50份花生品种(系)幼苗期耐盐性分析
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Analysis of Salt Tolerance in 50 Peanut Varieties (Lines) at Seedling Stage
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收稿日期: 2024-09-8 修回日期: 2025-03-4 网络出版日期: 2025-03-28
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Received: 2024-09-8 Revised: 2025-03-4 Online: 2025-03-28
作者简介 About authors
王亮,主要从事花生遗传育种研究,E-mail:
为了解50份引进花生品种(系)苗期耐盐性差异,筛选苗期耐盐性较好的品种(系),设置0.5% NaCl溶液和对照(ddH2O)处理,测量发芽率、发芽势及幼苗期主根长、苗高、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重和根干重,计算出相对耐盐系数和隶属函数综合值。结果表明,盐胁迫对花生幼苗期生长具有抑制作用,根据耐盐性综合评价值(D值)可将50份供试材料分为高度耐盐、耐盐、中等耐盐、敏感和高度敏感5类,其中包括1份高度耐盐材料、8份耐盐材料、13份中等耐盐材料、24份敏感材料和4份高度敏感材料。花生幼苗期干物质积累可作为评价花生品种耐盐性的主要鉴定指标。筛选出濮花9805-2、花小宝25、花育50号和远杂9847等9份苗期耐盐性强的花生种质材料,这为新疆耐盐花生品种(系)的选育提供了参考依据。
关键词:
To investigate the salt-tolerance differences during the seedling stage of 50 introduced peanut varieties (lines) and screen for varieties (lines) with better salt tolerance, an experiment was conducted using 0.5% NaCl solution and ddH2O (control). The study measured germination rate, germination potential, main root length, seedling height, shoot fresh mass, shoot dry mass, root fresh mass, and root dry mass. The relative salt-tolerance coefficient and a comprehensive D-value (subordinate function analysis) were calculated. The results confirmed that salt stress inhibited the growth of peanut seedlings. Based on the D-values, the 50 varieties (lines) were categorized into five clusters: highly salt tolerant, salt tolerant, moderately salt tolerant, salt sensitive, and highly salt sensitive. The test materials included one highly salt-tolerant germplasm, eight salt- tolerant germplasms, 13 moderately salt-tolerant germplasms, 24 salt-sensitive germplasms, and four highly salt- sensitive germplasms. The dry matter accumulation at seedling stage was identified as a key indicator for evaluating salt tolerance of peanut varieties. Nine peanut germplasms such as ʻPuhua 9805-2ʼ, ʻHuaxiaobao 25ʼ, ʻHuayu 50ʼ, and ʻYuanza 9847ʼ, were identified as highly salt-tolerant germplasms. These findings provide a valuable reference for breeding salt-tolerant peanut varieties (lines) in Xinjiang.
Keywords:
本文引用格式
王亮, 王睿, 朱金成, 桑玉伟, 史彪, 郭嘉帅, 焦灰敏, 何宗铃, 水涌.
Wang Liang, Wang Rui, Zhu Jincheng, Sang Yuwei, Shi Biao, Guo Jiashuai, Jiao Huimin, He Zongling, Shui Yong.
