作物杂志, 2025, 41(5): 61-66 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.05.009

专题:盐碱胁迫下作物抗逆响应与生态调控

燕麦萌发期对混合盐碱胁迫的响应及耐受性评价

陈萍,1,2, 罗园园2, 王娟2, 孙权,3, 马玲芳2, 马文礼2, 谢静波2

1 宁夏大学林业与草业学院750021宁夏银川

2 宁夏农垦农林牧技术推广服务中心750021宁夏银川

3 宁夏大学农学院750021宁夏银川

Response and Tolerance Evaluation of Oat to Mixed Saline-Alkali Stress at Germination Stage

Chen Ping,1,2, Luo Yuanyuan2, Wang Juan2, Sun Quan,3, Ma Lingfang2, Ma Wenli2, Xie Jingbo2

1 College of Forestry and Prataculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, Ningxia, China

2 Ningxia Reclamation Agricultural, Forestry and Animal Husbandry Technology Extension and Service Center, Yinchuan 750021, Ningxia, China

3 College of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, Ningxia, China

通讯作者: 孙权,研究方向为农业资源与环境,E-mail:sun_q@nxu.edu.cn

收稿日期: 2025-02-10   修回日期: 2025-03-14   网络出版日期: 2025-04-23

基金资助: 宁夏回族自治区青年拔尖人才项目(7206-2023)
重点实验室开放基金项目(LDER2023Z03)

Received: 2025-02-10   Revised: 2025-03-14   Online: 2025-04-23

作者简介 About authors

陈萍,研究方向为牧草栽培与生理生态,E-mail:281297189@qq.com

摘要

为评估不同燕麦品种的盐碱耐受性,并筛选出耐盐碱品种,使用3类盐NaCl、Na2SO4和NaHCO3按照摩尔比1:1:1分别配制浓度为0.8%和1.2%的混合盐碱胁迫溶液,蒸馏水处理为对照,基于隶属函数法对18份燕麦品种的耐盐碱性进行综合评价与筛选。结果表明,在盐碱胁迫下,不同燕麦品种的耐受能力不同,发芽率、发芽势、根长、芽鲜重和根鲜重指标均受到不同程度的影响,且互有相关性;通过主成分分析,以特征值大于1为标准得到3个主成分,可解释74.20%的耐盐碱指标信息;结合隶属函数分析,可获得不同燕麦品种耐盐碱综合评价值(D)。根据D值进行聚类分析,将18个燕麦品种划分为3个等级,其中高耐盐碱型6个,中耐盐碱型5个,盐碱敏感型7个。

关键词: 燕麦; 盐碱胁迫; 主成分分析; 隶属函数; 回归分析

Abstract

In order to evaluate the saline-alkali tolerance of different oat varieties and screen out oat varieties with saline-alkali tolerant characteristics, this study utilized stress solutions with three salts NaCl, Na2SO4, and NaHCO3 at concentrations of 0.8% and 1.2% based on a molar ratio of 1:1:1, and using the distilled water treatment as control. A comprehensive evaluation and screening of the saline-alkali tolerance of 18 oat varieties were conducted using the membership function method. The results showed that under saline-alkali stress, different oat varieties exhibited different tolerances to the stress. Indicators such as germination rate, germination potential, root length, shoot fresh weight, and root fresh weight were all affected to different degrees and were intercorrelated. Through principal component analysis, three principal components with eigenvalues greater than 1 were identified, which could explain 74.20% of the information from the saline-alkali tolerance indicators. Combined with the membership function analysis, a comprehensive evaluation (D-value) for saline-alkali tolerance was obtained for different oat varieties. Based on the D-value, cluster analysis was conducted, categorizing the 18 oat varieties into three classes, including six high saline-alkali tolerance types, five medium saline-alkali tolerance types, and seven saline-alkali sensitive types.

Keywords: Oat; Saline-alkali stress; Principal component analysis; Membership function; Regression analysis

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本文引用格式

陈萍, 罗园园, 王娟, 孙权, 马玲芳, 马文礼, 谢静波. 燕麦萌发期对混合盐碱胁迫的响应及耐受性评价. 作物杂志, 2025, 41(5): 61-66 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.05.009

Chen Ping, Luo Yuanyuan, Wang Juan, Sun Quan, Ma Lingfang, Ma Wenli, Xie Jingbo. Response and Tolerance Evaluation of Oat to Mixed Saline-Alkali Stress at Germination Stage. Crops, 2025, 41(5): 61-66 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.05.009

