寒地粳稻品种芽期耐碱性研究

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2026.03.012

寒地粳稻品种芽期耐碱性研究

于涵^,¹^,², 胡博¹^,², 曹正男¹^,², 赵振东¹^,², 赵泽强¹^,², 宁晓海¹^,², 陈德权³, 郭玉柱³, 曹立勇^,¹^,²

1 中国水稻研究所， 310006，浙江杭州

2 宝清北方水稻研究中心， 155600，黑龙江宝清

3 黑龙江北大荒农业股份有限公司八五三分公司， 155600，黑龙江宝清

Alkali Tolerance of Cold-Region Japonica Rice at the Bud Stage

Yu Han^,¹^,², Hu Bo¹^,², Cao Zhengnan¹^,², Zhao Zhendong¹^,², Zhao Zeqiang¹^,², Ning Xiaohai¹^,², Chen Dequan³, Guo Yuzhu³, Cao Liyong^,¹^,²

1 China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, Zhejiang, China

2 Baoqing Northern Rice Research Center, Baoqing 155600, Heilongjiang, China

3 853 Branch, Heilongjiang Beidahuang Agriculture Co., Ltd., Baoqing 155600, Heilongjiang, China

通讯作者: 曹立勇，研究方向为水稻遗传育种，E-mail：caoliyong@caas.cn

收稿日期: 2025-12-19 修回日期: 2026-01-25 网络出版日期: 2026-04-10

基金资助:

寒地多抗优质水稻新种质创制及新品种选育(2023DXZD0001)

Received: 2025-12-19 Revised: 2026-01-25 Online: 2026-04-10

作者简介 About authors

于涵，主要从事水稻逆境机理研究，E-mail：yuhan01@caas.cn

摘要

为筛选出适合在盐碱土种植的寒地粳稻品种，选用40 mmol/L混合碱（Na₂CO₃和NaHCO₃）对收集的61份寒地粳稻种质进行处理，观察发芽势、发芽率、芽长等生理指标，将各单项指标耐碱系数作为筛选依据，利用主成分分析法计算各品种的综合得分，通过聚类分析对供试品种进行分类。结果表明，碱胁迫对所有品种的根长和芽长均表现出抑制作用；而在发芽率方面，部分品种经碱胁迫处理后反而呈现出促进效应。主成分分析结果表明，将各生理指标降维为4个主成分，其累计贡献率达85.973%，可有效涵盖耐碱性相关指标的核心信息。聚类分析结果表明，61份材料被分为5类，第1类为强耐碱材料（5份），第2类为耐碱材料（38份），第3类为中度耐碱材料（13份），第4类为敏感材料（4份），第5类为极敏感材料（1份）。

关键词： 碱胁迫; 粳稻; 芽期; 主成分分析

Abstract

To screen cold-region japonica rice germplasm resources suitable for planting in saline-alkali soil, 61 cold-region japonica rice germplasms were treated with 40 mmol/L mixed alkali (Na₂CO₃ and NaHCO₃), and physiological indicators such as germination potential, germination rate, bud length were observed. The single-item alkaline tolerance coefficient was used as the screening criterion, and principal component analysis was applied to calculate the comprehensive score for each variety. The screened varieties were classified using cluster analysis. The results showed that alkali stress inhibited root length and bud length in all varieties. In contrast, in terms of germination rate, some varieties exhibited a promoting effect under alkali stress. Principal component analysis (PCA) revealed that the first four principal components accounted for a cumulative contribution rate of 85.973%, which could effectively cover the core information of the alkali-tolerance indices. Cluster analysis results showed that the 61 materials were divided into five categories. The first category included five highly alkali-tolerant materials, the second category included 38 alkali-tolerant materials, the third category included 13 moderately alkali-tolerant materials, the fourth category included four sensitive materials, and the fifth category included one extremely sensitive material.