盐碱地是一种盐分较高的土壤类型,会抑制作物的生长[1-2]。当前,土壤盐渍化已成为影响我国农业生产的主要因素之一,新疆盐渍土分布面积广,占全国盐渍土总面积的1/3,其中盐渍化耕地面积占灌区耕地总面积的32.07%[3]。因此,土地盐碱化已成为新疆面临的重要环境问题,严重制约了粮食生产和农业可持续发展。筛选和培育抗盐碱品种,以提高盐碱地利用率是亟待解决的问题。花生具有较强适应性和抗逆性等优点[4],是我国油料作物中产量最高的中度耐盐作物[2],但不同生育时期的花生耐盐能力存在一定差异,其中发芽期和幼苗期对盐害最为敏感[5]。因此,筛选和培育耐盐花生品种对扩大花生种植面积、提高盐渍土壤利用率、保障我国花生产业可持续发展具有重要意义[6]。
花生全生育期耐盐鉴定试验表明,不同生育时期的耐盐能力各不相同,其中,芽期和幼苗期对盐害最为敏感[7]。刘永惠等[8]研究表明,盐胁迫对花生种子萌发有显著的抑制作用,这种抑制效应随着胁迫浓度的增加而增强,0.5% NaCl胁迫能较好反映品种萌发期的耐盐性差异,可用于花生品种资源的耐盐性鉴定。沈一等[9]通过多重比较表明,在不同浓度盐胁迫下,花生幼苗植株地上和地下部分各农艺性状都显著或极显著低于对照,认为0.5% NaCl胁迫下进行花生幼苗期耐盐鉴定比较适宜。郭峰等[10]研究发现,芽期盐害影响花生种子的发芽势和发芽率等活力指标,同时还会降低幼苗的根长、根粗等形态指标。沈一等[9]研究认为幼苗期主要以出苗率、出苗速度、农艺性状、地上部和地下部鲜重和干重为鉴定指标。慈敦伟等[11]通过2种分析方法对相对出苗速度、相对植株形态和相对生物量进行分析,认为地上部形态和生物量可作为耐盐性首选指标。
新疆处于我国西北内陆干旱区,水资源紧缺,土壤盐渍化严重,筛选及培育耐盐作物品种是解决这一问题的方法之一。本研究以50份引进花生品种(系)为供试材料,进行幼苗期耐盐能力的鉴定与比较,旨在筛选出一批幼苗期具有较高耐盐性的花生品种,为新疆耐盐花生品种选育和推广提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
于2023年4月将50份花生品种(系)种植在新疆农垦科学院生物技术研究所试验站内,2行区,1.5 m行长,株(穴)距14.0 cm,2粒/穴,人工点播,膜下滴灌栽培模式,田间管理同大田,适期收获,收获种子用于幼苗期耐盐鉴定试验。供试材料及编号见表1。
表1 供试材料名称
Table 1
| 编号 Number | 品种(系) Variety (line) | 编号 Number | 品种(系) Variety (line) |
|---|---|---|---|
| NY1 | sh | NY26 | 濮花0409-2 |
| NY2 | 鲁花18号 | NY27 | 濮花0409-4 |
| NY3 | 花育19号 | NY28 | 濮花0224-1N |
| NY4 | 冀花9号 | NY29 | 濮花23号 |
| NY5 | 冀花10号 | NY30 | 濮花28号 |
| NY6 | 冀花5号 | NY31 | 花育40号 |
| NY7 | 徐花13号 | NY32 | 花育41号 |
| NY8 | 徐花9号 | NY33 | 11测L16 |
| NY9 | 花育25号 | NY34 | 11测L19 |
| NY10 | 花育28号 | NY35 | 11测L36 |
| NY11 | 花育22号 | NY36 | 11测L39 |
| NY12 | 花育62号 | NY37 | 豫花9719 |
| NY13 | C10 | NY38 | 花育9301 |
| NY14 | 10A1 | NY39 | 花小宝23 |
| NY15 | 山花7号 | NY40 | 花育50号 |
| NY16 | 山花8号 | NY41 | 花小宝25 |
| NY17 | 山花9号 | NY42 | 花育33号 |
| NY18 | 山花11号 | NY43 | 花育44号 |
| NY19 | 山花13号 | NY44 | 花育57号 |
| NY20 | 山花15号 | NY45 | 花小宝12 |
| NY21 | 山花17号 | NY46 | 青花09-6 |
| NY22 | 农大818 | NY47 | 青花6号 |
| NY23 | 丰花5号 | NY48 | 花小宝16 |
| NY24 | 冀花4号 | NY49 | 远杂9847 |
| NY25 | 濮花9805-2 | NY50 | 花小宝19 |
1.2 试验方法
共设2个处理,以双蒸水(ddH2O)处理作为对照(CK),以0.5% NaCl溶液作为盐胁迫液。处理3 d后统计花生籽粒的发芽数,以种子胚根露出3 mm以上为发芽标准,计算发芽势,发芽势(%)=(第3天发芽的种子数/供试种子数)×100。由于水分蒸发会导致盐分浓度增大,为了减小误差,根据蒸发量,4 d后向发芽盒内加入一定量的去离子水,润湿发芽纸,以无积水为宜。处理7 d后统计花生籽粒发芽数,计算发芽率,发芽率(%)=(第7天发芽种子数/供试种子数)×100,以发芽势和发芽率为指标分析比较不同花生品种(系)的幼苗期耐盐能力[14],计算出各个花生品种(系)的不同指标在盐胁迫下的相对耐盐系数,相对耐盐系数(%)=(处理组测定值的平均值/对照组测定值的平均值)×100。
选取生长状况基本一致的发芽种子(5粒)移入装有已灭菌的干净细沙的小花盆中(7.6 L),继续生长直至三叶期。同样设2个处理,即以双蒸水(ddH2O)处理作为对照(CK);以0.5% NaCl溶液作为盐胁迫液),3次重复,结果取平均值。每个花盆中一次性加入170 mL清水或盐胁迫液,在第3天向盆内加入一定量的去离子水,以补充水分蒸发,在发芽后11 d选3株幼苗测量苗高、主根长、地上部鲜重和根鲜重,随后放置于95 ℃烘箱中烘干8 h,并称其地上部干重和根干重,结果取平均值。
1.3 数据统计与分析
采用Excel 2019对数据进行耐盐隶属函数的计算,并计算出耐盐隶属函数综合值,采用SPSS 25软件进行主成分分析和聚类分析。
耐盐隶属函数计算公式[5]:
公式(1)中
2 结果与分析
2.1 不同花生品种(系)幼苗期耐盐系数差异分析
相较于2种处理的表型数据,相对耐盐系数能更好地解释不同花生品种的差异。由表2可知,50份花生品种(系)的相对发芽势变异系数最大,为48.00%,极值区间为0.13~1.41,其次是相对地上部鲜重,变异系数为29.00%,极值区间为0.31~ 0.97,相对发芽率变异系数最小,为8.00%,极值区间为0.67~1.14。其他性状的变异系数在17.00%~ 25.00%,不同花生品种(系)幼苗期性状在2个处理下表现出较大差异,而相对发芽势和相对地上部鲜重表现出的差异最大,相对发芽率则表现出的差异较小。从各品种(系)苗期指标在盐胁迫处理下的相对耐盐系数变化可以看出,相对发芽率的相对耐盐系数平均值最大,其次是相对主根长和相对根干重,而相对发芽势、相对苗高和相对地上部鲜重的相对耐盐系数平均值较小,说明在幼苗期各指标中,相对发芽势和相对苗高对盐胁迫处理较敏感,而相对发芽率则表现为对盐胁迫处理迟钝。
表2 不同花生品种(系)幼苗期耐盐系数差异分析
Table 2
| 性状 Trait | 相对耐盐系数平均值 Average of relative salt-tolerance coefficient | 最小值 Min. | 最大值 Max. | 标准差 SD | 变异系数 CV (%) | 偏度 Skewness | 峰度 Kurtosis |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 相对发芽势RGP | 0.67 | 0.13 | 1.41 | 0.32 | 48.00 | 0.02 | -0.56 |
| 相对发芽率RGR | 0.96 | 0.67 | 1.14 | 0.08 | 8.00 | -1.50 | 4.01 |
| 相对苗高RSH | 0.58 | 0.37 | 1.02 | 0.15 | 25.00 | 1.36 | 1.73 |
| 相对主根长RMRL | 0.80 | 0.45 | 1.04 | 0.14 | 17.00 | -0.50 | -0.10 |
| 相对地上部鲜重RSFM | 0.61 | 0.31 | 0.97 | 0.18 | 29.00 | 0.41 | -0.71 |
| 相对根鲜重RRFM | 0.74 | 0.30 | 1.08 | 0.19 | 25.00 | -0.58 | -0.06 |
| 相对地上部干重RSDM | 0.68 | 0.29 | 1.01 | 0.16 | 23.00 | -0.26 | -0.51 |
| 相对根干重RRDM | 0.78 | 0.31 | 1.18 | 0.16 | 20.00 | -0.01 | 0.93 |
RGP:相对发芽势,RGR:相对发芽率,RSH:相对苗高,RMRL:相对主根长,RSFM:相对地上部鲜重,RRFM:相对根鲜重,RSDM:相对地上部干重,RRDM:相对根干重。下同。
RGP: relative germination potential, RGR: relative germination rate, RSH: relative seedling height, RMRL: relative main root length, RSFM: relative shoot fresh mass, RRFM: relative root fresh mass, RSDM: relative shoot dry mass, RRDM: relative root dry mass. The same below.
2.2 不同花生品种(系)相对耐盐系数主成分分析
对花生幼苗期相对发芽势、相对苗高等8个指标的相对耐盐系数进行主成分分析。结果表明,从8个相对耐盐性指标中共提取出4个主成分(表3),这4个主成分可以解释相对耐盐系数累计贡献率75.87%。第1个主成分与相对地上部鲜重、相对苗高、相对地上部干重正相关系数最大,主要反映的是植株干物质的积累;第2个主成分与相对根鲜重、相对根干重正相关系数最大。因此,花生幼苗期干物质积累可作为评价花生品种(系)耐盐性的主要鉴定指标。第3个主成分与相对发芽率、相对发芽势正相关系数最大,这2个性状和种子萌发相关,主要反映了种子自身活力;第4个主成分与相对主根长正相关系数最大,同样反映了植株干物质的积累。
表3 相对性状提取因子特征值、贡献率及载荷矩阵
Table 3
| 指标 Index | 主成分Principal component | |||
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 相对发芽势RGP | -0.37 | 0.51 | 0.55 | -0.13 |
| 相对发芽率RGR | -0.41 | 0.47 | 0.54 | -0.11 |
| 相对苗高RSH | 0.64 | 0.37 | 0.09 | 0.49 |
| 相对主根长RMRL | -0.35 | -0.30 | 0.37 | 0.66 |
| 相对地上部鲜重RSFM | 0.82 | 0.29 | 0.14 | 0.21 |
| 相对根鲜重RRFM | -0.43 | 0.53 | -0.44 | 0.42 |
| 相对地上部干重RSDM | 0.59 | 0.50 | 0.02 | -0.29 |
| 相对根干重RRDM | -0.39 | 0.65 | -0.43 | 0.00 |
| 特征值Eigenvalue | 2.19 | 1.76 | 1.11 | 1.01 |
| 贡献率Contribution rate (%) | 27.36 | 22.05 | 13.85 | 12.61 |