土壤盐碱化是农牧业中仅次于干旱的第二大非生物胁迫因子[1],不仅限制生产发展,还会对全球生态系统稳定性和生物多样性等产生影响,是人类面临的重大生态环境危机之一[2-4]。中国盐碱土面积约为9871.6万hm2[5],生产力水平低,其中宁夏盐碱地治理难度大,产能低且效益不高,是影响当地生态系统稳定和制约农业高质量发展的主要因素。但盐碱地通过科学治理与合理规划,可以转变为优质耕地,显著提升粮食生产力,其中种植耐盐碱作物是实现盐碱地有效利用的重要途径。

燕麦(Avena sativa L.)为禾本科早熟禾亚科燕麦属植物,具有抗旱、抗盐碱、耐寒及耐土壤贫瘠的特性,是半干旱区重要的粮饲兼用作物;其可在pH 8.0~9.5的土壤中生长良好,是治理土壤盐碱化和荒漠化的优良饲草,被称为盐碱地改良的先锋作物[6]。有研究[1]报道,种子萌发阶段是决定植物在盐胁迫环境下能否顺利完成生育周期的关键时期,对植物后续生长起决定性作用。目前,众多研究[7-9]仅在单盐胁迫下观测燕麦萌发期的响应,而盐碱土壤中多以复盐为主。因此,本研究根据前期在宁夏农垦集团前进农场盐碱地的盐分组成调查结果,模拟真实场景,使用3类盐NaCl、Na2SO4和NaHCO3按照摩尔比1:1:1配制混合盐碱溶液进行胁迫处理,对18个燕麦品种进行了耐盐碱性评价,旨在为当地盐碱地改良利用中适宜燕麦品种的选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为全国主推的18个燕麦品种(表1)。

表1   参试材料基本信息

Table 1  Basic information of the test materials

编号
Code
名称
Name
产地
Origin
编号
Code
名称
Name
产地
Origin
Y1甜燕1号加拿大Y10白燕7号中国
Y2甜燕3号加拿大Y11甜燕60加拿大
Y3牧王加拿大Y12莫妮达加拿大
Y4青优中国Y13牧思特加拿大
Y5喜韵加拿大Y14青引2号中国青海
Y6大富翁加拿大Y15挑战者加拿大
Y7牧乐思中国Y16莫妮卡中国
Y8甜燕70加拿大Y17白燕2号中国
Y9三星加拿大Y18喜越中国

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1.2 试验方法

试验采用赛福智能人工气候培养箱对供试品种进行培养,昼/夜温度为22 ℃/20 ℃,光照/黑暗为16 h/8 h,湿度为80%。每个品种挑选大小一致、籽粒饱满且无病虫害的燕麦种子,先用75%乙醇溶液浸泡消毒1 min,然后用自来水冲洗2次,再使用无离子水冲洗3次,滤纸吸干种子表面水分。采用纸上发芽法,在直径110 mm的培养皿中用双层滤纸铺好,每组选用50粒种子,用分析纯NaCl、Na2SO4和NaHCO3按照摩尔比1:1:1配制胁迫溶液。参考已有研究[6],0.8%、1.2%复合盐溶液可用于鉴定燕麦的耐盐性,故本试验选取的胁迫浓度为0.8%和1.2%。分别吸取5 mL各浓度溶液作为培养液浸润滤纸,每个浓度处理设置3次重复,用等量的蒸馏水作为对照。每天用蒸馏水补充相同的水分,使各种处理浓度维持不变。

试验第5天开始统计种子发芽数,记录至第10天,并在第10天每个培养皿选取10株,测定芽长、根长、芽和根的鲜重、干重等。发芽标准为种子胚根长度达到种子自身长度的1/2。相关指标计算公式如下:

发芽势(%)=第5天发芽种子数/供试种子数×100;

发芽率(%)=第10天发芽种子数/供试种子数×100;

发芽指数=∑(第t日的发芽种子个数/相应的发芽日数);

各测定指标耐盐碱系数(%)=处理测定值/对照测定值×100;

各测定指标盐害率(%)=(对照测定值-处理测定值)/对照测定值×100。

1.3 数据处理

采用Excel 2007软件处理和分析数据,用SPSS和Origin进行方差分析、主成分分析、相关性分析和聚类分析。具体公式[10]为:

$\begin{array}{l}\mu\left(X_{i j}\right)=\left(X_{i j}-X_{i \min }\right) /\left(X_{i \max }-X_{i \min }\right), \quad i=1, \quad 2, \quad 3, \cdots, n\end{array}$

式中,μ表示隶属函数值,Xij表示第j个品种第i个主成分值,Xi maxXi min分别表示第i个主成分的最大值和最小值。

$wi=Pi/{\sum }_{\text{i}\text{=1}}^{\text{n}}{\text{P}}_{\text{i}},i=1,2,3,\dots ,n$

