作物杂志, 2018, 34(6): 27-35 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.06.005

遗传育种·种质资源·生物技术

不同基因型燕麦萌发期耐盐碱性分析及其鉴定指标的筛选

付鸾鸿, 于崧, 于立河, 薛盈文, 郭伟

黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省现代农业栽培技术与作物种质改良重点实验室,163319,黑龙江大庆

Analysis of Saline-Alkaline Tolerance and Screening of Identification Indexes of Different Oat Genotypes at the Germination Stage

Fu Luanhong, Yu Song, Yu Lihe, Xue Yingwen, Guo Wei

College of Agriculture, Heilongjiang Bayi Agricultural University/Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Modern Agricultural Cultivation and Crop Germplasm Improvement, Daqing 163319, Heilongjiang, China

通讯作者: 于立河,教授,主要从事麦类作物遗传育种与种质资源创新研究;于崧为共同通信作者,讲师,主要从事作物生理生态研究

收稿日期: 2018-05-8   修回日期: 2018-08-29   网络出版日期: 2018-12-15

基金资助: 国家公益性行业(农业)专项.  201303007
国家科技支撑计划项目.  2014BAD07B00
高校学成引进人才科研启动计划项目.  XYB2014-02
大庆地区燕麦品种的引进筛选及应用评定.  XC2017005

Received: 2018-05-8   Revised: 2018-08-29   Online: 2018-12-15

作者简介 About authors

付鸾鸿,硕士,主要从事燕麦遗传育种研究 。

摘要

为探究不同燕麦品种萌发期的盐碱胁迫耐性,筛选适宜于松嫩平原种植的燕麦品种,用NaHCO3胁迫模拟松嫩平原盐碱环境,对49份来自国内外不同地区的主栽燕麦品种进行了研究。试验测定了150mmol/LNaHCO3胁迫下燕麦种子的发芽率(GR)、发芽势(GP)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)、胚根鲜重(RFW)、胚芽鲜重(GFW)、胚根干重(RDW)、胚芽干重(GDW)、胚根长(RL)和胚芽长(GL)10个生长指标,运用不同方法对其进行数据分析,进而评定不同燕麦品种的耐盐碱等级。结果表明:通过对各生长指标的耐盐碱系数进行主分量分析,得到GP、RFW、RL相互独立的3个综合指标,涵盖了全部数据92.182%的信息量;通过隶属函数分析和聚类分析将49份燕麦品种分为4类,其中蒙燕1号、SX3、晋燕9号为高度耐盐碱品种,T6、T13等5个品种为耐盐碱品种,坝莜12号、SX2等29个品种为中度耐盐碱品种,HLJ 1、白燕7号等12个品种为盐碱敏感品种;由逐步回归分析方法得到最优回归方程D=-0.09+0.447GP+1.018RFW+0.366RL(R 2=1.000),可为快速筛选耐盐碱燕麦品种提供科学依据。

关键词: 燕麦 ; 萌发期 ; 耐盐碱性 ; 多元分析 ; 鉴定指标

Abstract

This study was to explore the salt alkaline bearing capacity of different oat cultivars at the germination stage and screen the oat cultivars which are well suited to grow in Songnen Plain. NaHCO3 stress was used to simulate the saline conditions of Songnen Plain. Forty-nine major oat cultivars were used in this research. Ten growth indexes, including germination rate (GR), germination potential (GP), germination index (GI), vitality index (VI), radicle fresh weight (RFW), plumule fresh weight (GFW), radicle dry weight (RDW), plumule dry weight (GDW), radicle length (RL), plumule length (GL) were measured under 150mmol/L NaHCO3 stress. Different analysis methods were used to analyze the experiment data to assess the grade of saline-alkaline tolerance of all 49 oat cultivars. The results showed that three independent comprehensive indexes, which included GP, RFW, RL, were obtained by principle component analysis of saline-alkaline tolerance coefficients of all growth indexes. The comprehensive indexes covered 92.182% of the information of all data; 49 oat cultivars were divided into four groups through subordinate function analysis and clustering analysis. Among them, Mengyan 1, SX3 and Jinyan 9 were highly resistant to saline-alkaline,T6, T13 and other three cultivars were salt-tolerant cultivars, Bayou 12, SX2 and other 27 cultivars were moderate tolerant to saline-alkaline, HLJ 1, Baiyan 7 and other 10 cultivars were sensitive to saline-alkaline. The best regression equation was obtained by stepwise regression analysis, D=–0.09+0.447GP+1.018RFW+0.366RL (R 2=1.000). It can provide a way for rapid screening of saline-alkali tolerant cultivars.

Keywords: Oat ; Germination stage ; Saline-alkaline tolerance ; Multiple analysis ; Identification index

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本文引用格式

付鸾鸿, 于崧, 于立河, 薛盈文, 郭伟. 不同基因型燕麦萌发期耐盐碱性分析及其鉴定指标的筛选[J]. 作物杂志, 2018, 34(6): 27-35 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2018.06.005

Fu Luanhong, Yu Song, Yu Lihe, Xue Yingwen, Guo Wei. Analysis of Saline-Alkaline Tolerance and Screening of Identification Indexes of Different Oat Genotypes at the Germination Stage[J]. Crops, 2018, 34(6): 27-35 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2018.06.005

我国现代盐渍化土壤总面积约为9 910万hm2,约占世界盐碱地面积的1/10[1]。盐碱制约着作物的正常生长,不同盐碱土壤成分和盐碱含量使作物的生长受到不同程度的胁迫。目前,盐碱地改良逐渐形成了以生物改良为主,以水利工程、化学、物理、农业工程等为辅的趋势,生物改良具有明显的生态效益和经济效益[2]。位于黑龙江省西南部的松嫩平原是我国重要的粮食主产区,但由于松嫩平原苏打盐碱土中含有大量的交换性Na+和较高浓度的CO32-和HCO3-[3],给植物的生长带来了负面的影响。因此利用生物措施改良该地区的盐碱土壤环境已成为一项重要的课题。

我国燕麦主要分布在东北、华北以及西北高寒地区[4],其中松嫩平原是重要的燕麦种植区之一[5]。燕麦具有一定的盐碱胁迫耐性[6],对盐碱土壤的改良具有重要的意义。基于该特点,展开燕麦耐盐碱品种筛选研究,将有利于选育耐盐碱燕麦品种并提高燕麦的种植水平。萌发期是种子生育期的开端,是决定种子整个生育期能否得以顺利延伸的关键[7,8]

陈新等[9]用NaCl溶液对278份裸燕麦进行萌发期胁迫处理,并进行了耐盐性综合评价,将裸燕麦品种分为高度耐盐、耐盐、中等耐盐、敏感、高度敏感5类,并得出在盐胁迫下,所有品种的根长和苗高都受到抑制。武俊英等[10]用NaCl和Na2SO4的复盐溶液对36份燕麦品种进行萌发期盐胁迫处理,将相对发芽率、相对发芽指数、相对简易活力指数、相对单株干重作为主要的耐盐指标,并发现在根系相对比较幼嫩的时候,地下部对盐分更敏感。但是,关于燕麦萌发期耐盐碱性分析及品种筛选的研究则鲜有报道,因此,本研究用NaHCO3胁迫模拟松嫩平原苏打盐碱生境,展开对不同基因型燕麦萌发期耐盐碱性鉴定及品种筛选工作,这有利于提高燕麦耐盐碱遗传资源的多样性,并为燕麦耐盐碱分子研究奠定基础。本研究运用相关性分析、主分量分析、隶属函数分析以及聚类分析相结合的方法,对49份燕麦品种进行了耐盐碱性综合评价,为选育适合于松嫩平原苏打盐碱地种植的燕麦品种提供理论参考,为耐盐碱基因的挖掘提供前提。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料来自中国的黑龙江、吉林、内蒙古、河北、山西5个省区和加拿大的主栽燕麦品种,共49份(表1)。其中编号1、5、9、13、22、24、29~31、36~49的品种为皮燕麦,其余品种为裸燕麦。