| 累计贡献率 Cumulative contribution rate (%) | 27.36 | 49.41 | 63.26 | 75.87 |
2.3 不同花生品种(系)幼苗期耐盐性综合评价
对50份供试材料幼苗期8个性状的相对耐盐系数进行相关性分析,结果如表4所示,多数性状间相关性显著。相对发芽势与相对发芽率之间呈极显著相关;相对苗高与相对地上部鲜重、相对地上部干重之间呈极显著相关;相对地上部鲜重与相对根鲜重、相对地上部干重和相对根干重都达到了极显著相关,其中相对地上部鲜重与相对地上部干重之间相关系数最大,达到了0.79;相对根鲜重与相对地上部干重、相对根干重也呈极显著相关;相对地上部干重与相对根干重同样达到极显著相关。各性状相对耐盐系数与D值的相关性分析结果表明,D值与相对苗高、相对地上部鲜重、相对根鲜重、相对地上部干重和相对根干重均呈极显著正相关,与相对发芽势呈显著正相关,因此认为这些性状适合作为花生幼苗期耐盐指标。同时表明相对耐盐系数法和耐盐性综合评价方法的耐盐性鉴定具有可靠性,可作为花生幼苗期耐盐性的评价指标。
表4 不同花生品种(系)幼苗期耐盐性相关性分析
Table 4
| 性状 Trait | 相对 发芽势 RGP | 相对 发芽率 RGR | 相对 苗高 RSH | 相对 主根长 RMRL | 相对地上 部鲜重 RSFM | 相对 根鲜重 RRFM | 相对地上 部干重 RSDM | 相对 根干重 RRDM | 耐盐性 综合评价值 D-value |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 相对发芽势RGP | 1.00 | ||||||||
| 相对发芽率RGR | 0.40** | 1.00 | |||||||
| 相对苗高RSH | 0.01 | 0.07 | 1.00 | ||||||
| 相对主根长RMRL | 0.25 | 0.13 | 0.16 | 1.00 | |||||
| 相对地上部鲜重RSFM | 0.22 | 0.19 | 0.56** | 0.17 | 1.00 | ||||
| 相对根鲜重RRFM | 0.01 | 0.02 | 0.13 | 0.03 | 0.54** | 1.00 | |||
| 相对地上部干重RSDM | 0.03 | 0.11 | 0.38** | 0.04 | 0.79** | 0.37** | 1.00 | ||
| 相对根干重RRDM | 0.16 | 0.06 | 0.00 | 0.05 | 0.43** | 0.69** | 0.47** | 1.00 | |
| 耐盐性综合评价值D-value | 0.30* | 0.17 | 0.57** | 0.22 | 0.71** | 0.63** | 0.71** | 0.67** | 1.00 |
“*”表示P < 0.05水平上显著相关,“**”表示P < 0.01水平上极显著相关。
“*”indicates significant correlation (P < 0.05),“**”indicates extremely significant correlation (P < 0.01).
对不同品种(系)幼苗期性状的相对耐盐系数进行D值计算,D值越大表示综合耐盐性越强。如表5所示,50份供试材料的D值范围为0.25~0.76,濮花9805-2最大,幼苗期耐盐性最强,山花8号最小,幼苗期耐盐性最弱。
表5 不同花生品种(系)相对耐盐系数隶属函数值、D值及排名
Table 5
| 品种编号 Variety number | 相对 发芽势 RGP | 相对 发芽率 RGR | 相对 苗高 RSH | 相对 主根长 RMRL | 相对地 上部鲜重 RSFM | 相对 根鲜重 RRFM | 相对地上 部干重 RFDM | 相对 根干重 RRDM | 耐盐性 综合评价值 D-value | 排名 Ranking |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NY1 | 0.71 | 0.84 | 1.02 | 0.77 | 0.73 | 0.80 | 0.81 | 0.55 | 0.62 | 7 |
| NY2 | 0.69 | 0.87 | 0.41 | 0.90 | 0.96 | 0.50 | 0.69 | 0.69 | 0.49 | 22 |
| NY3 | 0.91 | 1.00 | 0.44 | 0.83 | 0.39 | 0.86 | 0.51 | 0.86 | 0.43 | 37 |
| NY4 | 1.06 | 0.96 | 0.44 | 0.85 | 0.31 | 0.92 | 0.42 | 0.80 | 0.42 | 39 |
| NY5 | 0.76 | 1.00 | 0.53 | 0.95 | 0.43 | 1.00 | 0.58 | 0.98 | 0.52 | 16 |
| NY6 | 0.78 | 1.00 | 0.60 | 0.86 | 0.58 | 0.75 | 0.63 | 0.72 | 0.50 | 20 |
| NY7 | 0.49 | 0.98 | 0.63 | 1.03 | 0.49 | 0.82 | 0.52 | 0.67 | 0.46 | 28 |
| NY8 | 1.41 | 0.99 | 0.50 | 0.95 | 0.42 | 0.85 | 0.49 | 0.85 | 0.53 | 14 |
| NY9 | 0.99 | 1.00 | 0.54 | 0.77 | 0.42 | 0.89 | 0.56 | 0.93 | 0.49 | 21 |
| NY10 | 1.04 | 0.98 | 0.61 | 0.70 | 0.56 | 0.62 | 0.62 | 0.60 | 0.46 | 30 |