式中,wi表示第i个主成分的权重,Pi为第i个主成分的贡献率。

$Dj={\sum }_{\text{i}\text{=1}}^{\text{n}}\text{[}\text{μ}\text{(}{\text{X}}_{\text{ij}}\text{)×}{\text{w}}_{\text{i}}\text{]}\text{i}\text{=1}\text{,}\text{2}\text{,}\text{3}\text{,…,}\text{n}$

式中,Dj表示第j个品种在盐碱胁迫下耐盐碱能力的综合评价值,D值越大,耐盐性越强。

2 结果与分析

2.1 盐碱胁迫对不同燕麦品种萌发期各指标盐害率的影响

燕麦萌发期在不同浓度盐碱胁迫下,各指标盐害率表现不同(表2),整体而言,0.8%低浓度(S1)下的变异系数均高于1.2%高浓度(S2),但不同浓度下各指标变化趋势一致。在0.8%和1.2%浓度的盐胁迫下,根长的盐害率均表现为最大,平均值分别为74.0%和88.5%,但变幅最小,分别为55.5%~ 88.4%和75.6%~95.1%;0.8%低盐浓度胁迫下,芽干重的盐害率最小(18.9%),变幅为0.4%~44.0%,变异系数为83.8%;1.2%高盐浓度胁迫下,发芽率的盐害率最小(29.9%),变异系数也最小(5.0%)。

表2   盐碱胁迫对不同燕麦品种萌发期各指标盐害率的影响

Table 2  Effects of saline-alkali stress on salt damage rate of different oat varieties at germination stage

指标Index范围Range标准偏差Standard deviation平均值Mean变异系数CV (%)
S1S2S1S2S1S2S1S2
总发芽指数盐害率
Total germination index salt damage rate (%)
10.2~57.0
15.4~69.9
15.6
17.2
37.8
51.1
41.3
33.6
发芽率盐害率Germination rate salt damage rate (%)0.0~56.64.1~61.516.518.122.429.973.95.0
发芽势盐害率Germination potential salt damage rate (%)6.9~100.010.3~100.031.131.162.382.549.937.7
根长盐害率Root length salt damage rate (%)55.5~88.475.6~95.19.76.074.088.513.16.8
芽鲜重盐害率Shoot fresh weight salt damage rate (%)0.6~62.23.4~71.420.020.524.937.780.554.3
根鲜重盐害率Root fresh weight salt damage rate (%)4.8~68.830.5~80.518.915.737.561.250.525.7
芽干重盐害率Shoot dry weight salt damage rate (%)0.4~44.09.0~59.415.814.818.930.583.848.6
根干重盐害率Root dry weight salt damage rate (%)14.5~58.817.0~78.412.416.635.658.934.928.2

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2.2 盐碱胁迫对不同燕麦品种各性状耐盐碱系数的相关性分析

耐盐碱系数能够反映各处理指标与对照相比的结果。相关性分析结果(表3)表明,盐碱胁迫对燕麦品种各性状有不同程度的影响,各指标之间存在不同程度的关联性。7个耐盐碱系数指标中,发芽率与发芽势、根长和芽鲜重呈负相关;根干重与发芽率呈极显著正相关;发芽势和各指标均呈正相关,其中,与根长极显著正相关。上述结果表明这些指标与燕麦的耐盐碱性关系密切。

表3   不同燕麦品种各性状耐盐碱系数的相关性分析

Table 3  Correlation analysis of saline-alkali tolerance coefficient of different oat varieties

指标IndexZ1Z2Z3Z4Z5Z6Z7
Z11
Z2-0.2161
Z3-0.1730.474**1
Z4-0.0110.0610.371*1
Z50.2940.0250.489**0.2421
Z60.329*0.015-0.0430.320*0.0921
Z70.441**0.0900.308*0.1860.710**0.2831

Z1:发芽率耐盐碱系数;Z2:发芽势耐盐碱系数;Z3:根长耐盐碱系数;Z4:芽鲜重耐盐碱系数;Z5:根鲜重耐盐碱系数;Z6:芽干重耐盐碱系数;Z7:根干重耐盐碱系数,下同。“*”表示在P < 0.05水平显著相关,“**”表示在P < 0.01水平极显著相关。

Z1: salinity tolerance coefficient of germination rate; Z2: salinity tolerance coefficient of germination potential; Z3: salinity tolerance coefficient of root length; Z4: salinity tolerance coefficient of shoot fresh weight; Z5: salinity tolerance coefficient of root fresh weight; Z6: salinity tolerance coefficient of shoot dry weight; Z7: salinity tolerance coefficient of root dry weight, the same below.“*”indicates significant correlation at P < 0.05 level,“**”indicates extremely significant correlation at P < 0.05 level.