表1   供试燕麦品种及来源

Table 1  Provided oat cultivars and origins

编号Code品种Cultivar来源Origin编号Code品种Cultivar来源Origin
1HLJ 1中国黑龙江26坝莜13号Bayou 13中国河北
2白燕2号 Baiyan 2中国吉林27坝莜14号Bayou 14中国河北
3白燕3号 Baiyan 3中国吉林28坝莜18号Bayou 18中国河北
4白燕5号 Baiyan 5中国吉林29翼张燕4号Yizhangyan 4中国河北
5白燕7号 Baiyan 7中国吉林30张燕7号Zhangyan 7中国河北
6白燕8号 Baiyan 8中国吉林31张燕8号Zhangyan 8中国河北
7草莜1号 Caoyou 1中国内蒙古32SX1中国山西
8都燕3号 Duyan 3中国内蒙古33SX2中国山西
9定燕2号 Dingyan 2中国内蒙古34SX3中国山西
10定莜9号 Dingyou 9中国内蒙古35SX4中国山西
11晋燕8号 Jinyan 8中国内蒙古36T6加拿大
12晋燕9号 Jinyan 9中国内蒙古37T7加拿大
13蒙燕1号 Mengyan 1中国内蒙古38T8加拿大
14蒙燕2号 Mengyan 2中国内蒙古39T9加拿大
15同燕2号 Tongyan 2中国内蒙古40T10加拿大
16三分三Sanfensan中国内蒙古41T11加拿大
17远杂2号Yuanza 2中国内蒙古42T12加拿大
18燕科2号Yanke 2中国内蒙古43T13加拿大
19坝莜1号Bayou 1中国河北44T14加拿大
20坝莜3号Bayou 3中国河北45T15加拿大
21坝莜4号Bayou 4中国河北46T16加拿大
22坝燕6号Bayou 6中国河北47T17加拿大
23坝莜9号Bayou 9中国河北48T19加拿大
24坝燕11号Bayan 11中国河北49T20加拿大
25坝莜12号Bayou 12中国河北

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1.2 试验设计

本试验于2017年在黑龙江省八一农垦大学生物技术中心麦类作物实验室进行。试验采用培养皿纸上发芽法,从各品种中挑拣发育良好、外观相近的种子,置于1%的NaClO溶液中消毒20min,用蒸馏水反复冲洗干净并浸泡8h。将取出的种子用滤纸吸去表面水分,按每皿30粒的数量将种子均匀摆放在已灭菌的培养皿中。为明确不同基因型燕麦萌发期盐碱胁迫耐性的适宜筛选浓度,本研究进行了预备试验:选择浓度分别为0(CK)、50、100、150、200mmol/L的NaHCO3溶液对不同基因型燕麦进行萌发期胁迫处理,测定了发芽率、胚根长、胚芽长3项生长指标。分析得出,在150mmol/L NaHCO3胁迫下,不同基因型燕麦的各生长指标差异最为明显,因此本研究选择该浓度为处理浓度;将3mL浓度为150mmol/L的NaHCO3溶液加入培养皿中,以蒸馏水为对照,将培养皿一起放入20℃的人工气候箱[光照强度150µmol/(m2·s),光照12h/黑暗12h,相对湿度50%]内进行恒温培养。试验期间采用称重法每隔24h向培养皿中滴加水分以保持胁迫浓度不变。

1.3 测定项目与方法

每天定时统计种子发芽数(以胚根突破种皮为萌发标准),第7天计算发芽率。第8天在培养皿中随机选10株幼苗,每个处理3次重复。将胚根与胚芽分离,测定胚根、胚芽的长度和鲜重,然后将胚根、胚芽置于80℃的鼓风干燥箱中烘至恒重,进而测定干重。发芽率(germination rate,GR)=G7/30×100%发芽势(germination potential,GP)=G3/30×100%发芽指数(germination index,GI)=$\sum \frac{G_{t}}{D_{t}}$(Gt为第t天的发芽数,Dt为相应的发芽日数)活力指数(vitality index,VI)=胚芽干重×发芽指数

1.4 数据处理与统计分析

本试验用Excel 2003对各生长指标值进行处理,得到平均数及耐盐碱系数(saline-alkaline tolerance coefficient,SATC),并用SPSS 22.0对数据进行方差分析、相关性分析、主分量分析以及聚类分析等。耐盐碱系数=盐碱胁迫处理值/对照值×100%对耐盐碱系数进行主分量分析,得到3个主分量及贡献率。将3个主分量的耐盐碱系数进行隶属函数分析,得到加权隶属函数值D,据此可对不同燕麦品种进行耐盐碱性等级评定。U(Si)=$\frac{S_{i}-S_{i\ min}}{S_{i\ max}-S_{i\ min}}$×100%(i=1,2,...,n-1,n;U(Si)∈[0,1]) (1)Si:第i个主分量的耐盐碱系数;U(Si):第i个主分量耐盐碱系数的隶属函数值;Si max:第i个主分量的耐盐碱系数最大值;Si min:第i个主分量的耐盐碱系数最小值。Wi=$\sum^{n}_{i=1}$ (i =1,2,...,n-1,n) (2)Wi:第i个主分量耐盐碱系数的权重;Pi:第i个主分量耐盐碱系数的贡献率。D=$\sum^{n}_{i=1}$ (i=1,2,...,n-1,n) (3)D:加权隶属函数值,即综合评价值。

2 结果与分析

2.1 各单项指标的耐盐碱系数及相关关系分析

表2中F值可知,在150mmol/L NaHCO3溶液处理下,不同燕麦品种各生长指标间存在显著性差异,各组均值间的差异有统计学意义。由于各生长指标的耐盐碱系数均小于1,且变化幅度各不相同,可见用其中任意一个单项指标的耐盐碱系数来评价燕麦的盐碱胁迫耐性都不够准确。

表2   生长指标的耐盐碱系数及方差分析(F值)

Table 2  Saline-alkali tolerance coefficients and variance analysis of growth indexes (F-value)

品种编号Cultivar codeGRGPGIVIRFWGFWRDWGDWRLGL
10.1860.2050.2080.1440.1220.3740.0630.6920.0510.285
20.2560.1480.1200.0360.0520.1380.0680.2990.0690.105
30.4240.2140.1940.1180.0940.3670.1330.6060.2930.263
40.7380.5830.3850.1760.1130.2300.1030.4580.0320.164
50.2180.1620.1500.1200.1350.5790.1010.8030.0620.369
60.3560.3560.3600.1480.0860.2810.0670.4100.0730.206
70.7760.7240.5650.3250.0590.2870.0520.5750.0310.210
80.7380.6790.6800.3420.1250.2610.1190.5030.0840.144
90.1740.1530.1610.0870.1070.2780.0670.5440.0670.164
100.5490.5710.3760.2150.0750.2810.0520.5710.0710.186
110.6510.5530.5370.3460.2070.2470.1340.6440.0710.271
120.6550.4520.3860.2480.5450.5380.4980.6440.1500.476
130.6950.4670.3950.3130.5250.6180.5540.7930.3630.617
140.6900.6710.6180.2790.0640.2150.1000.4510.0320.122
150.5070.5070.4420.2450.0820.2920.0730.5540.0700.168
160.6390.5490.4590.2220.0580.2180.0400.4830.0480.112
170.7610.6250.4950.3710.0450.4040.0510.7490.0180.275
180.6220.5440.4920.2590.0560.2720.0360.5260.0360.161
190.6850.5860.5190.2990.0920.4160.0800.5750.0760.252
200.8680.8030.6620.2210.0390.1800.0380.3330.0130.118
210.8200.7870.6990.4250.0570.2640.0670.6080.0530.156
220.3800.1300.1840.1960.1110.6970.1031.0660.0700.505
品种编号Cultivar codeGRGPGIVIRFWGFWRDWGDWRLGL
230.7160.6590.5350.2890.1780.4270.2030.5410.0680.245
240.4330.4240.3850.2000.2880.2960.2020.5200.1260.250
250.5840.4940.3580.1210.0830.1780.0650.3370.0550.106
260.8260.7210.6820.2850.1250.2460.0940.4170.0370.168
270.8000.6220.4740.3110.2720.4460.2940.6550.1310.381
280.3070.2530.1700.0530.0430.1590.0410.3110.0610.089
290.3540.2410.2230.1800.2350.6670.2440.8090.0880.420
300.6250.2870.2970.2230.4220.6200.3710.7510.2380.511
310.7390.5060.3790.3380.1280.7070.1210.8910.0470.593
320.4100.3460.2750.1430.0470.2740.0400.5200.0400.150
330.6480.5400.5000.2270.0740.2080.0630.4540.0240.137
340.9330.8990.7830.5110.4050.4820.4220.6520.1580.368
350.5180.4940.4870.2930.0570.4140.0500.6020.0450.372
360.8650.7730.6480.4090.2560.5060.2800.6310.0690.294
370.7130.5150.4780.3480.1540.6120.1010.7280.0280.355
380.2270.2390.1830.1310.0370.3860.0340.7140.0210.227
390.3480.2880.2910.2430.3750.8130.3200.8330.0640.615
400.3030.2410.2270.1400.0780.4060.0620.6160.0300.300
410.2840.2930.2370.2120.0640.4110.0350.8940.0200.441
420.6270.6430.5850.3520.1660.4510.1090.6020.0200.344
430.5330.4670.4230.4090.3960.8080.2020.9660.0440.471
440.5560.5580.4890.3410.1290.5610.1210.6980.0350.446
450.7290.5710.5280.4600.4510.6240.3170.8720.0590.343
460.1470.1910.1400.0840.0270.4670.0330.6000.0170.304
470.5760.5000.4560.3420.2540.6510.2710.7500.0330.413
480.4190.3410.3260.2510.1560.5120.1640.7710.0240.319
490.2240.2930.2530.1720.0310.5700.0290.6780.0200.535
F6.5545.0036.0463.63223.040139.93132.1574.46927.093167.977