| NY11 | 0.78 | 0.86 | 0.52 | 0.77 | 0.41 | 0.30 | 0.53 | 0.70 | 0.31 | 47 |
| NY12 | 0.90 | 0.98 | 0.48 | 0.93 | 0.37 | 0.41 | 0.50 | 0.96 | 0.40 | 42 |
| NY13 | 1.04 | 0.99 | 0.57 | 0.85 | 0.80 | 0.79 | 0.85 | 0.72 | 0.61 | 9 |
| NY14 | 0.71 | 1.03 | 0.56 | 0.99 | 0.81 | 0.63 | 1.01 | 0.90 | 0.62 | 5 |
| NY15 | 0.61 | 0.99 | 0.47 | 0.97 | 0.36 | 0.96 | 0.47 | 0.83 | 0.43 | 38 |
| NY16 | 0.25 | 0.88 | 0.51 | 0.48 | 0.55 | 0.30 | 0.68 | 0.69 | 0.25 | 50 |
| NY17 | 0.36 | 0.92 | 0.53 | 0.73 | 0.50 | 0.90 | 0.58 | 0.68 | 0.38 | 45 |
| NY18 | 0.70 | 0.99 | 0.57 | 0.83 | 0.49 | 0.81 | 0.75 | 0.68 | 0.48 | 24 |
| NY19 | 0.15 | 0.98 | 0.49 | 0.73 | 0.41 | 0.66 | 0.53 | 0.59 | 0.28 | 49 |
| NY20 | 0.14 | 0.97 | 0.44 | 0.98 | 0.34 | 0.75 | 0.44 | 0.60 | 0.29 | 48 |
| NY21 | 0.33 | 0.99 | 0.49 | 0.77 | 0.52 | 0.99 | 0.77 | 0.94 | 0.46 | 32 |
| NY22 | 0.19 | 1.00 | 0.81 | 0.91 | 0.97 | 0.90 | 0.57 | 0.87 | 0.62 | 8 |
| NY23 | 0.21 | 0.98 | 0.55 | 0.86 | 0.64 | 0.79 | 0.88 | 0.68 | 0.46 | 29 |
| NY24 | 0.14 | 0.95 | 0.65 | 0.92 | 0.72 | 0.46 | 0.75 | 0.31 | 0.40 | 41 |
| NY25 | 1.21 | 0.97 | 0.98 | 0.91 | 0.84 | 0.84 | 0.81 | 0.69 | 0.76 | 1 |
| NY26 | 0.92 | 1.01 | 0.37 | 0.70 | 0.53 | 0.47 | 0.82 | 0.64 | 0.39 | 44 |
| NY27 | 0.89 | 1.06 | 0.57 | 0.92 | 0.84 | 0.38 | 0.49 | 0.61 | 0.50 | 19 |
| NY28 | 1.04 | 1.04 | 0.56 | 0.69 | 0.88 | 0.48 | 0.92 | 0.59 | 0.56 | 10 |
| NY29 | 0.82 | 1.14 | 0.66 | 0.78 | 0.67 | 0.87 | 0.80 | 0.99 | 0.62 | 6 |
| NY30 | 0.56 | 0.95 | 0.44 | 0.75 | 0.53 | 0.85 | 0.69 | 0.77 | 0.42 | 40 |
| NY31 | 0.15 | 0.67 | 0.56 | 0.91 | 0.67 | 0.69 | 0.81 | 0.63 | 0.40 | 43 |
| NY32 | 0.35 | 0.92 | 0.65 | 0.58 | 0.73 | 0.79 | 0.79 | 0.85 | 0.48 | 25 |
| NY33 | 0.53 | 0.78 | 0.59 | 0.86 | 0.67 | 0.63 | 0.58 | 0.79 | 0.44 | 35 |
| NY34 | 0.79 | 0.92 | 0.41 | 0.80 | 0.55 | 0.87 | 0.75 | 1.18 | 0.50 | 18 |
| NY35 | 0.38 | 0.87 | 0.45 | 0.87 | 0.49 | 0.81 | 0.48 | 0.80 | 0.36 | 46 |
| NY36 | 0.13 | 0.74 | 0.76 | 0.82 | 0.96 | 0.67 | 0.72 | 0.84 | 0.52 | 15 |
| NY37 | 0.89 | 0.98 | 0.57 | 0.61 | 0.56 | 0.73 | 0.76 | 0.70 | 0.47 | 27 |
| NY38 | 0.84 | 0.97 | 0.55 | 0.71 | 0.49 | 0.80 | 0.71 | 0.74 | 0.46 | 31 |
| NY39 | 0.59 | 0.93 | 0.67 | 0.72 | 0.67 | 0.51 | 0.78 | 0.79 | 0.48 | 23 |
| NY40 | 1.29 | 1.00 | 0.62 | 1.04 | 0.56 | 1.01 | 0.73 | 0.99 | 0.68 | 3 |
| NY41 | 0.88 | 0.97 | 0.93 | 0.63 | 0.92 | 0.75 | 0.84 | 0.82 | 0.68 | 2 |
| NY42 | 0.61 | 0.90 | 0.54 | 0.67 | 0.61 | 0.70 | 0.89 | 0.87 | 0.47 | 26 |
| NY43 | 0.87 | 0.97 | 0.50 | 0.45 | 0.67 | 1.08 | 0.94 | 1.05 | 0.56 | 11 |