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2.3 高盐碱胁迫下不同燕麦品种各性状耐盐碱系数的主成分分析

进一步采用主成分分析法,对1.2%高盐浓度处理下7个萌芽期指标的耐盐碱系数进行分析,筛选可靠的耐盐碱评价指标。由表4可知,3个主成分的累计贡献率达到74.20%,且特征值均大于1,可以将原来的指标降维成为3个相互独立的综合指标。第1主成分特征值为2.377,贡献率34.64%,与根长、根鲜重和根干重相关性最大,相关系数均大于0.75,主要反映根部性状;第2主成分特征值为1.385,累计贡献率达58.62%,与发芽率和发芽势正相关性最强,相关系数均大于0.55;第3主成分特征值为1.147,贡献率为15.58%,与芽鲜重和芽干重相关性最大,相关系数均大于0.45,表明特征向量凝聚的信息主要为芽的相关性状。

表4   1.2%高盐碱胁迫下不同燕麦品种各性状耐盐碱系数的主成分分析

Table 4  Principal component analysis of saline-alkali tolerance coefficient of different oat varieties under 1.2% high saline-alkali stress

指标
Index
主成分因子
Principal component factor
PC1PC2PC3
Z10.0520.7500.145
Z20.3620.5520.189
Z30.844-0.2670.056
Z40.448-0.5880.459
Z50.8300.014-0.310
Z60.0620.1400.869
Z70.7980.287-0.157
特征值Eigenvalue2.3771.3851.147
贡献率Contribution rate (%)34.6423.9815.58
累计贡献率
Cumulative contribution rate (%)
34.64
58.62
74.20

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2.4 不同燕麦品种耐盐碱性的综合分析

为综合评价不同基因型燕麦的耐盐碱性,根据隶属函数值和各指标的权重计算各燕麦品种的D值(表5)。挑战者、牧王和莫妮达的D值分别为0.550、0.430和0.410,在1.2%盐碱胁迫下表现最佳,综合耐盐碱能力最强;而青优受盐碱胁迫影响最为显著,表明其耐盐碱性最弱。

表5   不同燕麦品种的综合指标值、权重、μ(Xj)、D值及综合评价

Table 5  The comprehensive indicator values, indicator weight, μ(Xj), D-value and comprehensive evaluation of different oat varieties

编号Code品种VarietyPC1PC2PC3μ(X1)μ(X2)μ(X3)DD-value排名Rank
Y1甜燕12.31-0.820.450.9670.3040.468-0.0609
Y2甜燕30.50-0.320.030.4290.3950.165-0.28014
Y3牧王2.420.851.191.0000.6071.0000.4302
Y4青优-0.940.71-0.200.0000.5820.000-0.51018
Y5喜韵1.260.140.190.6550.4780.281-0.08011
Y6大富翁0.801.240.540.5180.6780.5320.0957
Y7牧乐思0.72-0.010.320.4940.4510.374-0.32016
Y8甜燕1.71-1.210.270.7890.2330.3380.2904
Y9三星1.631.340.500.7650.6960.504-0.20512
Y10白燕71.700.330.820.7860.5130.7340.2456
Y11甜燕1.260.410.520.6550.5270.518-0.22513
Y12莫妮达2.181.000.920.9290.6350.8060.4103
Y13牧思特1.250.730.670.6520.5850.6260.2655
Y14青引21.79-2.490.330.8130.0000.381-0.32117
Y15挑战者0.283.010.660.3631.0000.6190.5501
Y16莫妮卡1.70-0.300.280.7860.3980.3450.0708
Y17白燕21.44-0.820.240.7080.3040.317-0.06510
Y18喜越-0.341.170.370.1790.6650.410-0.28515
权重Weight0.4740.2830.243

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D值进行聚类分析(图1),将18个品种划分为3类,其中牧王、甜燕70、白燕7号、莫妮达、牧思特和挑战者为强耐盐碱型,甜燕1号、喜韵、大富翁、莫妮卡和白燕2号为中耐盐碱型,甜燕3号、青优、牧乐思、三星、甜燕60、青引2号和喜越为盐碱敏感型。