Note: α=0.05; GR: germination rate; GP: germination potential; GI: germination index; VI: vitality index; RFW: radicle fresh weight; GFW: plumule fresh weight; RDW: radicle dry weight; GDW: plumule dry weight; RL: radicle length; GL: plumule length. The same below

注:α=0.05;GR:发芽率;GP:发芽势;GI:发芽指数;VI:活力指数;RFW:胚根鲜重;GFW:胚芽鲜重;RDW:胚根干重;GDW:胚芽干重;RL:胚根长;GL:胚芽长。下同

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表3可知,各耐盐碱系数间存在着显著或极显著的相关性,它们提供的信息是重叠的,这不利于获得客观而准确的试验结果,所以本研究运用了多种分析方法对此进行了完善。

表3   耐盐碱系数间的相关关系

Table 3  Correlations among saline-alkali tolerance coefficients

指标IndexGRGPGIVIRFWGFWRDWGDWRLGL
GR1
GP0.919**1
GI0.891**0.966**1
VI0.771**0.768**0.816**1
RFW0.2780.1070.1550.444**1
GFW-0.072-0.210-0.1550.345*0.589**1
RDW0.330*0.1480.1770.419**0.953**0.541**1
GDW-0.116-0.244-0.1900.356*0.435**0.872**0.365**1
RL0.123-0.092-0.0750.0270.583**0.1840.676**0.1191
GL-0.084-0.228-0.1840.2790.596**0.909**0.580**0.817**0.324*1

注:**. P<0.01;*. P<0.05

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2.2 主分量分析

本试验对各生长指标的耐盐碱系数进行了主分量分析,以便最大程度地反映原有信息。由表4可知,萌发期前3个综合指标(comprehensive index,CI)的贡献率分别为42.399%、35.826%、13.957%,累计贡献率达92.182%,高度概括了大部分信息。由因子负荷量可看出,CI1中系数较大的前3个指标依次为胚根鲜重、胚根干重、活力指数,CI2的为发芽势、发芽指数、发芽率,CI3的为胚根长、胚芽干重、胚根干重,由此得出胚根鲜重、发芽势、胚根长可作为燕麦萌发期耐盐碱性的鉴定指标。

表4   因子载荷矩阵

Table 4  Component matrix

主分量
Principle component
特征根
Eigenvalue
贡献率(%)
Contribution rate
累计贡献率(%)
Cumulative contribution
因子负荷量Factor loading
GRGPGIVIRFWGFWRDWGDWRLGL
CI14.24042.39942.3990.5070.3470.3950.7440.8630.7260.8600.6230.4780.725
CI23.58335.82678.2250.8110.9220.8950.542-0.166-0.537-0.127-0.531-0.219-0.564
CI31.39613.95792.182-0.0410.0800.1030.320-0.3330.362-0.4280.483-0.7510.228

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2.3 不同燕麦品种耐盐碱性综合评价

2.3.1 综合指标的隶属函数值 根据(1)式计算49份燕麦品种3个主分量(CI1、CI2、CI3)的隶属函数值。以表5中CI3为例,在150mmol/L NaHCO3处理下,蒙燕1号(编号13)的U(S3)值最大为1,表明其在CI3上表现的耐盐碱性最强,而坝莜3号(编号20)的U(S3)值最小(0),表明其在CI3上表现的耐盐碱性最弱。

表5   不同燕麦品种的权重、隶属函数值、D值及综合评价

Table 5  The weight, subordinative function value, D value and comprehensive assessment of different oat cultivars

品种编号Cultivar codeU(S1U(S2U(S3D值Dvalue耐盐碱等级Grade of saline-alkaline tolerance
10.1840.0980.1080.145弱Weak
20.0480.0240.1600.054弱Weak
30.1310.1090.8010.209中Middle
40.1660.5890.0530.297中Middle
50.2090.0420.1400.142弱Weak
60.1140.2940.1710.184中Middle
70.0620.7720.0510.305中Middle
80.1900.7140.2030.372中Middle
90.1550.0300.1540.112弱Weak
100.0940.5730.1670.268中Middle
110.3490.5500.1660.395中Middle
121.0000.4190.3920.722强Strong
130.9610.4381.0000.786强Strong
140.0710.7040.0550.287中Middle
150.1080.4900.1620.246中Middle
160.0600.5450.0990.231中Middle
170.0350.6440.0140.242中Middle
180.0570.5380.0660.224中Middle
190.1250.5930.1800.293中Middle
200.0230.8750.0000.313中Middle
210.0590.8540.1130.340中Middle
220.1640.0000.1620.107弱Weak
品种编号Cultivar codeU(S1U(S2U(S3D值Dvalue耐盐碱等级Grade of saline-alkaline tolerance
230.2910.6880.1560.410中Middle
240.5040.3820.3230.439中Middle
250.1080.4740.1210.236中Middle
260.1890.7690.0690.373中Middle
270.4730.6400.3370.513强Strong
280.0320.1600.1380.090弱Weak
290.4010.1440.2140.289中Middle
300.7630.2040.6420.555强Strong
310.1960.4890.0980.284中Middle
320.0380.2810.0770.127弱Weak
330.0910.5330.0310.236中Middle
340.7301.0000.4150.782强Strong
350.0580.4730.0900.205中Middle
360.4420.8360.1590.541强Strong
370.2460.5010.0440.307中Middle
380.0190.1420.0240.062弱Weak
390.6720.2050.1470.444中Middle
400.0990.1440.0480.108弱Weak
410.0720.2120.0200.114弱Weak
420.2690.6670.0210.374中Middle
430.7130.4380.0890.539强Strong
440.1970.5570.0640.304中Middle
450.8190.5730.1320.646强Strong
460.0000.0800.0130.029弱Weak
470.4390.4810.0560.404中Middle
480.2500.2740.0330.230中Middle
490.0090.2120.0200.080弱Weak
权重Weight0.5280.3440.128

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2.3.2 综合指标的权重 由CI1、CI2、CI3的贡献率,根据公式(2)可求出权重,分别为0.528、0.344、0.128(表5)。2.3.3 耐盐碱性的综合评价 根据(3)式计算加权隶属函数值D,进而对49份燕麦品种进行耐盐碱等级评定。由表5可见加权隶属函数最大值为0.786,对应蒙燕1号(编号13),表明其耐盐碱性最强;加权隶属函数最小值为0.029,对应T16(编号46),可见其耐盐碱性最弱。采用组间连接距离聚类法对加权隶属函数值进行聚类分析,将49份燕麦品种分为4类(图1)。