Keywords： Alkali stress; Japonica rice; Bud stage; Principal component analysis

PDF (460KB) 元数据多维度评价相关文章导出 EndNote| Ris| Bibtex 收藏本文

本文引用格式

于涵, 胡博, 曹正男, 赵振东, 赵泽强, 宁晓海, 陈德权, 郭玉柱, 曹立勇. 寒地粳稻品种芽期耐碱性研究. 作物杂志, 2026, 42(3): 87-92 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2026.03.012

Yu Han, Hu Bo, Cao Zhengnan, Zhao Zhendong, Zhao Zeqiang, Ning Xiaohai, Chen Dequan, Guo Yuzhu, Cao Liyong. Alkali Tolerance of Cold-Region Japonica Rice at the Bud Stage. Crops, 2026, 42(3): 87-92 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2026.03.012

盐碱胁迫是制约作物生长的主要非生物胁迫之一，对粮食安全构成显著负面影响^[1]。我国作为全球第三大盐碱土分布国家，盐碱土呈现面积大、范围广的特点^[2]，伴随着我国工业污染加剧、农业灌溉和施肥方法不当等因素叠加的影响，我国土壤盐碱化逐渐加剧，严重威胁农业可持续发展^[3]。盐碱胁迫根据土壤阴离子的不同可分为盐胁迫（以NaCl等中性盐为主）和碱胁迫（以Na₂CO₃和NaHCO₃为主），二者均会对作物造成渗透胁迫和离子毒害，影响作物的正常发育。对比而言，碱胁迫因其具有高pH，使作物受到双重损伤，伤害作用比盐胁迫更为严重与复杂^[4-6]。种植水稻可以改良盐碱地，一方面在种植过程中通过灌水使土壤表层的盐分逐渐下沉，改良土壤结构^[7-8]；另一方面水稻根系具有分泌有机酸和吸收盐分的作用，可改善土壤板结，提高土壤蓄水能力，避免次生盐碱化，与其他作物相比具有独特的优越性^[9]，是改良盐碱地的优选作物。但不同水稻品种对碱胁迫的耐受能力存在显著差异，我国在耐盐碱水稻种质创新与品种选育方面起步较晚，仍有大量水稻种质资源尚未完成耐碱性鉴定。

主成分分析和聚类分析是常用的分析方式，可以通过对数据降维的方式，将各样本间的遗传差异和性状特点体现出来，并对不同样本进行归类，简化评价结果^[10]。多位学者利用主成分分析和聚类分析对水稻农艺性状进行了品种综合评价方面的研究^[11-13]。这种分析方式可以从众多影响因素中解析出主要因素，简化评价过程。

目前，实验室对水稻品种耐碱性的鉴定，主要通过测定相关生理生化指标并结合后续分析来判定。相关研究^[14-16]表明，水稻芽期是最易受碱害的生长时期。本文对61份水稻品种进行芽期胁迫试验，通过主成分分析进行综合评价，以期为后续水稻耐碱种质资源鉴定与选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

挑选中国水稻研究所北方水稻研究中心现有的61份粳稻品种作为供试材料，名称及编号详见表1。

表1 61份粳稻品种信息

Table 1 Information of 61 japonica rice varieties

编号Number	品种Variety	编号Number	品种Variety	编号Number	品种Variety	编号Number	品种Variety	编号Number	品种Variety
Y01	垦稻26	Y14	农丰32	Y27	兴育1号	Y40	品37	Y53	中宝7
Y02	莲汇6730	Y15	龙粳46号	Y28	兴育GA10号	Y41	品44	Y54	中宝8
Y03	龙粳3010	Y16	闵农1号	Y29	兴育早优	Y42	品45	Y55	龙粳31
Y04	龙粳3013	Y17	新疆香1	Y30	科稻1805	Y43	品47	Y56	中宝15
Y05	中科发5号	Y18	新疆香2	Y31	品10	Y44	品71	Y57	中宝16
Y06	中科发6号	Y19	新疆香3	Y32	品11	Y45	中宝11号	Y58	莲稻17
Y07	垦粳1号	Y20	新疆香4	Y33	品15	Y46	品84	Y59	莲稻28
Y08	龙庆稻3号	Y21	新疆香5	Y34	中宝10号	Y47	品9	Y60	稻香4
Y09	齐粳10号	Y22	新疆香6	Y35	中宝14号	Y48	品93	Y61	佳香7
Y10	龙垦2021	Y23	新疆香7	Y36	品3	Y49	中宝12
Y11	绥粳27	Y24	新疆香8	Y37	品30	Y50	中宝4
Y12	三江6号	Y25	新疆香9	Y38	品34	Y51	中宝5
Y13	绥粳18	Y26	新疆香10	Y39	中宝13号	Y52	中宝6