图1

图1   18个燕麦品种的D值聚类树状图

Fig.1   Clustering dendrogram of 18 oat varieties based on D-value


3 讨论

盐碱胁迫对植物生长的影响是多途径和多数量性状调控的综合反应,因此,作物耐盐碱性也是多因子共同作用的结果,单一指标无法全面且综合地反映作物耐盐碱的本质[11-13]。通过整合根长、发芽率和生物量等性状及各性状指标的耐盐碱指数,能够全面评估植物的耐逆能力。现阶段关于抗逆性的综合评价方法已广泛应用于水稻[14]、玉米[15]和小麦[16]等作物中。研究[17]发现,混合盐碱胁迫对作物的危害程度远非单一盐或碱胁迫可比。本研究使用3类盐NaCl、Na2SO4和NaHCO3的混合溶液模拟盐碱胁迫环境,对不同燕麦品种开展耐盐碱性鉴定与筛选,更能贴近实际生产,筛选出的品种更具代表性。利用综合评价法评价作物的耐逆性,工作量大且过程繁琐[18]。本研究采用多元统计分析法,将盐碱胁迫处理下18个燕麦品种萌发期的7个单项指标转换成3个集中反映耐盐碱信息的综合指标,可以快速为种质资源的筛选提供参考,同时为燕麦的抗逆性评价提供理论依据。伏兵哲等[19]研究表明,种子萌发期是作物整个生育期的关键阶段;研究[20-21]发现,萌发期对盐碱胁迫更为敏感,该阶段的耐盐碱能力对保障作物后期正常生长发育有着至关重要的作用。耐盐碱燕麦品种在胁迫条件下可以通过调节吲哚乙酸和脱落酸的动态平衡,维持根尖分生组织的细胞分裂活性,从而显著促进根系延伸。同时,抗氧化酶系统(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)的活性增强,以及渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖)的积累,共同维持了种子在胁迫条件下的高发芽率。此外,耐盐碱品种通过提高光合作用效率和碳同化能力,在胁迫条件下保持较高的生物量积累,表现出更强的生长适应能力。因此,本研究选择萌发期的发芽率、发芽势、根长、芽鲜重、根鲜重、芽干重和根干重7项指标对参试材料进行耐盐碱综合能力鉴定,尽可能全面评价各燕麦品种的耐盐碱性。

主成分分析结果表明,第1主成分主要反映根部性状,张静等[22]研究表明根长与D值的相关性最强;Croser等[23]研究认为根系对盐分更为敏感;陈二影等[24]研究发现盐碱胁迫对谷子的根长影响最大;研究[25]发现根部对盐胁迫表现更为敏感,根系长度可作为小麦和小黑麦等禾本科作物耐盐能力的参考指标。上述结果与本研究相同,可能由于根系细胞膜的稳定性、离子平衡能力以及渗透调节能力与作物耐盐碱性密切相关。第2主成分的累计贡献率达到了58.62%,发芽率和发芽势与其正相关性较强,贡献率较大,这与彭小星等[26]的研究结果一致;陈新等[1]同样认为发芽势和发芽率与裸燕麦萌发期耐盐性关系密切;付鸾鸿等[27]认为鉴定燕麦萌发期耐盐碱性的主要指标是发芽势;武俊英等[6]研究也证实发芽率是野燕麦萌发期耐盐性鉴定的主要指标。芽的物质积累量与第3主成分的相关性较大,前人[24]于谷子研究中发现芽的干重和鲜重是评估耐盐碱性的关键指标;对蚕豆[26]的研究亦表明根长、根鲜重、根干重、发芽率、发芽势、芽干重和芽鲜重均可作为燕麦萌发期耐盐碱性评估的重要指标。综合相关性分析和主成分分析结果可知,本研究中根长可作为筛选萌发期耐盐碱燕麦品种的首要指标;其次,根鲜重、发芽势和发芽率亦是燕麦萌发期耐盐碱性综合评价与筛选的关键指标。本研究中燕麦耐盐碱性评价体系采用相关性分析、主成分分析和隶属函数分析法,得到不同燕麦品种萌发期耐盐碱性综合评价值D,基于此对18份燕麦品种的耐盐碱性进行排序。通过聚类分析,18个燕麦品种被划分为高度耐盐碱型(6份)、中度耐盐碱型(5份)和盐碱敏感型(7份)。研究结果为燕麦耐盐碱品种的选育和相关基因挖掘提供了关键的种质资源。

4 结论

不同浓度盐碱胁迫对燕麦萌发期的影响存在差异,0.8%低浓度复合盐碱胁迫下各性状的变异系数均高于1.2%高浓度处理。通过主成分分析,将1.2%高浓度盐碱胁迫下各性状指标简化为3个综合指标。通过隶属函数分析以及聚类分析方法,18个燕麦品种被划分为3种类型,其中高耐盐碱型品种6个,中耐盐碱型品种5个,盐碱敏感型品种7个。研究结果为燕麦萌发期耐盐碱品种的选育及评估提供了理论依据。

参考文献

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      [本文引用: 3]

【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。

高彩婷, 刘景辉, 徐寿军, .

燕麦盐胁迫响应基因的差异表达与生理响应的关系

西北植物学报, 2015, 35(7):1385-1393.

[本文引用: 1]

李俊伟, 刘景辉, 王俊英, .

盐与碱胁迫对燕麦离子平衡和有机酸含量的影响

西北植物学报, 2022, 42(10):1700-1710.