图1

图1   49份燕麦品种的聚类图

Fig.1   Clustering diagram of 49 oat cultivars


第Ⅰ类:蒙燕1号、SX3、晋燕9号,共3个高度耐盐碱品种。第Ⅱ类:T6、T13、张燕7号、坝莜14号、T15,共5个耐盐碱品种。第Ⅲ类:坝莜12号、SX2、三分三、T19、燕科2号、同燕2号、远杂2号、白燕3号、SX4、白燕8号、草莜1号、T14、T7、坝莜3号、蒙燕2号、翼张燕4号、张燕8号、白燕5号、坝莜1号、定莜9号、坝莜4号、坝燕11号、T9、坝莜13号、T12、都燕3号、坝莜9号、T17、晋燕8号,共29个中度耐盐碱品种。第Ⅳ类:HLJ 1、白燕7号、坝燕6号、T10、定燕2号、T11、SX1、白燕2号、T8、坝莜18号、T20、T16,共12个盐碱敏感品种。150mmol/L NaHCO3胁迫处理下不同燕麦品种的发芽情况见封底。2.3.4 综合评价的回归模型 为明确生长指标与盐碱胁迫耐性的关系,将各生长指标的耐盐碱系数作为自变量、加权隶属函数值作为因变量,建立了最优回归方程:D=-0.09+0.447GP+1.018RFW+0.366RL,可见发芽势、胚根鲜重、胚根长对燕麦盐碱胁迫耐性有显著影响。由表6可得此方程的平均拟合精度为99.998%,可见发芽势、胚根鲜重、胚根长对燕麦盐碱胁迫耐性影响明显,可用于盐碱胁迫耐性的评价。

表6   回归方程的精度分析

Table 6  Accuracy analysis of regression equation

品种编号Cultivar code原始值
Original value
拟合值
Fitting value
拟合误差
Fitting error
拟合精度(%)
Fitting precision
10.1450.1450.00099.999
20.0540.0540.00099.997
30.2090.2090.00099.999
40.2970.2970.00099.999
50.1420.1420.00099.999
60.1840.1840.00099.999
70.3050.3050.00099.999
80.3720.3720.00099.999
90.1120.1120.00099.999
100.2680.2680.00099.998
110.3950.3950.00099.999
120.7220.7220.00099.999
130.7860.7860.00099.999
140.2870.2870.00099.999
品种编号Cultivar code原始值
Original value
拟合值
Fitting value
拟合误差
Fitting error
拟合精度(%)
Fitting precision
150.2460.2460.00099.999
160.2310.2310.00099.999
170.2420.2420.00099.999
180.2240.2240.00099.999
190.2930.2930.00099.999
200.3130.3130.00099.999
210.3400.3400.00099.999
220.1070.1070.00099.998
230.4100.4100.00099.999
240.4390.4390.00099.999
250.2360.2360.00099.999
260.3730.3730.00099.999
270.5130.5130.00099.999
280.0900.0900.00099.995
290.2890.2890.00099.999
300.5550.5550.00099.999
310.2840.2840.00099.998
320.1270.1270.00099.996
330.2360.2360.00099.999
340.7820.7820.00099.999
350.2050.2050.00099.999
360.5410.5410.00099.999
370.3070.3070.00099.999
380.0620.0620.00099.999
390.4440.4440.00099.999
400.1080.1080.00099.998
410.1140.1140.00099.997
420.3740.3740.00099.999
430.5390.5390.00099.999
440.3040.3040.00099.999
450.6460.6460.00099.999
460.0290.0290.00099.989
470.4040.4040.00099.999
480.2300.2300.00099.999
490.0800.0800.00099.996

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3 讨论

关于盐碱土壤的治理,耐盐碱品种选育是一种有效的方法[11]。作物的盐碱胁迫耐性是受多个数量性状基因座调控的复杂性状[12],且该特性在不同生长时期的表现也不完全相同[13]。萌发期是作物生长发育的关键时期[14],本研究选择萌发期进行作物耐盐碱性分析,可实现燕麦耐盐碱性的早期快速评价,为耐盐碱品种选育提供理论参考。

本研究通过主分量分析得出发芽势、胚根长、胚根鲜重是燕麦萌发期耐盐碱性的主要鉴定指标。发芽势是考量种子发芽速度和整齐度的指标[15],当发芽率一致时,发芽势高的种子拥有更旺盛的生命力[16],更有利于农业生产。本研究认为发芽势比发芽率能更很好地鉴定燕麦的耐盐碱特性,这与祁栋灵等[17]的研究结果一致。在150mmol/L NaHCO3胁迫下,燕麦各生长指标处理值与对照值相比都有不同程度的下降,且根的指标值下降幅度明显大于芽的指标值,这说明胚根比胚芽对盐碱胁迫更敏感,这与前人[18,19,20]的研究结果有相似之处。在作物耐盐碱性鉴定指标的筛选方面,孙璐等[19]将根长、叶重、发芽率作为评价高粱盐碱胁迫耐性的主要指标;任丽彤等[21]将发芽率、发芽指数、活力指数作为小黑麦耐盐性的鉴定指标;李士磊等[22]将胚根长、发芽势、发芽率、胚芽长、胚芽鲜重作为春小麦耐盐性的评价指标。由此可见,本研究筛选出的燕麦耐盐碱性鉴定指标与前人的研究有着相似之处。本研究通过隶属函数分析和聚类分析,将49份不同基因型燕麦分为高度耐盐碱品种、耐盐碱品种、中度耐盐碱品种和盐碱敏感品种4类,并由逐步回归分析得到最优回归方程,简化了燕麦盐碱胁迫耐性的评价工作。

在试验材料的选择方面,本研究选用了49份来自国内外不同地区的主栽燕麦品种,虽然它们的遗传背景多样,但本研究为各品种创造了一致的试验环境,将试验偏差降到最低;在燕麦耐盐碱性的评价方面,本研究运用多种分析方法相结合,避免了使用单一方法的不足,这也体现了综合评价的意义与价值。本研究进行的燕麦耐盐碱性鉴定及品种筛选工作仅针对萌发期,可见该研究还有很大的拓展空间,譬如对燕麦其他生育阶段的耐盐碱性研究、燕麦耐盐碱生理生化响应机制的研究、燕麦耐盐碱分子水平上的研究等,通过更全面综合的评价与分析而获得最有利于农业高产的燕麦品种。

4 结论

本研究探讨了49份不同基因型燕麦萌发期的盐碱胁迫耐性,通过主分量分析筛选出发芽势、胚根鲜重及胚根长3个主要的鉴定指标,通过隶属函数分析和聚类分析将49份燕麦品种分为4类,其中蒙燕1号、SX3、晋燕9号为高度耐盐碱品种,T6、T13等5个品种为耐盐碱品种,坝莜12号、SX2等29个品种为中度耐盐碱品种,HLJ 1、白燕7号等12个品种为盐碱敏感品种。试验得到最优回归方程D=-0.09+0.447GP+1.018RFW+0.366RL,可为快速筛选适宜于盐碱地种植的燕麦品种提供科学依据。

The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

李文昊, 王振华, 郑旭荣 , .

新疆绿洲盐碱地滴灌条件下地下水局部动态对荒地盐分的影响

干旱区研究, 2016,33(5):1110-1118.

DOI:10.13866/j.azr.2016.05.27      URL     [本文引用: 1]

为探究新疆绿洲盐碱地应用滴灌技术导致局部地下水位的提升和地下水矿化度的增加是否对附近荒地水分和盐分产生影响。以新疆北部典型绿洲原生盐碱地(下野地灌区)滴灌农田之间荒地为例,于2009—2013年连续5 a进行定位监测,分析土体内不同时期盐分、水分及离子含量的变化。发现荒地0~140 cm土体含盐量和含水率在棉花生育期至冻融期呈"弦式"周期性变化,含盐量在棉花生育期初至生育期末递增,冻融前至消融后递减;含水率的变化趋势与之相反。受滴灌棉田灌溉的影响,棉田地下水位随棉花生育期进程逐步提升,缩短了周边荒地上升毛管水的传导路径,为地下水矿化度的增加提供了相对充足的盐分来源,土体盐分在周边棉花生育期结束后的增加量大于越冬期冻融对其的淋洗量。年际间0~140 cm土体内储盐量以1 179.05 g·a-1的速度递增,盐分的组成离子以Ca~(2+)、Cl~-、Na~+、Mg~(2+)的增加为主。

杨传宝, 倪惠菁, 李善文 , .

白杨派无性系苗期对NaHCO3胁迫的生长生理响应及耐盐碱性综合评价

植物生理学报, 2016,52(10):1555-1564.