新窗口打开| 下载CSV

1.2 试验设计

选取发育饱满、整齐、健康的种子置于45 ℃恒温箱处理48 h打破休眠，用1% NaClO溶液消毒20 min，然后用无菌水反复冲洗4次。设置1个空白对照和混合碱（Na₂CO₃和NaHCO₃摩尔比为1:1，浓度为40 mmol/L）处理，每个处理3次重复（每次重复50粒）。将种子均匀铺在铺有无菌滤纸的9 cm培养皿中，加入5 mL处理液（空白对照加入等量蒸馏水）置于植物培养箱内，培养条件为16 h/8 h（光照/黑暗），温度30 ℃/25 ℃（白天/夜间）。每24 h更换一次处理液。

1.3 测定项目与方法

种子胚根长度达到种子长度，胚芽达到种子长度一半为发芽标准，胁迫第4天调查各水稻品种的发芽势，第7天调查发芽率。第7天在处理中抽取10粒长势一致的种子调查胚芽长和根长，然后用剪刀取下胚芽部分，用蒸馏水洗净，用吸水纸吸去多余水分后测量鲜重；测量鲜重后，胚芽经高温（105 ℃）20 min杀青后，75 ℃烘至恒重后测量干重。以相对发芽势、相对芽长、相对芽鲜重、相对组织总含水量和根长抑制率作为耐碱性的综合评价指标。

发芽势（%）=（4 d内发芽种子粒数/供试种子数）×100；发芽率（%）=（7 d内发芽种子数/供试种子数）×100；相对发芽势（%）=（处理发芽势/对照发芽势）×100；相对发芽率（%）=（处理发芽率/对照发芽率）×100；相对芽长（%）=（处理芽长/对照芽长）×100；相对芽鲜重（%）=（处理芽鲜重/对照芽鲜重）×100；芽总含水量（%）=（芽鲜重-芽干重）/芽鲜重×100；相对组织总含水量（%）=（处理芽总含水量/对照芽总含水量）×100；根长抑制率（%）=（对照根长-处理根长）/对照根长×100。

隶属函数值【X(m), X(n)】计算方程：

(1)X(m)=(X-X_min)/(X_max-X_min)

(2)X(n)=1-(X-X_min)/(X_max-X_min)

式中，X为某一指标的测定值；X_max为某一指标测定值的最大值；X_min为某一指标测定值的最小值。若某一指标与抗碱性指标呈正相关，则用X(m)计算，反之用X(n)计算。

1.4 数据处理

采用Excel 2016进行数据整理与计算，采用数据分析软件SPSS 27进行主成分分析及系统聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同水稻品种耐碱性指标的描述性分析

由表2可知，不同供试材料的耐碱性指标存在差异，变异系数排列顺序为相对芽鲜重>相对芽长>相对发芽势>相对发芽率>根长抑制率>相对组织总含水量。其中相对芽鲜重变异系数最大，为37.51%，变幅为20.29%~158.33%，相对芽长的变异系数次之，为33.18%，变幅为19.39%~ 94.75%，根长抑制率的变异系数较小，变幅为64.72%~100.00%；相对组织含水量的变异系数最低，变幅为63.88%~105.85%。从分布区间能看出，碱处理对水稻根长和芽长的抑制较强，其余测试品种中，少数对生长表现出了促进作用。