孙墨可, 李俊伟, 张曼, .

碱胁迫对不同品种燕麦幼苗生长及生理特性的影响

江苏农业科学, 2022, 50(17):109-114.

[本文引用: 1]

杜良宗, 谭昆, 周少梁.

土壤盐碱地改良的研究分析与发展概况

土壤科学, 2021, 9(1):14-17.

[本文引用: 1]

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.

[本文引用: 3]

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。

蔡天革, 王鹏, 唐凤德.

盐胁迫对燕麦种子萌发和幼苗抗氧化酶的影响

辽宁大学学报(自然科学版), 2016, 43(1):74-78.

[本文引用: 1]

蔺军.

黑麦和燕麦种子萌发期耐盐性、抗旱性比较

中国草食动物科学, 2016, 36(4):31-34.

Han L P, Liu H T, et al.

Potential application of oat for phytoremediation of salt ions in coastal saline-alkali soil

Ecological Engineering, 2013, 61:274-281.

[本文引用: 1]

张宇君, 赵丽丽, 王普昶, .

燕麦萌发期抗旱指标体系构建及综合评价

核农学报, 2017, 31(11):2236-2242.

DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2017.11.2236      [本文引用: 1]

为探究不同燕麦品种间的抗旱性强弱,构建燕麦品种抗旱评价体系,以6种燕麦品种为试验材料,分别测定蒸馏水(对照,CK)、-0.2、-0.4、-0.8及-1.2 MPa聚乙二醇(PEG-6000)渗透胁迫下不同燕麦品种发芽势、发芽率、发芽指数等7项指标,分析不同干旱胁迫对燕麦种子萌发的影响;以鉴定指标相对值作为抗旱评价指标,在主成分分析的基础上利用GGE-biplot双标图,构建供试燕麦品种抗旱性的评价指标体系,并结合加权隶属函数法综合评价各燕麦品种的抗旱性能。结果表明,-0.2 MPa和-0.4 MPa PEG-6000处理对种子萌发和幼苗生长具有促进作用,其中不同燕麦品种在 -0.4 MPa 胁迫下相对发芽率、相对活力指数均显著高于CK和-1.2 MPa胁迫组(P<0.05)。利用主成分分析与GGE-biplot双标图将7项评价指标转换为3个综合指标(Z1、Z2、Z3),构建出不同燕麦品种萌发期抗旱性评价体系。在Z1、Z2、Z3权重的基础上,结合加权隶属函数法评价出供试材料种子萌发期抗旱性强弱为青海燕麦>甜燕1号燕麦>奥塔燕麦>ESK燕麦>普兰顿燕麦>干旱燕麦。本研究结果为燕麦抗旱性评价、抗旱品种选育及其机理研究提供了理论依据。

Koyama M L, Levesley A, Koebner R M.

Quantitative trait loci for component physiological traits determining salt tolerance in rice

Plant Physiology, 2001, 125(1):406-422.

DOI:10.1104/pp.125.1.406      PMID:11154348      [本文引用: 1]

Rice (Oryza sativa) is sensitive to salinity, which affects one-fifth of irrigated land worldwide. Reducing sodium and chloride uptake into rice while maintaining potassium uptake are characteristics that would aid growth under saline conditions. We describe genetic determinants of the net quantity of ions transported to the shoot, clearly distinguishing between quantitative trait loci (QTL) for the quantity of ions in a shoot and for those that affect the concentration of an ion in the shoot. The latter coincide with QTL for vegetative growth (vigor) and their interpretation is therefore ambiguous. We distinguished those QTL that are independent of vigor and thus directly indicate quantitative variation in the underlying mechanisms of ion uptake. These QTL independently govern sodium uptake, potassium uptake, and sodium:potassium selectivity. The QTL for sodium and potassium uptake are on different linkage groups (chromosomes). This is consistent with the independent inheritance of sodium and potassium uptake in the mapping population and with the mechanistically different uptake pathways for sodium and potassium in rice under saline conditions (apoplastic leakage and membrane transport, respectively). We report the chromosomal location of ion transport and selectivity traits that are compatible with agronomic needs and we indicate markers to assist selection in a breeding program. Based upon knowledge of the underlying mechanisms of ion uptake in rice, we argue that QTL for sodium transport are likely to act through the control of root development, whereas QTL for potassium uptake are likely to act through the structure or regulation of membrane-sited transport components.

武辉, 侯丽丽, 周艳飞, .