[本文引用: 1]

Wang L X, Fang C, Wang K .

Physiological responses of Leymus Chinensis to long-term salt,alkali and mixed salt-alkali stresses

Journal of Plant Nutrition, 2015,38:526-540.

DOI:10.1080/01904167.2014.937874      URL     [本文引用: 1]

徐长林 .

高寒牧区不同燕麦品种生长特性比较研究

草业学报, 2012,21(2):280-285.

DOI:10.11686/cyxb20120236      URL     Magsci     [本文引用: 1]

在东祁连山高寒牧区,对11种燕麦品种的物候期、株高、分蘖数、产量及茎叶比等进行比较研究。结果表明,在高寒牧区,丹麦444和青永久1号燕麦品种种子能成熟,适于种子和营养体生产;引进燕麦品种株高为130.6~155.7cm,株丛分蘖数为2.77个/株,干草产量为13.32~21.77t/hm<sup>2</sup>,分别是CK 的1.1~1.4倍、1.2倍和1.9~3.2倍;其中,青永久479、青永久52、察北、青永久489和加拿大燕麦具有较高叶片含量,约占总产草量的15%;青永久52、青永久440、察北、青永久479、青永久101、丹麦444 和青永久489 具较高的产量,约为18.10~21.77t/hm<sup>2</sup>。燕麦产量可用其与株高间线形模型犢=2849.445+32.523H (<em>R</em>=0.886,<em>P</em><0.01)估测,式中,Y 为干草产</br>量(g/m<sup>2</sup>),H 为植株高度(cm)。综合分析得知,青永久52、察北和青永久479燕麦品种具较高产量和叶片比,适于高寒牧区推广种植。

葛军勇, 臧华栋, 钱欣 , .

白城地区皮燕麦肥料效应与推荐施肥研究

作物杂志, 2015(3):98-103.

DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2015.03.019      URL     [本文引用: 1]

为明确燕麦需肥规律、探索吉林省白城地区皮燕麦最佳施肥量,以白燕7号皮燕麦品种为材料,依照"3414"试验设计原则,设置了氮磷钾三种肥料各4个梯度共14个处理,于2012-2013年定位研究不同施肥量对燕麦子粒产量的影响,并运用不同模型对结果进行分析。2年的大田试验结果表明,通过三元二次方程拟合得出N、P和K肥的推荐施用量分别为90、50和35kg/hm2(纯量,下同),燕麦子粒产量约为2 800~3 000kg/hm2;一元二次方程拟合结果表明,N、P和K肥推荐施用量分别为100、40、30kg/hm2,燕麦子粒产量介于2 800~3 150kg/hm2;通过经济效益分析得出,N、P、K施用量分别为90、45、0kg/hm2时经济效益最高,为6 100~6 300元/hm2。综合不同模型研究结果,白城地区白燕7号皮燕麦生产中,N肥的推荐施用量为90kg/hm2,P肥的推荐施用量为40~50kg/hm2,K肥可以不施或低量施用。

范远, 任长忠, 李品芳 , .

盐碱胁迫下燕麦生长及阳离子吸收特征

应用生态学报, 2011,22(11):2875-2882.

Magsci     [本文引用: 1]

在吉林白城地区盐碱土上监测了3个盐分胁迫水平下燕麦的生长动态及对土壤阳离子的吸收特征.结果表明: 在低度、中度和高度3个胁迫水平下燕麦地上部生长和产量构成因素没有显著差异,但根部干质量和根冠比随盐碱胁迫程度的加重而显著降低,在成熟期,中度和高度胁迫下的根冠比分别是低度胁迫下的77.2%和64.5%.3个胁迫水平下燕麦的K<sup>+</sup>/Na<sup>+</sup>和Ca<sup>2+</sup>/Na<sup>+</sup>在三叶期差异最大,而在抽穗期无显著差异.随着盐分胁迫程度的加重,燕麦的离子吸收选择性系数在灌浆期显著降低,而运输选择性系数无显著变化.因此,燕麦能够在一定程度上适应苏打碱土的盐碱胁迫,适应能力随着胁迫水平的增加而降低;燕麦根部生物量的减少和抽穗期较强的离子选择吸收能力可能有利于地上部的生长和产量构成.

Verma O P S, Yadava R B R .

Salt tolerance of some oats (Avena sativa L.) varieties at germination and seedling stage

Journal of Agronomy and Crop Science, 1986,156(2):123-127.

DOI:10.1111/j.1439-037X.1986.tb00016.x      URL     [本文引用: 1]

Soil salinity is the serious problem of the arid and semi-arid tracts of the world. It causes great losses to agriculture by lowering the yields of various crops. However, such soil may be utilized either after reclaimation or by growing tolerant plant species. The degree of salt tolerance varies not only with plant species but the different varieties of the same species show variation in salt tolerance. Germination and seedling stages have a bearing on plant development at later stages of growth and ultimately crop yield. Therefore, in the present investigation, twelve varieties of oats viz., Colabagh, Kent, JHO-801, JHO-802, JHO-810, JHO-815, JHO-816, S-3021, S-2688, Chauripatti, UPO-201 and Sierra were tested for their relative salt tolerance to increasing levels of salinity in those combination of salts which nearly exist in the natural salt affected soils. Seeds were sown in petri dishes and were exposed to five salinity (40, 80, 120, 160 and 200 me/L. of salts) levels. The germination percentage, root and shoot length and dry weight of the seedlings decreased with increase in salinity. In general, varieties JHO-815, JHO-802, JHO-816 and UPO-201 were found to be more tolerant at germination and seedling stages.

Khan A A, Rao S A, McNeilly T .

Assessment of salinity tolerance based upon seedling root growth response functions in maize (Zea mays L.)

Euphytica, 2003,131(1):81-89.

DOI:10.1023/A:1023054706489      URL     [本文引用: 1]

Root growth response of 10-days-oldseedlings of 100 maize accessions at, 0 mM, 60 mM, 80 mM and 150 mM NaCl concentration was assessed in solution culture. The non-linear least square method was used to quantify the salt tolerance of maize accessions. The estimated salinity threshold, Ct, the NaCl concentration at which root growth starts to decrease, C0, and C50, the concentrations at which roots stop growing and 50% of its control value revealed considerable differences between the accessions. No general consistency for tolerance was, however, found between the estimates of Ct and C50. Different genetic systems appeared to be involved in controlling the inheritance of Ct and C50.Both Ct and C50 appeared to quantify accession tolerance, and the expression of root growth as a function of NaCl concentrations provides a useful guideline for salt tolerance. Estimates of broad sense heritability for relative root length were moderate in size (0.62 to 0.82), suggesting the scope for enhancing salt tolerance in maize through selection and breeding.

陈新, 张宗文, 吴斌 .

裸燕麦萌发期耐盐性综合评价与耐盐种质筛选

中国农业科学, 2014,47(10):2038-2046.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.10.018      URL     Magsci     [本文引用: 1]

【目的】对来自不同生态区的278份裸燕麦种质在萌发期的耐盐性进行综合评价,以期为裸燕麦萌发期耐盐性的鉴定和评价提供方法指导,同时为裸燕麦耐盐育种的亲本选择提供丰富的耐盐材料。【方法】以1.2%NaCl水溶液进行盐胁迫,以蒸馏水培养为对照,利用培养皿纸上发芽法在人工气候培养箱中进行裸燕麦种质萌发期的耐盐性鉴定,培养条件为25℃恒温、相对湿度(70&plusmn;5)%、每天12 h光照(6:00&mdash;18:00)、光照强度150 &mu;mol?m-2?s-1。以胚根至少与种子等长、苗高不短于种子长的1/2为发芽标准,培养96 h时统计各供试种质的发芽势,培养168 h时统计各供试种质的最终发芽率并测量幼苗的最长初生根长和苗高,以发芽势、发芽率、根长、苗高4个性状来鉴定供试种质对盐胁迫的反应。以基于4个鉴定指标的耐盐系数为评价依据,根据各指标耐盐系数的隶属函数值的变异系数来分配各指标的权重,利用加权隶属函数法对供试278份裸燕麦种质进行综合评价,结合聚类分析对供试种质进行耐盐性级别划分。【结果】与正常条件相比,在1.2% NaCl胁迫下,除了SHX88和NM47以外,其他所有材料的发芽势和发芽率都降低;所有材料的根长和苗高都受到抑制。不同材料在4个鉴定指标上都表现出差异。根据加权隶属函数值和聚类分析,可将供试278份裸燕麦种质分为耐盐性不同的5个级别:17份材料高度耐盐(1级)、114份材料耐盐(2级)、106份材料中等耐盐(3级)、25份材料对盐胁迫敏感(4级)、16份材料对盐胁迫高度敏感(5级)。在4项鉴定指标中,发芽势和发芽率与萌发期耐盐性的关系最为密切,但发芽率在材料间的表现比发芽势更为稳定。【结论】发芽率可作为裸燕麦萌发期耐盐性快速鉴定或种质资源初步筛选的鉴定指标。加权隶属函数法对于裸燕麦种质耐盐性综合评价具有较好的应用价值。SHX75等17份高耐盐性裸燕麦材料可进一步用于耐盐机理研究、耐盐育种以及盐碱地栽培。

武俊英, 刘景辉, 翟利剑 , .

