盐胁迫下土壤溶液渗透性降低，根系对养分和水分的吸收能力减弱，从而影响植物的生长发育^[1]。我国土壤盐渍化总量达9913万hm²，已造成严重的经济损失^[2]。Na₂SO₄造成的胁迫较NaCl胁迫更严重，然而关于Na₂SO₄胁迫对植物影响的研究较少。河西走廊盐渍土中包含各种类型的盐分，主要有NaCl和Na₂SO₄等。评价这些盐分对植物生长的影响，以及了解植物响应这些盐胁迫的性状变化规律，对探明耐盐机理很重要。另外，培育耐盐作物被认为是改良利用盐碱地最为经济有效的途径^[3]。

白芥（Sinapis alba L.)为十字花科植物，种子可入药，用于寒痰喘咳、胸胁胀满、痰滞经络、关节麻木、痰湿流注、阴疽肿毒等症状^[4]，具有显著的疗效。尽管对白芥及其近缘植物在盐胁迫下的萌发、生长发育及生理性状的变化方面已有一些报道^[5⇓-7]，但使用的品种单一，对白芥不同品系耐盐性的报道比较少。萌发期和花期白芥的耐盐性可能不一致，故本研究通过用不同浓度Na₂SO₄溶液对白芥品系分别进行芽期和花期胁迫处理，分析盐胁迫对白芥发芽、生长和生理生化指标的影响，探明白芥响应Na₂SO₄胁迫的形态和生理特征及不同生育期耐盐性的相关性，为白芥耐盐机理研究提供一定参考依据。

经过前期的芽期耐盐性预试验，在50份白芥种质中筛选出3份耐盐性较强的品系，分别是11白芥3-1、12白芥15-7和13白芥15-2，后经田间鉴定发现其性状优良且稳定。试验于2021年3月-2022年8月先后在河西学院农业与生态工程学院实验室和试验基地完成。

萌发试验于2021年3-4月在河西学院农业与生态工程学院实验室完成。设置30、60、90、120、150、180、210 mmol/L共7个Na₂SO₄浓度梯度，以蒸馏水为对照。参考范惠玲等^[6]方法，采用滤纸床法发芽，在内径100 mm的培养皿底部平铺双层滤纸，加入5 mL盐溶，放置100粒种子，每个处理3次重复。光照培养箱培养，条件为12 h光/暗交替。每天补充蒸发的水分以保证处理期间各浓度相对稳定。发芽期间每天记录种子发芽数，记录7 d。胚根突破种皮2 mm为发芽标准。统计萌发种子数，并计算发芽率。发芽第7天，每个处理随机取3个芽苗，用蒸馏水洗净，滤纸吸干表面水分后称鲜重，并用直尺测量胚根长和胚轴长。

用SPSS软件分析“浓度－发芽率”之间的关系，计算白芥种子的耐盐临界值和耐盐极限值。耐盐临界值为发芽率50%时的盐浓度，耐盐极限值为发芽率0时的盐浓度。

参照闫旭东^[8]的方法并略加修改，设置0、90、120和150 mmol/L Na₂SO₄的Hoagland营养液进行胁迫处理。培养用花盆口径13 cm，高15 cm，选择半径为1 mm的蛭石做培养基质。200 g无菌蛭石装入花盆，沿盆壁注入200 mL Na₂SO₄溶液，对照注入200 mL营养液。将10颗种子均匀摆放在花盆中，上覆0.5 cm厚的蛭石。每个处理重复3盆。培养期间每隔48 h加200 mL营养液。定期观察出苗及生长情况，培养第60天（盛花期）随机选3株，剪取同一部位叶片（顶端第3~4片叶）备用。从基质中完整取出3株，用直尺测量株高（从分根点到植株最高点的距离）。

参照李子芳等^[9]的方法，采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）含量；参照闵丹丹等^[10]的方法，采用称重法测定叶片含水量；参照李京蓉等^[11]的方法，采用酸性茚三酮比色法测定叶片脯氨酸含量；参照李文杨等^[12]的方法，采用乙醇浸提法测定叶片光合色素含量。

参照杨佳鑫等^[13]的方法对各项指标进行无量纲化，求得各项指标的相关性，在基于相关性分析的基础上对测得的指标进行主成分分析，得到主成分的特征值以及不同主成分下各指标的特征值和贡献率，并计算出综合指标。

参照刘敏轩等^[14]的方法采用模糊数学隶属函数法进行白芥耐盐性评价。求出不同浓度下各指标的隶属值，将各指标隶属值相加求平均值，最后将各耐盐指标的隶属值累加求总平均值，再根据隶属值总平均值的大小确定白芥的耐盐性强弱。若所测指标与白芥耐盐性呈正相关，则采用公式(1)计算，反之用公式(2)计算。