| NY44 | 0.83 | 1.00 | 0.44 | 0.95 | 0.41 | 0.75 | 0.62 | 0.79 | 0.44 | 34 |
| NY45 | 0.48 | 0.96 | 0.51 | 0.80 | 0.54 | 0.68 | 0.77 | 0.82 | 0.43 | 36 |
| NY46 | 0.78 | 1.00 | 0.59 | 0.61 | 0.55 | 1.05 | 0.70 | 1.08 | 0.54 | 13 |
| NY47 | 0.47 | 0.97 | 0.67 | 0.74 | 0.65 | 0.92 | 0.29 | 0.76 | 0.45 | 33 |
| NY48 | 0.46 | 1.00 | 0.59 | 0.91 | 0.70 | 0.65 | 0.82 | 0.74 | 0.51 | 17 |
| NY49 | 0.71 | 0.97 | 0.88 | 0.71 | 0.75 | 0.67 | 0.85 | 0.98 | 0.63 | 4 |
| NY50 | 0.43 | 0.97 | 0.82 | 0.57 | 0.88 | 0.75 | 0.71 | 0.75 | 0.55 | 12 |
2.4 不同花生品种(系)幼苗期相对耐盐系数聚类分析
对幼苗期D值进行聚类分析,在遗传距离为10处,可将50份供试材料分为5大类(表6、图1)。第Ⅰ类是高度耐盐型品种,D值为0.76,品种为濮花9805-2,占供试材料的2.0%;第Ⅱ类是耐盐型品种,D值范围为0.61~0.68,包括花小宝25、花育50号、远杂9847等8份材料,占供试材料的16.0%;第Ⅲ类是中等耐盐型品种,D值范围为0.49~0.56,包括濮花0224-1N、花育44号、花小宝19等13份材料,占供试材料的26.0%;第Ⅳ类是敏感型品种,D值范围为0.36~0.48,包括花小宝23、山花11号、花育41号等24份材料,占供试材料的48.0%;第Ⅴ类是高度敏感型材料,D值范围为0.25~0.31,包括山花15号、花育22号、山花13号等4份材料,占供试材料的8.0%。从上述结果可以看出,中等耐盐型和敏感型品种较多,高度耐盐型和高度敏感型品种较少,属于高度耐盐型的1份材料其8个性状的相对耐盐系数大多在平均水平之上,可见耐盐性强弱是由多个性状耐盐程度共同决定的。
表6 基于D值的耐盐性评价
Table 6
| 类群 Cluster | D值范围 Range of D-value | 苗期相对耐盐性 Seedling relative salt-tolerance | 材料数量 Quantity of materials |
|---|---|---|---|
| Ⅰ | 0.76 | 高度耐盐型 | 1 |
| Ⅱ | 0.61~0.68 | 耐盐型 | 8 |
| Ⅲ | 0.49~0.56 | 中等耐盐型 | 13 |
| Ⅳ | 0.36~0.48 | 敏感型 | 24 |
| Ⅴ | 0.25~0.31 | 高度敏感型 | 4 |
图1
图1
不同品种(系)D值聚类分析
Fig.1
Cluster analysis of D-values for different varieties (lines)
3 讨论
不同农作物的耐盐性因品种、基因的差异等因素使得耐盐性强度也不尽相同[15-16]。前人研究[17-18]表明,盐胁迫对作物的生长发育有抑制作用,表现为生长缓慢或延迟,根系不发达,鲜重增加量和干物质的积累受抑制,产量不高,这种抑制效应随盐胁迫浓度的增加而变强。也有研究[7]表明,作物发育的不同时期其耐盐性也不相同。盐胁迫下,小麦的敏感时期在三叶期,水稻的敏感时期在离乳期,大豆在发芽期最敏感。而花生整个生育期内盐敏感性表现为幼苗期<开花期<结荚期,花生在幼苗期对盐分的敏感性较高,其抗盐胁迫能力相对较弱,这一阶段的耐盐能力是整个生长周期中花生耐盐性的直接反映。沈一等[9]对49份花生品种的幼苗进行耐盐性鉴定,筛选出2个敏感型品种和4个耐盐型品种。慈敦伟等[11]对200份花生品种进行了幼苗期不同浓度的耐盐性系统评价,筛选出14个在不同浓度下都表现出耐盐性的品种。陈杨等[19]利用水培法鉴定花生幼苗期耐盐性,筛选出幼苗期耐盐性品种山花18号。本研究在幼苗期对50份品种(系)进行幼苗期耐盐性鉴定,筛选出了1个幼苗期高度耐盐型品种和8个耐盐型品种。
耐盐指标通常以作物的实际生长指标为标准,选用多个指标比单一指标更能全面反映作物耐盐性[20-21]。朱世杨等[22]研究发现,发芽势、发芽指数、活力指数和根长可以作为花椰菜萌发期耐盐性筛选的指标。王兴州等[23]认为,春小麦萌发期耐盐品种筛选的主要指标为苗高、苗鲜重和根数。董志刚等[16]研究表明,番茄可用地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、根干重、壮苗指数和根冠比来衡量幼苗期耐盐性的强弱。杨圆圆[24]利用沙水培进行花生品种苗期耐盐性鉴定,认为主茎高和侧枝长可以作为主要耐盐鉴定指标。而沈一等[9]同样认为主根长和苗高可作为花生品种幼苗期耐盐评价指标。本研究对50份花生种质材料的幼苗期耐盐指标进行主成分分析,将8个相对耐盐系数归为4个主成分,其中相对地上部鲜重、相对地上部干重、相对根鲜重、相对根干重和相对苗高对幼苗期耐盐性贡献率较大,得出花生幼苗期生物量和干物质积累量可作为评价花生品种幼苗期耐盐性的主要鉴定指标。