不同品种燕麦种子萌发和幼苗生长的耐盐性

生态学杂志, 2009,28(10):1960-1965.

Magsci     [本文引用: 1]

<p>用NaCl和Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>复盐溶液胁迫处理36个燕麦品种,采用培养皿纸上发芽法,进行种子萌发和幼苗的耐盐能力鉴定,通过分析盐胁迫对不同燕麦种子萌发及幼苗的影响,为燕麦品种耐盐性筛选、盐碱地燕麦栽培和耐盐育种提供理论参考。结果表明:盐分抑制种子的萌发和幼苗生长,低盐浓度(0.4%)适宜各类燕麦生长,对较耐盐的品种有促进萌发、生长的作用,盐浓度1.2%是鉴定燕麦耐盐性的适宜盐浓度;36个品种耐盐性差异较大,可划分为耐盐型、中度耐盐型、不耐盐型3类;燕麦不同品种及不同类型种子萌发的盐浓度范围达极显著差异,各耐盐指标对于燕麦耐盐性的体现存在一定的差异,发芽率、发芽指数、简易活力指数和单株干质量是主要的耐盐指标。</p>

高建明, 夏卜贤, 袁庆华 , .

高粱种质材料幼苗期耐盐碱性评价

应用生态学报, 2012,23(5):1303-1310.

URL     Magsci     [本文引用: 1]

采用Hoagland营养液砂培法,以NaCl和Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>组成的混合盐碱对高粱幼苗进行胁迫处理,建立高粱幼苗期耐盐碱评价方法,并评价了66份高粱种质材料的耐盐碱性.结果表明: 盐浓度在80~12.5 g&middot;L<sup>-1</sup>时,高粱耐盐碱品种&lsquo;TS-185&rsquo;与盐碱敏感品种&lsquo;Tx-622B&rsquo;在幼苗期的耐盐碱性差异明显,表明进行高粱幼苗期耐盐碱性评价时适宜的盐浓度范围为8.0~12.5 g&middot;L<sup>-1</sup>.在10.0和12.5 g&middot;L<sup>-1</sup> 2个盐浓度下,66份高粱种质材料的相对存活率、相对地上部鲜质量和相对株高的差异均达显著水平,表明不同品种的耐盐碱性不同.其中,&lsquo;三尺三&rsquo;为高度耐盐碱品种,&lsquo;MN-2735&rsquo;等16个品种为耐盐碱品种,&lsquo;EARLY HONEY&rsquo;等32个品种为中等耐盐碱品种,&lsquo;Tx-622B&rsquo;等16个品种为盐碱敏感品种,&lsquo;MN-4588&rsquo;为高度盐碱敏感品种.苏丹草类型高粱一般具有较高的耐盐碱性,而保持系对盐碱较为敏感.

马晓军, 金峰学, 杨姗 , .

作物耐盐碱数量性状基因座(QTL)定位

分子植物育种, 2015,13(1):221-227.

URL     [本文引用: 1]

盐碱胁迫,作为最严重的非生物逆境胁迫之一,多年来一直受到科研工作者的高度关注。本文综述了迄今为止作物耐盐碱QTL定位及克隆的研究进展,并基于两个实例简要地介绍了近年来转录组学、关联分析等最新技术相结合的应用于QTL分析。最后,本文指出传统QTL定位存在的问题,并展望了对未来作物耐盐碱QTL克隆及其后续的分子机理研究的发展前景

武俊英 .

燕麦耐盐生理特性及农艺措施调控研究

呼和浩特:内蒙古农业大学, 2009: 34-35.

DOI:10.7666/d.y1474294      URL     [本文引用: 1]

盐渍土壤的生物利用是提高土地利用率、改善生态环境行之有效的措施。燕麦在干旱、半干旱生态环境高度脆弱的地区具有广泛适应能力,是内蒙古的特色作物、绿色保健作物,对盐渍土改良具有很好的作用。本研究通过室内培养皿发芽法、防雨棚盆栽法进行,结合自然盐碱地田间试验法,从燕麦种子的耐盐性差异入手,研究了燕麦幼苗耐盐的生理生化特性,不同品种燕麦对盐胁迫的生长发育及生理生化差异,盐胁迫下营养因子、栽培和耕作措施对燕麦适应性和土壤盐分变化的影响,获得以下主要研究结果: 1.盐胁迫对燕麦种子萌发和幼苗生长有明显的抑制作用,对幼苗生长的抑制强于萌发,对根系的抑制强于幼叶。在0.4%盐浓度胁迫下,对燕麦种子萌发和幼苗生长具有一定的促进作用;2.0%是燕麦幼苗生长的临界盐浓度;3.2%是燕麦种子萌发的临界盐浓度。鉴定燕麦耐盐性强弱的适宜盐浓度是1.2%,主要指标是发芽率、发芽指数、简易活力指数、单株干重。供试的36个燕麦品种可分为耐盐型、中度耐盐型和盐敏感型三类,类型间种子盐溶蛋白和α-淀粉酶活性等指标的差异显著。 2.不同品种(系)燕麦对盐胁迫的生长发育及生理生化差异较大,随着盐胁迫的增强,对不同类型品种的形态抑制增强,叶片叶绿素含量降低;叶片相对质膜透性、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量增加;茎叶中Na+含量增加,K+/Na+值下降。中度耐盐类型以上品种可耐0.32%盐胁迫,所有品种均不耐0.68%盐胁迫。皮燕麦与裸燕麦的耐盐差异不明显。 3.盐胁迫对燕麦生长和生理特性有较大影响,0.2%含盐量对燕麦生长具有促进作用,燕麦生长可耐0.3%含盐量、出苗的致死盐浓度为1.0%、燕麦产量的极限盐浓度为0.7%;随着盐胁迫的加强,燕麦叶片叶绿素含量降低,光合速率下降,属于非气孔因素造成;盐胁迫下,燕麦幼苗叶片质膜透性增大、过氧化产物和渗透调节物质增加、保护酶活性增强。对盐分胁迫较敏感的渗透调节物质顺序是:游离脯氨酸可溶性糖可溶性蛋白、保护酶顺序是:CATPODSOD;燕麦根系对离子吸收和运输具有选择性,SK+,Na+(运输)明显高于SK+,Na+(吸收)。燕麦是通过将Na+贮藏在茎中适应盐胁迫;可反映燕麦幼苗耐盐特性的主要生理生化指标为:相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、CAT活性、叶绿素含量、Na+含量、Cl-含量、K+含量、K+/Na+值、叶面积、光合速率、产量。 4.通过燕麦生长、质膜及K+、Na+含量的研究得出,营养因子氮、磷、钙剂不同调控处理能够促进燕麦植株的生长发育,减弱盐胁迫对细胞质膜的损伤,不同程度增加燕麦植株体内K+含量、减少Na+含量,增加K+/Na+值,增加燕麦产量。燕麦耐盐性最优营养调控组合是高氮(2.00g/盆)低磷(0.65g/盆)加钙(10g/盆)处理(T5),在各处理中,燕麦表现出较强的耐盐性,K+/Na+值和产量最高。 5.翻耕、适宜播深、燕麦与其他作物混作、覆盖的栽培耕作措施可有效提高燕麦对盐碱地的适应能力,同时对耕层土壤可起到脱盐作用。通过形态指标、生理指标、K+/Na+值和选择性吸收及运输、产质量分析得出,不同措施的耐盐性表现为:混作单作、翻耕不翻耕、覆盖不覆盖。燕麦与苜蓿混作是盐碱地较好的种植模式,干物质积累迅速、膜损伤较小、叶片叶绿素含量较高,保持了较高的光合性能,产量形成较高,其次是翻耕7㎝播深,不翻耕7㎝播种接近于常规3㎝播种。9㎝和11㎝播深出苗率小于15.0%,不宜在盐碱地采用,覆盖处理的适宜播深为5~7㎝。盐胁迫致使产质量降低的指标顺序是:籽粒产量鲜草产量干草产量粗脂肪粗纤维。中度耐盐品种内农大莜1号的产质量高于盐敏感品种大燕麦。因此,盐碱地上采用耐盐品种、与苜蓿混作、翻耕7㎝播深和覆盖方法种植,可提高燕麦对盐碱的适应性,降低土壤耕层含盐量。 本研究可为盐渍土资源的利用、燕麦的耐盐育种和高产栽培提供理论基础。

伏兵哲, 兰剑, 李小伟 , .