式中，X_max为某个指标的最大值，X_min为最小值。

采用Excel 2013整理原始数据，采用SPSS 22.0软件分析数据并作图。

由表1可知，Na₂SO₄胁迫下，白芥不同品系间发芽率、胚根长和胚轴长差异均很大。与其他处理比较，60 mmol/L处理不同品系发芽率、胚轴长和胚根长均呈显著差异（P<0.05）；90 mmol/L处理下，参试品系的发芽率不高于70%，胚根长均小于2 cm，胚轴长介于2.40~3.00 cm，12白芥15-7、11白芥3-1和13白芥15-2的发芽率较对照分别降低了43.3%、30.0%和48.3%；当Na₂SO₄浓度为120~150 mmol/L时，发芽率大幅度降低，变幅为13.36%~36.67%，不同品系的胚根或胚轴生长受到完全抑制；用180 mmol/L Na₂SO₄处理，11白芥3-1和13白芥15-2的发芽率一致，但均很低，后者的胚根和胚轴仍具有一定的生长能力，前者的却受到完全抑制；Na₂SO₄浓度达210 mmol/L时，11白芥3-1种子的发芽率仅为3.33%，其他2个品系失去发芽能力。在30~210 mmol/L盐处理下，3个品系的发芽率依次为11白芥3-1>12白芥15-7>13白芥15-2，胚根长依次为12白芥15-7>13白芥15-2>11白芥3-1，胚轴长依次为13白芥15-2>12白芥15-7>11白芥3-1。可见，90 mmol/LNa₂SO₄胁迫处理可用于筛选不同耐盐性的白芥种质，11白芥3-1品系在萌发阶段对Na₂SO₄胁迫的耐受性最强，但当种子萌发后，另外2个品系幼苗的胚根和胚轴在盐胁迫下的生长能力却较强。

由表2可知，Na₂SO₄胁迫下，白芥的耐盐临界值为97~118 mmol/L，耐盐极限值为239~251 mmol/L。11白芥3-1品系的耐盐临界值和耐盐极限值均最高，分别为118、251 mmol/L，12白芥15-7品系的耐盐临界值和耐盐极限值居中，而13白芥15-2品系的耐盐临界值和耐盐极限值均最低。综上，3个白芥品系对盐胁迫的耐受性强弱依次为11白芥3-1>12白芥15-7>13白芥15-2。

由图1a可知，当Na₂SO₄浓度为90~150 mmol^/L时，3个白芥品系叶片MDA含量均较对照显著上升，150 mmol/L胁迫下上升幅度最大，尤其是13白芥15-2，上升了200%。11白芥3-1叶片中MDA含量变化幅度较其他2个品系小，说明在不同浓度Na₂SO₄胁迫下，该品系的细胞膜受伤害程度最轻，13白芥15-2次之，而12白芥15-7的MDA含量大幅度增加，其细胞膜受伤害程度最严重。

由图1b可知，Na₂SO₄浓度为90~150 mmol/L时，3个品系间叶片相对含水量差异均较小，且随胁迫浓度增大而较对照显著下降，150 mmol/L胁迫下，下降幅度最大，不同品系平均下降了24.76%。当盐浓度在90 mmol/L时，11白芥3-1品系相对含水量最高，为78%；当盐浓度为120 mmol/L时，13白芥15-2相对含水量最高，为73%；当盐浓度为150 mmol/L时，12白芥15-7相对含水量最高，为63%。

由图1c可知，随Na₂SO₄浓度增加，不同品系叶片中脯氨酸含量均呈上升趋势。当盐浓度为90、120和150 mmol/L时，与对照相比，12白芥15-7的脯氨酸含量增加幅度均最大，达到231.05%~ 460.49%，13白芥15-2的增加幅度较高，达到124.72%~250.00%，而11白芥3-1叶片中游离脯氨酸含量在不同浓度下变化幅度均最低。

由图1d可知，在90~150 mmol/L Na₂SO₄处理下，白芥的株高随盐浓度增加而逐渐下降。

由表3可知，参试品系叶绿素a含量存在一定程度的差异。当盐浓度为90 mmol/L时，13白芥15-2的叶绿素a含量最高，11白芥3-1的最低；在较高盐浓度120~150 mmol/L时，叶绿素a含量依次为12白芥15-7>11白芥3-1>13白芥15-2。

不同浓度盐胁迫下，白芥叶片叶绿素b含量存在明显差异。当盐浓度为90 mmol/L时，3个品系的叶绿素b含量依次为13白芥15-2>12白芥15-7>11白芥3-1；当盐浓度为120~150 mmol/L时，3个品系的叶绿素b含量依次为12白芥15-7>13白芥15-2>11白芥3-1。

