/對照發芽勢）×100%；

相對發芽率＝（處理發芽率/對照發芽率）×100%。

于第6 d調查完成后，每培養皿隨機挑選5株幼苗，使用游標卡尺測量其下胚軸長。計算活力指數、相對下胚軸長。計算公式：

活力指數 ＝發芽指數×下胚軸長 ；

相對下胚軸長 ＝（處理下胚軸長/對照下胚軸長）×100%。

1.4 數據分析

利用模糊數學隸屬函數法［11］，采用150 mmol/L NaCl脅迫下的相對發芽勢、相對發芽率、發芽指數、活力指數和相對下胚軸長作為分析項目，計算隸屬函數值，并求取所有指標的平均隸屬函數值以對不同品種油用亞麻種子萌發期耐鹽性進行綜合分析。隸屬函數值計算公式：

式中，Fij為i品種j指標的測定值，Fjmax為所有品種中j指標的最大值，Fjmin為所有品種中j指標的最小值。

采用Microsoft Excel 2007軟件進行數據統計，用SPSS20.0軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度NaCl脅迫對油用亞麻種子萌發的影響

2.1.1 對發芽勢的影響 由表1可以看出，隨NaCl濃度的升高，除隴亞11號外，其它油用亞麻品種的種子發芽勢均下降，而隴亞11號的發芽勢在50 mmol/L NaCl脅迫下達到最大值且顯著高于CK。當NaCl濃度≤100 mmol/L時，張亞3號、隴亞9號、隴亞13號發芽勢與CK差異不顯著，天亞10號、隴亞12號、隴亞14號均顯著下降，隴亞10號僅在100 mmol/L NaCl脅迫下顯著降低。150 mmol/L NaCl脅迫下，天亞10號、張亞3號、隴亞9號、隴亞10號、隴亞11號、隴亞12號、隴亞13號、隴亞14號的發芽勢與CK相比分別顯著下降76.25%、35.62%、30.67%、50.00%、30.65%、47.89%、16.67%、45.24%。200 mmol/L NaCl脅迫下，除張亞3號外，其它品種的發芽勢均比CK下降50%以上，發芽勢受到嚴重抑制。

2.1.2 對發芽率的影響 由表1可以看出，50 mmol/L NaCl脅迫下，隴亞11號發芽率比CK高10.00%，差異達顯著水平；天亞10號、隴亞9號、隴亞13號與CK無明顯差異，其它品種的發芽率均低于CK，且均隨NaCl脅迫濃度的升高而下降。100 mmol/L NaCl脅迫下，除隴亞9號、隴亞10號、隴亞11號、隴亞12號、隴亞14號顯著下降外，其它品種發芽率均與CK無顯著差異。150 mmol/L NaCl脅迫下，天亞10號、張亞3號、隴亞9號、隴亞10號、隴亞11號、隴亞12號、隴亞13號、隴亞14號的發芽率與CK相比分別顯著下降33.75%、20.00%、11.25%、35.00%、7.14%、28.00%、3.75%、29.55%。200 mmol/L NaCl脅迫下除張亞3號和隴亞11號外，其它品種的發芽率均比CK顯著下降40%以上，同時各品種的發芽率均顯著低于CK。

2.1.3 對發芽指數的影響 由表1可以看出，50 mmol/L NaCl脅迫下，除隴亞11號發芽指數顯著高于CK外，其它品種均低于CK，其中天亞10號、隴亞9號、隴亞12號、隴亞13號、隴亞14號發芽指數下降顯著。當NaCl脅迫濃度≥100 mmol/L時，各品種發芽指數均顯著低于CK。150 mmol/L NaCl脅迫下，與CK相比，天亞10號、張亞3號、隴亞9號、隴亞10號、隴亞11號、隴亞12號、隴亞13號、隴亞14號的發芽指數分別顯著下降79.55%、49.38%、50.10%、50.50%、44.83%、59.47%、46.02%、45.88%。

2.1.4 對活力指數的影響 由表1可以看出，隨著NaCl濃度的升高，除隴亞11號活力指數呈現先上升后下降的趨勢外，其它品種活力指數均呈逐漸下降趨勢。50 mmol/L NaCl脅迫下，隴亞11號活力指數顯著高于CK。當NaCl脅迫濃度≥100 mmol/L時，各品種發芽指數均顯著低于CK。150 mmol/L NaCl脅迫下，與CK相比，天亞10號、張亞3號、隴亞9號、隴亞10號、隴亞11號、隴亞12號、隴亞13號、隴亞14號的發芽指數分別顯著下降92.19%、72.34%、87.91%、82.73%、83.68%、90.40%、87.24%、88.26%。