表2 耐碱性指标描述性分析

Table 2 Descriptive analysis of alkali tolerance indicators

指标 Index	均值 Mean (%)	标准差 Standard deviation	变异系数 Coefficient of variation (%)	分布区间 Distribution interval (%)
相对发芽势Relative germination vigor	89.54	18.38	20.52	36.92~125.76
相对发芽率Relative germination rate	86.12	13.72	15.93	53.85~110.48
相对芽长Relative bud length	57.05	18.93	33.18	19.39~94.75
相对芽鲜重Relative bud fresh weight	69.82	26.19	37.51	20.29~158.33
相对组织总含水量Relative total tissue water content	96.61	6.37	6.59	63.88~105.85
根长抑制率Root length inhibition rate	93.06	8.95	9.62	64.72~100.00

新窗口打开| 下载CSV

2.2 不同水稻品种耐碱指标的相关性分析

由表3可知，碱处理下，相对发芽势与相对发芽率、相对芽鲜重分别呈显著和极显著正相关，与相对芽长呈负相关；相对芽鲜重与相对组织总含水量呈显著正相关；根长抑制率与相对芽长呈极显著负相关。耐碱指标间存在不同程度的相关性，为消除不同指标间信息交叉与重叠，采用主成分分析法来综合评定各品种的耐碱性。

表3 耐碱性指标相关性分析

Table 3 Correlation analysis of alkali tolerance indicators

指标Index	相对发芽势 Relative germination vigor	相对发芽率 Relative germination rate	相对芽长 Relative bud length	相对芽鲜重 Relative bud fresh weight	相对组织总含水量 Relative total tissue water content
相对发芽率Relative germination rate	0.572^**
相对芽长Relative bud length	-0.074	-0.130
相对芽鲜重Relative bud fresh weight	0.226^*	0.104	0.171
相对组织总含水量Relative total tissue water content	0.196	0.174	-0.101	0.276^*
根长抑制率Root length inhibition rate	0.038	0.198	-0.554^**	-0.139	-0.096

*: P < 0.05; **: P < 0.01.

新窗口打开| 下载CSV

2.3 不同水稻品种耐碱指标的主成分分析

通过隶属函数计算公式，对各耐碱生理指标进行数据标准化后，对数据进行了抽样适合性检验（KMO）与Bartlett球度检验，KMO值为0.519，并且Bartlett球度检验的显著性水平P<0.001，所以拒绝Bartlett球度检验的零假设，表明各指标间存在较强相关性。验证结果表明本研究数据适合进行主成分分析。结合图1和表4可知，将数据分成4个主成分，累计贡献率达85.973%，可以反映耐碱指标的大部分信息。

图1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图1 供试水稻品种主成分特征值碎石图

Fig.1 Gravel map of principal component eigenvalue of tested rice varieties

表4 主成分在各性状上的特征向量、因子载荷和累计贡献率

Table 4 Eigenvector, factor loading and cumulative contribution rate of principal components in each trait

耐碱指标 Alkali resistance index	PC1		PC2		PC3		PC4
耐碱指标 Alkali resistance index	特征向量 Eigenvector	载荷 Loading	特征向量 Eigenvector	载荷 Loading	特征向量 Eigenvector	载荷 Loading	特征向量 Eigenvector	载荷 Loading
相对发芽势Relative germination vigor	0.768	0.564	0.269	0.210	0.355	0.361	-0.045	-0.053
相对发芽率Relative germination rate	0.798	0.586	0.069	0.054	0.389	0.396	-0.107	-0.126
相对芽长Relative bud length	-0.437	-0.321	0.697	0.545	0.361	0.367	0.035	0.041
相对芽鲜重Relative bud fresh weight	0.290	0.213	0.617	0.482	-0.318	-0.323	0.333	0.391
相对组织总含水量Relative total tissue water content	0.439	0.322	0.371	0.290	-0.670	-0.681	-0.423	-0.497
根长抑制率Root length inhibition rate	0.400	0.294	-0.746	-0.583	-0.096	-0.098	0.648	0.761
特征值Eigenvalue	1.874		1.632		0.960		0.692
贡献率Contribution rate (%)	31.237		27.197		16.002		11.537
累计贡献率Cumulative contribution rate (%)	31.237		58.434		74.436		85.973