参试白芥品系类胡萝卜素含量存在一定程度的差异。在90~120 mmol/L盐处理下，类胡萝卜素含量表现为11白芥3-1>13白芥15-2>12白芥15-7。当盐浓度为150 mmol/L时，3个品系类胡萝卜素含量均较90、120 mmol/L处理下的显著下降，11白芥3-1和13白芥15-2间差异很小。

由图2可知，盐浓度在90 mmol/L时，3个白芥品系均能正常开花；当盐浓度为120 mmol/L时，13白芥15-2植株下层叶片失绿严重，花数少，11白芥3-1不能现蕾，而12白芥15-7开花基本正常；当盐浓度高达150 mmol/L时，13白芥15-2和11白芥3-1全株失水萎蔫，而12白芥15-7仍能开花，叶片未见失水现象。120 mmol/L Na₂SO₄处理下3个品系间差异最大，该浓度可鉴定出花期耐盐性不育的白芥种质资源。综上，3个白芥品系对盐胁迫的耐受性依次为12白芥15-7>13白芥15-2>11白芥3-1。

对3份白芥的7个指标进行主成分分析，如表4所示，前2个主成分的累计贡献率达到92.599%，能够反映出所测量指标的大多数信息。其中，第1主成分的贡献率达到77.302%，再依据特征值大小，对主成分1影响较大的指标有脯氨酸、叶绿素a含量。对主成分2影响较大的指标有类胡萝卜素和叶绿素b含量等。

采用隶属函数法对3个白芥的7个指标进行耐盐性综合判定，结果（表5）表明，11白芥3-1、12白芥15-7和13白芥15-2的隶属平均值分别为0.498、0.517和0.514，这表明耐盐性次序为12白芥15-7>13白芥15-2>11白芥3-1。

植物的渗透压和水势与盐含量的升高呈负相关^[15]。本试验中相对含水量随盐浓度的增加表现为下降趋势，表明在盐胁迫下，植物吸水能力下降，导致植物水分平衡受到严重影响^[16]，使白芥叶片相对含水量下降。白芥植株随盐浓度的上升表现出缓慢生长的现象，其一是因为盐胁迫使植物根系对水分和养分的吸收能力下降，影响了植物根系向地上部分的水分和养分供应；其二盐胁迫影响了光合能力，从而也会影响植物的生长与发育^[17]。

本试验结果表明，选择不同指标进行白芥耐盐性判断，结果并不完全一致。胡亮亮等^[18]采用主成分分析和隶属函数分析对346份绿豆种质资源进行了耐盐性综合性评价，陈二影等^[19]通过主成分分析对53个谷子品种进行了芽期耐盐碱综合评价。这些研究均表明，不能根据单一指标来判断不同种质的耐盐性，而应根据多个指标进行综合分析，结果会更加准确。本研究结果表明，对主成分1影响较大的指标有脯氨酸、叶绿素a、叶绿素b含量和叶片相对含水量4个指标。隶属函数法结果表明，3个不同白芥品系的耐盐能力依次为12白芥15-7>13白芥15-2>11白芥3-1。对白芥耐盐性及其机理更全面的探索还应从生长的不同关键期去分析。

作物在不同生长发育阶段对盐分的敏感性存在差异^[20]。水稻的芽期耐盐性高于生殖生长期^[21]，番茄萌发期与幼苗生长发育阶段的耐盐性不同^[22]同一大豆种质不同发育阶段耐盐性也存在差异^[23]。与后期生长相比，大豆芽期能耐受更高的盐浓度，种子萌发并不意味着能够正常生长成幼苗^[24]。本试验结果发现，11白芥3-1品系在萌发期的耐盐性最强，但从幼苗根和芽的生长发育情况来看，却不及其他2个品系。从花期耐盐性来看，12白芥15-7的耐盐性最强。陈二影等^[19]的试验结果表明，谷子芽期和育苗期的耐盐性和成株期的耐盐性是否存在一致性，仍需进一步研究。综上，耐盐性不同的白芥在芽期、幼苗生长期和花期的耐盐性不一致。本试验结果为白芥耐中性盐育种和栽培提供了一定的指导。

本研究结果表明，芽期白芥耐Na₂SO₄的强弱顺序为11白芥3-1>12白芥15-7>13白芥15-2，开花期为12白芥15-7>13白芥15-2>11白芥3-1。可见，不同生育时期白芥的耐盐性不同，不同品种或品系间耐盐性也存在差异。90 mmol/L Na₂SO₄处理7 d，以发芽率为主要指标，可鉴定出芽期耐盐性不同的白芥种质资源，白芥的耐盐临界值介于97~118 mmol/L，耐盐极限值介于239~251 mmol/L。90 mmol/L Na₂SO₄处理60 d，以叶片脯氨酸含量、相对含水量和叶绿素a含量为主要指标，可鉴定出花期耐盐性不同的白芥种质资源。