不同棉花基因型幼苗耐寒性分析及其鉴定指标筛选

中国农业科学, 2012, 45(9):1703-1713.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.09.005     

【目的】研究不同基因型棉花幼苗耐寒特性,筛选耐低温鉴定指标,建立可靠的棉花耐寒性数学评价模型,为棉花耐寒新品种选育、推广及大规模品种耐寒性评价奠定基础。【方法】以15个棉花品种(系)为试验材料,对其在低温胁迫(5℃、12 h)及恢复处理(25℃、24 h)下幼苗叶片的光合气体交换参数、叶绿素荧光动力学参数、叶绿素含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量和相对电导率等12个生理指标进行测定,以各单项指标的耐寒系数作为衡量耐寒性的依据,运用主成分分析、聚类分析和逐步回归等方法对其耐寒性进行综合评价。【结果】通过主成分分析将12个单项生理指标转换为7个相互独立的综合指标;通过隶属函数法和聚类分析将15个棉花品种(系)按耐寒性强弱划分为3类;通过逐步回归建立棉花幼苗耐寒性评价数学模型,D=0.275-0.244Fo1+0.206Fv/Fm1+0.326gs2-0.056SS+0.225MDA+0.038REC(R2=0.995),估计精度大于94.25%,并筛选出6个耐寒性鉴定指标,分别是Fo1、Fv/Fm1、gs2、SS、MDA和REC。【结论】耐寒性强的棉花品种(系)幼苗叶片在低温胁迫下受到伤害较轻,能保持较高的光合电子传递能力,经常温恢复后叶片气孔导度较高,便于光合气体交换,有助于光合能力的恢复;在相同逆境下,通过测定Fo1、Fv/Fm1、gs2、SS、MDA和REC等6个鉴定指标,可进行棉花品种耐寒性强弱的快速鉴定和预测。

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.

[本文引用: 1]

冯钟慧. 水稻幼苗对碱胁迫的响应及脱落酸的调控机制研究. 长春:中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所), 2024.

[本文引用: 1]

席津妤. 玉米苗期耐盐碱种质评价和关联分析. 泰安:山东农业大学, 2024.

[本文引用: 1]

姚婷, 刘扬, 梁允刚, .

盐碱胁迫对小麦幼苗生长和根际细菌群落结构的影响

微生物学通报, 2023, 50(10):4472-4484.

[本文引用: 1]

张新草, 薛项潇, 姜深, .

大豆种质发芽期耐盐碱性鉴定及指标筛选

西北农业学报, 2020, 29(3):374-381.

[本文引用: 1]

Kerepesi L, Galiba G.

Osmotic and salt stress-induced alteration in soluble carbohydrate content in wheat seedlings

Crop Science, 2000, 40(2):482-487.

[本文引用: 1]

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.

[本文引用: 1]

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, 156:123-127.

[本文引用: 1]

王佺珍, 刘倩, 高娅妮, .

植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展

生态学报, 2017, 37(16):5565-5577.

[本文引用: 1]

张静, 高文博, 晏林, .

燕麦种质资源耐盐碱性鉴定评价及耐盐碱种质筛选

作物学报, 2023, 49(6):1551-1561.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2023.21032      [本文引用: 1]

受气候变化及人类生产活动影响, 世界盐碱地范围不断扩大, 土壤盐碱化现已成为限制农业生产发展的重要因素。燕麦是一种耐盐碱性较强的作物, 为了评价燕麦种质资源耐盐碱性及筛选耐盐碱的燕麦种质, 本研究利用125 mmol L<sup>-1</sup> NaCl、Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>和NaHCO<sub>3</sub> (物质的量比为1∶1∶1)的混合盐碱溶液对485份燕麦核心种质材料进行发芽胁迫处理, 测定了发芽期发芽势、发芽率、根长、芽长、根鲜重、芽鲜重、根干重和芽干重8项指标, 利用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析及聚类分析等方法对参试燕麦种质进行了耐盐碱综合评价及筛选。结果表明: 盐碱胁迫对测定的8项指标均表现出抑制作用; 盐碱胁迫下各指标的隶属函数值之间, 及各指标隶属函数值与综合评价值之间均呈现出极显著的正相关性; 通过主成分分析将8项测定指标转换成了2个主成分, 累计方差贡献率为76.926%; 结合隶属函数分析与聚类分析共筛选出2份高耐盐碱型的燕麦材料: 燕1606和海阔夫斯基596号, 将485份燕麦种质的耐盐碱性划分成了5个等级, 其中高耐盐碱材料2份、耐盐碱材料49份、中等耐盐碱材料147份、盐碱敏感材料129份、盐碱极敏感材料158份; 综合相关性分析、主成分分析和逐步回归方程结果, 确定芽长作为发芽期燕麦耐盐碱筛选的首选指标, 其次根鲜重、芽鲜重、发芽势和发芽率也是进行发芽期燕麦耐盐碱综合评价及筛选的重要指标。

Croser C, Renault S, Franklin J, et al.