2.1.5 對下胚軸長的影響 由表1可以看出，隨著NaCl脅迫濃度的升高，除隴亞11號外，其它品種的下胚軸長均逐漸下降。50 mmol/L NaCl脅迫下，隴亞11號下胚軸長顯著高于CK，隴亞9號、隴亞12號、隴亞13號、隴亞14號的下胚軸長顯著下降，其它品種與CK無顯著差異。100 mmol/L NaCl脅迫下，除張亞3號外，其它品種下胚軸長均顯著低于CK。150 mmol/L NaCl脅迫下，與CK相比，天亞10號、張亞3號、隴亞9號、隴亞10號、隴亞11號、隴亞12號、隴亞13號、隴亞14號的下胚軸長分別顯著下降62.05%、45.48%、75.77%、65.01%、70.33%、76.16%、76.38%、78.37%。200 mmol/L NaCl脅迫下，各品種的下胚軸長受到更嚴重的抑制，難以成苗。

表1 不同濃度NaCl脅迫對油用亞麻種子發芽指標的影響

2.2 不同品種油用亞麻種子萌發期耐鹽性綜合評價分析

綜上可知，150 mmol/L NaCl脅迫時油用亞麻種子各項發芽指標均顯著下降，推測該濃度可能是油用亞麻種子萌發的敏感濃度，因此本試驗將150 mmol/L NaCl脅迫下各品種的相對發芽勢、相對發芽率、發芽指數、活力指數和相對下胚軸長作為種子萌發期耐鹽性評價的指標，得到油用亞麻種子萌發期指標隸屬函數值及耐鹽性綜合評價結果（表2）。隸屬平均值越大，品種的耐鹽性越強。供試8個油用亞麻品種種子萌發期耐鹽性從高到低依次為張亞3號、隴亞13號、隴亞9號、隴亞11號、隴亞10號、隴亞12號、隴亞14號、天亞10號。

表2 油用亞麻種子萌發期各發芽指標隸屬函數值及耐鹽性綜合評價

3 討論與結論

本試驗發現同一鹽脅迫濃度下，不同油用亞麻品種各項發芽指標的響應程度不同，表明不同品種種子萌發期受鹽脅迫抑制的程度不同，這在以往許多植物中得到驗證［12-14］。50 mmol/L NaCl脅迫下，僅有隴亞11號各項發芽指標顯著高于對照，說明該濃度可促進隴亞11號發芽，隴亞11號對低濃度鹽脅迫適應性較強。這可能是由于低濃度鹽脅迫提高了細胞膜的滲透調節功能和呼吸酶活性的緣故［14］。隨著NaCl脅迫濃度的增大，各品種發芽受抑制程度不斷增加，當NaCl濃度達到200 mmol/L時，各品種雖然仍能保持一定的發芽率，但胚根伸出種皮后出現頂端褐化現象，生長停滯，最終難以成苗。因此，植物不同組織或細胞對鹽脅迫的耐受性不同，這與前人在纖用亞麻［15］、小麥［16］、辣椒［17］、玉米［18］中的研究結果一致。

一般以植物各形態指標受抑制率為50%時的逆境程度來確定植物逆境脅迫臨界值［19］。本研究中，150 mmol/L NaCl脅迫下，與對照相比，不同品種的各項發芽指標受抑制率均超過50%，且差異均達到顯著水平，因此選用該濃度下的各項指標來評價油用亞麻耐鹽性。此外，單一指標并不能全面客觀地反映植物耐鹽性，需要對多種性狀指標進行綜合判斷［20］。同時，為了消除各品種間種子活力不同帶來的影響，本研究選擇用各項指標的相對值對不同品種油用亞麻萌發期耐鹽性進行綜合評價。這種評價方法也被應用在水稻［21］、番茄［22］、大豆［23］等多種植物中。因此，本研究采用的脅迫濃度、發芽指標和評價方法是合理的。

本研究得出8個油用亞麻品種種子萌發期耐鹽性從高到低依次為張亞3號、隴亞13號、隴亞9號、隴亞11號、隴亞10號、隴亞12號、隴亞14號、天亞10號。這可為油用亞麻耐鹽性品種的快速篩選提供一定參考。但油用亞麻種子萌發期耐鹽性是否與整個生命周期的耐鹽性一致還需要進一步研究。