作物耐盐性的评价方法有很多,例如系数法、模糊隶属函数法和综合评价法等。由于本试验的评价指标较多,不能忽略不同指标对耐盐性的相关度,因此通过隶属函数法,对8个耐盐性指标赋予权重,通过D值来评价作物的耐盐性。本研究中,根据D值与幼苗期各指标相对耐盐系数间的相关性可以看出,相对地上部鲜重、相对地上部干重、相对根鲜重、相对根干重、相对苗高与D值相关性都较高,与主成分分析结果一致,因此进一步说明了花生幼苗期生物量和干物质积累量可作为幼苗期耐盐性的主要鉴定指标。下一步将对引进花生品种进行大田全生育期耐盐性鉴定,从存活率、倒伏率、株高和地上部长势等性状筛选耐盐品种,为后续品种选育和推广以及耐盐基因挖掘打下基础。
4 结论
生物量和干物质积累量是花生幼苗期耐盐性的主要鉴定指标。通过隶属函数法和聚类分析将50份花生材料划为5个耐盐级别,其中高度耐盐型材料1份,耐盐型材料8份,中等耐盐型材料13份,敏感耐盐型材料24份,高度敏感型耐盐材料4份。筛选出濮花9805-2、花小宝25、花育50号、远杂9847等9份幼苗期耐盐性强的花生种质材料。
参考文献
Plant salt tolerance and Na+ sensing and transport
Genome-wide association mapping of stress-tolerance traits in cotton
花生萌发期耐盐性综合评价及耐盐种质筛选
DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.2017.06.010
[本文引用: 1]
为了解江苏花生种质资源的耐盐性,挖掘耐盐种质资源,本试验用5 g/L NaCl浓度对47份花生种质材料进行盐胁迫处理,以发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、鲜重、相对含水量、干重的相对值为鉴定指标,采用主成分分析、隶属函数法以及聚类分析方法。结果表明,花生种质材料萌发期的耐盐性强弱结果受多个指标影响,相对含水量和鲜重可以作为花生种质萌发期耐盐性的鉴定指标,5 g/L NaCl溶液可以作为花生萌发期耐盐性鉴定的合适浓度,47份花生材料划为5个耐盐级别,筛选出JP42、JP29、JP23、JP43、JP35、JP4等6份耐盐性强的种质,JP27和JP98为高度敏感材料,隶属函数法结合耐盐分级可以作为一种简便快速鉴定花生萌发期耐盐性的方法。
盐碱胁迫对花生种子发芽特性影响及盐害综合鉴定评价
DOI:10.19802/j.issn.1007-9084.2021245
[本文引用: 1]
随着土壤盐碱地面积不断扩大,盐碱胁迫成为影响花生萌发的重要因素之一。为探究花生品种耐盐碱特性,筛选耐盐碱花生品种,以发芽率、发芽势、发芽指数和盐害率为指标,益花1号、花育25号、花育39号、汾花1号、豫花37号为试验材料,分析NaCl、NaHCO<sub>3</sub>和NaCl+NaHCO<sub>3</sub>(1∶1)3种盐碱类型,4种胁迫浓度(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)对花生种子萌发的影响,对比分析各指标间的差异,并进行耐盐碱能力评价。研究结果表明,盐碱胁迫抑制种子萌发,随着盐碱溶液浓度增加发芽率、发芽势和发芽指数均呈下降趋势,盐害率呈上升趋势,且NaCl+NaHCO<sub>3</sub>(1∶1)胁迫程度大于NaCl和NaHCO<sub>3</sub>,0.9%和1.2%浓度下种子不萌发。盐害等级划分结果与隶属函数综合评价结果显示,益花1号在3种盐碱胁迫下耐盐碱水平均较高,花育39号在各盐碱胁迫下耐盐碱性最差;益花1号为盐碱胁迫下的优势品种;新疆盐碱土壤类型主要为混合盐碱,综合各指标考虑,0.6%的胁迫浓度可作为评价各品种的耐盐碱性强弱的参考浓度。
不同花生品种(系)萌发期耐盐性的鉴定与评价
为筛选耐盐品种以及开展花生耐盐相关研究,本文以相对发芽势、相对发芽率和相对发芽指数为指标对41个花生品种(系)萌发期的耐盐性进行鉴定。结果表明,盐胁迫对花生种子萌发有显著的抑制作用,这种抑制效应随着胁迫浓度的增加而增强,0.5%NaCl浓度胁迫能较好反映品种萌发期的耐盐性差异,可用于花生品种资源的耐盐性鉴定。聚类分析表明,在欧氏距离D=15水平上可以细分为A、B、C、D、E共5个类群,其中A类群耐盐性较强,E类群表现为盐敏感。不同地区品种对不同NaCl浓度的耐性差异明显,河南品种的耐盐性较强;不同类型花生品种中以高世代品系的耐盐性较强。本研究筛选到3份耐盐品种和2份盐敏感品种,可用于花生耐盐的相关研究。
Salt tolerance classification of crops according to soil salinity and to water stress day index
Improving crop salt tolerance
DOI:10.1093/jxb/erh003
PMID:14718494
[本文引用: 1]
Salinity is an ever-present threat to crop yields, especially in countries where irrigation is an essential aid to agriculture. Although the tolerance of saline conditions by plants is variable, crop species are generally intolerant of one-third of the concentration of salts found in seawater. Attempts to improve the salt tolerance of crops through conventional breeding programmes have met with very limited success, due to the complexity of the trait: salt