The effect of salinity on the emergence and seedling growth of Picea mariana,Picea glauca,and Pinus banksiana

Environmental Pollution, 2001, 115(1):9-16.

PMID:11586777      [本文引用: 1]

Mining operations in areas of the boreal forest have caused salinity issues to be a major concern for reclamation. One of the factors determining successful reclamation is the ability of species to self-propagate. The effects of salinity on the seedling emergence and early growth of three boreal forest conifers: Picea mariana, Picea glauca, and Pinus banksiana were determined. Seeds were planted in sand moistened with solutions of various concentrations of sodium chloride or sodium sulfate. Seedling emergence was monitored on a daily basis and growth parameters assessed after 6 weeks. The emergence of Pinus banksiana seedlings was least affected by salinity, and at certain concentrations, emergence even appeared to be stimulated by the presence of salt. Picea glauca was the most sensitive of the species studied. Hypertrophia was observed in all species at high concentrations of Na2SO4, and an increase in salt levels caused a corresponding reduction in seedling height and weight, root length and number of lateral roots.

陈二影, 王润丰, 秦岭, .

谷子芽期耐盐碱综合鉴定及评价

作物学报, 2020, 46(10):1591-1604.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2020.04064      [本文引用: 2]

以全国主推的53个谷子品种为材料, 在100 mmol L<sup>-1</sup>混合盐碱(NaCl∶NaHCO<sub>3</sub> = 4∶1)胁迫下研究了不同谷子品种的耐盐碱性。结果表明, 在盐碱胁迫下, 53个谷子品种的发芽势、发芽率、根长、芽长、根鲜重和芽鲜重均受到不同程度的抑制, 以对根长的影响最大; 相对发芽势与相对发芽率、相对根长与相对芽长及相对根鲜重与相对芽鲜重均呈显著或极显著正相关。通过主成分分析将14个单项性状指标转化为4个主成分, 累积贡献率为90.4%; 以4个主成分的得分值通过隶属函数分析获得不同品种耐盐碱的综合得分值, 并通过聚类分析将53个谷子品种划分为6种耐盐碱类型, 其中强耐盐碱品种2个, 耐盐碱品种16个, 中间型品种17个, 盐碱敏感品种6个, 不耐盐碱品种9个和极不耐盐碱的品种3个。同时利用回归分析建立了可用于评价谷子耐盐碱性的回归方程D° = 0.298 + 0.037X<sub>2</sub> + 0.144X<sub>3</sub> + 0.018X<sub>6</sub> + 0.209X<sub>7</sub> - 0.183X<sub>9</sub> + 0.115X<sub>11</sub> - 0.201X<sub>12</sub> + 0.112X<sub>13</sub> - 0.101X<sub>14</sub> + 0.284X<sub>15</sub>, 相对发芽率、根长盐害率、芽长盐害率和根冠比盐害率可以作为谷子耐盐碱性的评价指标。

张巧凤, 陈宗金, 吴纪中, .

小麦种质芽期和苗期的耐盐性鉴定评价

植物遗传资源学报, 2013, 14(4):620-626.

DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.2013.04.007      [本文引用: 1]

【目的】研究不同来源小麦种质资源的耐盐性差异,筛选耐盐性较好的品种(系),探索不同生育期小麦耐盐性鉴定的适合盐浓度,为小麦耐盐鉴定及耐盐小麦品种选育提供参考。【方法】对来源不同的293份小麦种质,在1.5%NaCl盐溶液下进行盐胁迫处理,调查各种质的芽期相对盐害指数;选择芽期相对耐盐指数小于40%的24份小麦资源,在苗期进行不同盐浓度胁迫鉴定,测量不同处理的根长及苗高相对生长率。【结果】筛选出16份芽期相对盐害指数小于20%的高耐盐种质和42份芽期相对盐害指数20-40%耐盐的小麦种质;苗期鉴定表明1.0% NaCl盐浓度为合适的筛选浓度、根长相对生长率为适合的苗期耐盐性鉴定指标,以此为鉴定技术筛选出了Marmin-Minhardi譎44-Minturki和花树蒲两份芽期及苗期均表现耐盐的优异小麦种质;【结论】来源不同的小麦资源中芽期综合耐盐性大小依次为地方品种>国外引进品种>中间试验品系;Marmin-Minhardi譎44-Minturki和花树蒲两份耐盐小麦种质可作为小麦耐盐育种新种质。

彭小星, 范惠玲, 滕长才, .

蚕豆种质资源芽期耐盐碱性鉴定评价及耐盐碱种质筛选

西北农业学报, 2025, 34(2):222-231.

[本文引用: 2]

付鸾鸿, 于崧, 于立河, .

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

作物杂志, 2018(6):27-35.

[本文引用: 1]

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