PEG-6000干旱胁迫对16个苜蓿品种种子萌发的影响

种子, 2012,31(4):10-14.

DOI:10.3969/j.issn.1001-4705.2012.04.004      URL     [本文引用: 1]

采用不同浓度PEG-6000模拟干旱胁迫的方法对16个苜蓿品种种子萌发期的抗旱性进行比较,并对苜蓿萌发期抗旱性评价指标进行了筛选。研究结果表明:不同浓度PEG-6000胁迫对苜蓿种子的发芽率和发芽势均有抑制作用,随着胁迫强度的增强,种子的发芽率和发芽势明显下降。相对发芽率、相对发芽势和半致死水势(耐旱临界水势)可作为苜蓿品种萌发期耐旱性评价指标。根据发芽率、相对发芽势和半致死水势3个抗旱指标的评价结果,一致认为:苜蓿王、金皇后、爱菲尼特和德国德贝种子萌发期抗旱性较强,FGZT 106,敖汉和West blend抗旱性较弱。

黄玉梅, 张杨雪, 刘庆林 , .

水杨酸对盐胁迫下百日草种子萌发及幼苗生理特性的影响

草业学报, 2015,24(7):97-105.

DOI:10.11686/cyxb2014516      Magsci     [本文引用: 1]

以百日草品种&#x0201c;芳菲1号&#x0201d;为试材,在100 mmol/L NaCl胁迫处理下,研究了不同浓度(0, 0.5, 1.0, 1.5和2.0 mmol/L)水杨酸浸种对百日草种子萌发以及不同浓度水杨酸(SA)注根和叶面喷施对幼苗生长及生理特性的影响。结果显示,SA一定程度上可以缓解盐胁迫对百日草种子萌发和幼苗生长的影响。其中,0.5, 1.0, 1.5 mmol/L SA处理的种子具有较高的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数;幼苗株高、茎粗、根冠比增加;叶片叶绿素含量明显升高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性以及脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均变高,丙二醛(MDA)含量降低。表明0.5~1.5 mmol/L的SA处理通过促进百日草叶片叶绿素合成,保护其光合作用,维持了植物的正常生长;同时,通过调节百日草抗氧化及抗渗透胁迫能力,有效缓解了盐毒害,尤其以1.0 mmol/L效果最佳,2.0 mmol/L的SA处理未见有明显缓解。

夏新迪 .

不同品种玉米对砷胁迫的生理反应特性研究

沈阳:沈阳农业大学, 2016: 28.

URL     [本文引用: 1]

砷(As)是重金属污染中所涉及的主要元素之一,As毒性强,不仅会造成土壤严重污染导致农产品的产量和质量下降,甚至被植物吸收积累并通过食物链的迁移最终被人体吸收危害身体健康。目前关于As在土壤中分布及影响因子作用过程研究有一定的报道,但是关于As与植物吸收之间的关系及其对植物生理生化作用的影响机制还鲜有研究。因此,本文以辽宁地区的主要作物之一的玉米为供试材料,通过选取对As积累差异明显的3组玉米品种,每组选择2个典型。通过水培实验研究As胁迫下玉米生长发育、理化特性受到的影响及对超微结构做出比较和讨论,探讨As在不同品种玉米体内的分布积累规律及与理化反应和超微结构改变间的关系,为低As积累玉米品种抗As毒害的机理研究提供理论依据,研究结果如下:1.As对不同品种玉米超微结构的影响玉米叶肉细胞受As毒害超微结构变化表现不同。As高积累品种细胞壁增厚并发生严重质壁分离,As低积累品种细胞壁增厚及质壁分离现象不显著;As低积累品种细胞膜模糊内陷,As高积累品种细胞膜严重溶解内陷;As高积累品种叶绿体破裂分散被膜断裂消融,基质稀疏,基粒片层和基粒类囊体无序散落膜质结构断裂溶解,As低积累品种细胞叶绿体肿胀被膜模糊,基粒片层和基粒类囊体排列紊乱;As低积累品种线粒体肿胀被膜结构模糊,As高积累品种线粒体肿胀及空泡化严重,被膜破碎消失;As高积累和低积累品种细胞核核仁均变形分散成多小核仁,染色质凝集空泡化,As高积累品种膜结构模糊溶解现象较As低积累品种更显著;As高积累品种内质网消失,而As低积累品种内质网肿胀模糊。2.As对不同品种玉米As吸收与积累的影响玉米对As的吸收表现为地下部分地上部分,As高积累品种根部吸收环境中As并在体内积累能力较强且As向地上部分转运能力较强,As低积累品种根部吸收环境中As并在体内积累能力较弱且As向地上部分转运能力较弱,而As积累水平中等的品种一种根部吸收环境中As和As向地上部分转运能力均介于As高积累和低积累品种之间,一种根部吸收环境中As能力较强但As向地上部分转运能力较弱。除玉米吸收环境中As能力外,As在玉米中向地上部分转运能力对玉米地上部分As积累起至关重要作用。3.As对不同品种玉米生长的影响低浓度的As促进不同品种玉米种子的发芽,高浓度的As对玉米种子发芽有显著抑制作用,品种间没有明显的差异。低浓度的As对As低积累品种玉米的株高、根长、根冠比和干物重有促进作用,对As高积累品种促进作用不显著;高浓度的As对其均有抑制作用。As积累能力不同品种的玉米生长情况的影响表现出品种间差异,As低积累品种的玉米形态上表现出更好的生长情况。4.As对不同品种玉米抗逆生长的影响随着As浓度的增加玉米叶片和根系质膜透性随之增大,品种间存在明显差异,As高积累品种的玉米更大浓度范围内保持较低的叶片和根系质膜透性。叶和根脯氨酸含量对As胁迫的响应均随浓度的增加先增高后降低,有明显品种差异,As低积累品种的玉米更大浓度范围内保持较高的脯氨酸含量,20-40mg/LAs超出了玉米的抗性调节能力。玉米叶和根可溶性蛋白含量对As胁迫的响应均随浓度的增加而减低,As积累能力越低的玉米品种叶片和根系维持体内可溶性蛋白合成和抵抗可溶性蛋白消耗能力越强。玉米叶可溶性糖含量随As浓度的增加先增加后降低,而根可溶性糖含量随As浓度的增加而降低,存在显著品种差异,As低积累品种能更大可能性的保持植物体内可溶性糖的合成和含量。玉米叶和根MDA含量随As浓度的增加而增高,存在显著品种差异,As低积累品种MDA积累量较少表现出更低水平As胁迫伤害。As胁迫显著增加了玉米叶和根部的NPT含量,存在显著品种差异,As低积累品种更大程度保持较高NPT含量,表现出更好的解毒能力。5.As对不同品种玉米抗氧化酶活性的影响随着As添加浓度的增加,玉米叶和根的SOD、POD活性均先增高后降低,玉米叶CAT活性先增高后降低,根CAT活性在高浓度下随浓度升高而降低,有显著的品种差异,As低积累品种更大程度保持较高抗氧化酶活性,表现出更好的As胁迫防御能力。可见,不同品种玉米在As胁迫下细胞超微结构及体内生理生化反应均具有显著差异。As高积累品种玉米超微结构破坏更严重,生理生化反应体现出较As低积累品种玉米更差的As抗性和As胁迫下解毒能力。

祁栋灵, 张三元, 曹桂兰 , .