tolerance is complex genetically and physiologically. Tolerance often shows the characteristics of a multigenic trait, with quantitative trait loci (QTLs) associated with tolerance identified in barley, citrus, rice, and tomato and with ion transport under saline conditions in barley, citrus and rice. Physiologically salt tolerance is also complex, with halophytes and less tolerant plants showing a wide range of adaptations. Attempts to enhance tolerance have involved conventional breeding programmes, the use of in vitro selection, pooling physiological traits, interspecific hybridization, using halophytes as alternative crops, the use of marker-aided selection, and the use of transgenic plants. It is surprising that, in spite of the complexity of salt tolerance, there are commonly claims in the literature that the transfer of a single or a few genes can increase the tolerance of plants to saline conditions. Evaluation of such claims reveals that, of the 68 papers produced between 1993 and early 2003, only 19 report quantitative estimates of plant growth. Of these, four papers contain quantitative data on the response of transformants and wild-type of six species without and with salinity applied in an appropriate manner. About half of all the papers report data on experiments conducted under conditions where there is little or no transpiration: such experiments may provide insights into components of tolerance, but are not grounds for claims of enhanced tolerance at the whole plant level. Whether enhanced tolerance, where properly established, is due to the chance alteration of a factor that is limiting in a complex chain or an effect on signalling remains to be elucidated. After ten years of research using transgenic plants to alter salt tolerance, the value of this approach has yet to be established in the field.
引进春小麦品种萌发期耐盐性鉴定及评价
DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2023.06.007
[本文引用: 1]
【目的】挖掘国外引进春小麦品种中的优异种质资源,筛选出耐盐性较强的品种,为小麦萌发期耐盐性鉴定指标的筛选及耐盐性品种的选育提供参考。【方法】采用200 mmol/L NaCl溶液模拟盐胁迫环境,鉴定评价77份国外引进春小麦种质资源并进行室内萌发期耐盐性,测定最长根长、苗高、根数、胚芽鞘、根鲜重、苗鲜重、根干重、苗干重等10个性状指标,应用隶属函数、聚类分析、因子分析等方法综合评价小麦萌发期耐盐性。【结果】在盐胁迫下,10个性状在77份春小麦种质资源之间差异显著。盐胁迫下各指标测量值与对照相比较均明显下降,且各指标之间呈现极显著或显著正相关关系。不同小麦品种间的耐盐性表现出较大的差异,D值的变幅为0.08~0.77。77份材料按耐盐性强弱可分为4类,澄利马拉等17份小麦品种为耐盐型,濑户小麦等36份小麦品种为中度耐盐型,Kenya 178 Q8等16份小麦品种为盐敏感型,Sea Wari 48等8份小麦品种为盐高度敏感型。幼苗鲜重、根数在生物量因子和根部性状因子中的载荷量分别为0.87、0.62。【结论】幼苗鲜重以及根数可作为小麦萌发期耐盐性鉴定的可靠指标。
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