水稻发芽期和幼苗前期耐碱性的鉴定方法研究

植物遗传资源学报, 2006,7(1):74-80.

DOI:10.3969/j.issn.1672-1810.2006.01.015      URL     [本文引用: 1]

通过采用4种不同浓度的Na2CO3模拟碱胁迫,以水稻发芽期发芽势和发芽率的相对碱害率以及幼苗前期的根数、根长和苗高的相对碱害率为鉴定评价指标,研究水稻发芽期和幼苗前期耐碱性鉴定的碱胁迫条件。结果表明,水稻发芽势对碱胁迫的反应较发芽率更为敏感;根长对碱胁迫的反应较苗高和根数更为敏感;幼苗前期对碱胁迫的反应较发芽期更为敏感。在0.15%或0.20%Na2CO3胁迫下水稻发芽势和发芽率的相对碱害率平均值、方差和变异幅度较大,且其分布均匀合理,可作为水稻发芽期耐碱性鉴定的碱胁迫条件;而在0.10%或0.15%Na2CO3胁迫下,幼苗前期根数、根长和苗高的相对碱害率以及综合相对碱害率的平均值、方差和变异幅度较大,且分布相对均匀合理,可作为水稻幼苗前期耐碱性鉴定的碱胁迫条件。在碱胁迫下,水稻发芽势、发芽率、根数、根长和苗高的表型值分别与它们自身的相对碱害率呈极显著的负相关;发芽率的相对碱害率与根数、根长和苗高的相对碱害率呈显著的正相关;发芽期的综合相对碱害率与幼苗前期的综合相对碱害率呈显著的正相关;因此,以水稻发芽期的耐碱性可间接判断水稻幼苗前期的耐碱性。

潘世驹, 李红宇, 姜玉伟 , .

寒地水稻幼苗期耐盐资源筛选

南方农业学报, 2015,46(10):1775-1779.

DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2015.10.1775      URL     [本文引用: 1]

【目的】通过水稻幼苗期耐盐性的比较,为寒地水稻耐盐资源筛选及育种提供参考。【方法】以123份苗期耐盐碱粳稻品种(系)为试验材料,以蒸馏水为对照,进行苗期150mmol/LNaCl处理,测量其芽长、根长和根数等指标,并对比分析各指标相对抑制率。【结果】盐胁迫下水稻幼苗芽长、根长与根数均极显著下降(P〈0.01,下同),相对抑制率表现为根长〉芽长〉根数。参试材料可分为强耐盐类型、中耐盐类型和弱耐盐类型,其中强耐盐类型芽长和根数抑制率极显著低于中耐盐和弱耐盐类型,而根长抑制率与其他类型无显著差异(P〉0.05)。强耐盐材料中品系13G143芽长、根长和根数相对抑制率较低,分别为11.89%、25.36%和10.08%,均低于对照长白9号。【结论】150mmol/LNaCl胁迫下,水稻品系13G143耐盐碱能力较强,可作为水稻幼苗期耐盐亲本材料应用。

孙璐, 周宇飞, 汪澈 , .

高粱品种萌发期耐盐性筛选与鉴定

中国农业科学, 2012,45(9):1714-1722.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.09.006      URL     Magsci     [本文引用: 2]

【目的】根据不同高粱品种萌发期对盐胁迫的响应,筛选出适合在盐渍土壤上种植的高粱品种及为耐盐胁迫人工调控提供依据。【方法】采用人工气候箱内培养皿培养,用150 mmol&bull;L-1NaCl对42个高粱品种进行胁迫处理,蒸馏水处理为对照,每培养皿放30粒种子。人工气候箱内湿度60%,光照/黑暗时间为12h/12h,光照强度为134 &mu;mol&bull;m-2&bull;s-1,昼/夜温度为28℃/25℃。培养第4天测定发芽势,第10天测定发芽率、根长、叶长、根重、叶重。通过主成分分析、聚类分析和对各品种的表现综合评定,对高粱品种进行耐盐性强弱的分类。【结果】多项萌发和生长参数的相对值之间存在着极显著或显著的正相关。主成分分析结果表明,根长、叶重和发芽率分别在根部、叶部和萌发因子中的负荷量最大,可作为萌发期高粱耐盐性筛选的主要鉴定指标。42个高粱品种的耐盐性存在很大差异,其中辽杂15等5个品种为高度耐盐品种,沈试104等14个品种为耐盐品种,敖杂1等12个品种为中等耐盐品种,铁杂17等8个品种为盐敏感品种,龙杂10等3个品种为高度盐敏感品种。【结论】150 mmol&bull;L-1NaCl可作为高粱萌发期耐盐性鉴定的适宜盐浓度,根长、叶重和发芽率等指标可用于大批量高粱品种耐盐性的评价。

郭瑞锋, 张永福, 任月梅 , .

混合盐碱胁迫对谷子萌发、幼芽生长的影响及耐盐碱品种筛选

作物杂志, 2017(4):63-66.

DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2017.04.011      URL     [本文引用: 1]

探索了谷子萌发、生长对混合盐碱胁迫的反应,初步筛选耐盐碱材料,旨在为谷子耐盐碱机制研究和耐盐碱新品种培育提供基础材料和依据.结果表明:浓度≥60mmol/L盐碱胁迫下,谷子种子发芽率较对照显著降低;芽长、根长、发芽指数、活力指数大体均随着盐碱浓度的增大而减小,浓度≥60mmol/L盐碱胁迫下与对照差异达到极显著水平,且品种间各指标差异较大;谷子芽期耐盐碱性鉴定的适宜浓度为60~100mmol/L.从20份谷子材料中初步筛选出苗期耐盐碱材料3个,中耐材料6个,敏感材料8个,高度敏感材料3个.耐盐碱的9324-8-3、坝谷214和晋谷23号3份材料中9324-8-3耐盐碱程度最高,盐碱害指数为22.38%.

任丽彤, 孔广超, 邵红雨 , .

小黑麦萌发期耐盐性评价

麦类作物学报, 2012,32(5):926-931.

DOI:10.7606/j.issn.1009-1041.2012.05.021      URL     Magsci     [本文引用: 1]

为了解不同基因型小黑麦萌发期的耐盐能力,以87份小黑麦品种(系)为材料,分析了不同浓度NaCl溶液(100~250 mmol·L<sup>-1</sup> )处理后小黑麦种子萌发的变化。结果表明,200~250 mmol·L<sup>-1</sup> NaCl对小黑麦种子萌发影响显著。在200 mmol·L<sup>-1</sup> NaCl胁迫下,可以鉴别不同小黑麦材料的耐盐性差异。利用200 mmol·L<sup>-1</sup> NaCl胁迫下的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗干重的耐盐系数进行聚类分析,87份材料中,耐盐性较强的材料有32份,中间型有14份,盐敏感型41份。

李士磊, 霍鹏, 高欢欢 , .

复合盐胁迫对小麦萌发的影响及耐盐阈值的筛选

麦类作物学报, 2012,32(2):260-264.

DOI:10.7606/j.issn.1009-1041.2012.02.013      URL     Magsci     [本文引用: 1]

为了解Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>和NaCl组成的复合盐对小麦萌发期的胁迫效应,选择5个耐盐性不同的春小麦品种进行复合盐胁迫处理,研究在不同浓度复合盐胁迫下,春小麦品种在发芽势、发芽率、苗高、根数、主根长和苗鲜重等指标上的差异,并采用多重比较和回归分析筛选最适复合盐萌发期处理浓度。结果表明,随着复合盐各盐分浓度升高,小麦萌发期各指标的相对耐盐系数急剧下降,且发芽势、发芽率、苗高、主根长和苗鲜重在不同浓度处理间差异极显著;但复合盐对小麦根数的影响较小,在低盐浓度下差异不显著。在Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>浓度为0.05 mol·L<sup>-1</sup>、NaCl浓度为0.1 mol·L<sup>-1</sup>时,5个品种的发芽率、苗鲜重、苗高的相对耐盐系数在50%左右,发芽势和主根长趋近于30%,同时种子保持较高的活力,可以作为小麦萌发期耐盐鉴定的适宜复合盐胁迫浓度。

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