新窗口打开| 下载CSV

由表4可知，PC1的特征值是1.874，方差贡献率为31.237%，其中相对发芽势和相对发芽率具有较大载荷且为正值，表明二者存在正相关，符合相关性分析结果，PC1主要反映发芽率的情况；PC2的特征值为1.632，方差贡献率为27.197%，其中相对芽长、相对芽鲜重和相对组织总含水量具有较大载荷且为正值，表明三者存在正相关，PC2主要反映胚芽长度和水分等指标情况；PC3的特征值为0.960，方差贡献率为16.002%，其中相对发芽率仍有最大载荷；PC4的特征值为0.692，方差贡献率为11.537%，其中根长抑制率具有最大载荷，主要反映根长情况。

2.4 不同水稻品种主要耐碱指标的综合评价

由表5可知，利用各主成分中方差贡献率的占比，计算出耐碱性状综合得分（D值）并进行排序，61份水稻品种耐碱指标综合得分前5名的分别是Y26（新疆香10）、Y61（佳香7）、Y1（垦稻26）、Y48（品93）和Y28（兴育GA10号）。

表5 供试水稻品种主要耐碱指标评价结果

Table 5 Evaluation results of main alkaline tolerance indicators of tested rice varieties

编号 Number	综合指标值Comprehensive index value				D值 D-value	排序 Rank
编号 Number	PC1	PC2	PC3	PC4	D值 D-value	排序 Rank
Y1	1.3095	0.9880	0.0992	0.0147	0.801	3
Y2	0.7301	0.5952	-0.2614	-0.1588	0.378	55
Y3	1.0606	0.6835	-0.0155	-0.3222	0.547	26
Y4	1.0535	0.6771	0.0657	-0.3762	0.550	25
Y5	1.0440	0.8247	0.1342	-0.2721	0.621	15
Y6	1.0077	0.9568	0.0553	-0.1179	0.656	10
Y7	1.0752	0.7868	-0.0535	-0.3640	0.572	20
Y8	0.6565	0.8063	-0.2462	-0.3458	0.395	51
Y9	1.1165	0.7814	0.2247	-0.1787	0.663	9
Y10	0.7733	0.6454	-0.3188	-0.2705	0.383	53
Y11	0.9664	0.8361	0.1125	-0.1339	0.612	18
Y12	1.0367	0.7829	0.0442	-0.2725	0.588	19
Y13	0.9679	0.7263	0.1646	-0.2587	0.570	21
Y14	1.2887	0.5524	-0.0399	-0.4498	0.565	22
Y15	0.8973	0.5146	-0.2916	-0.3216	0.384	52
Y16	1.1284	0.7320	0.1286	-0.2883	0.618	17
Y17	0.8857	0.4204	0.1741	0.0173	0.485	38
Y18	0.9688	0.6595	-0.3712	-0.0938	0.472	41
Y19	1.1134	0.5926	-0.0497	-0.3606	0.526	28
Y20	1.0968	0.4992	-0.0381	-0.3433	0.495	37
Y21	1.2350	0.7169	-0.1532	-0.1368	0.620	16
Y22	0.6111	0.5080	-0.4483	-0.1822	0.270	59
Y23	1.1741	0.5925	-0.0511	-0.2837	0.558	23
Y24	1.2840	0.7279	-0.1857	-0.2285	0.623	14
Y25	0.9696	1.0801	0.0444	0.0042	0.697	6
Y26	1.1158	1.2147	0.3441	0.0455	0.853	1
Y27	0.9843	0.7559	0.0537	-0.3090	0.558	24
Y28	1.2941	0.9382	0.1218	-0.2648	0.745	5
Y29	0.8153	0.7256	0.1417	-0.2773	0.508	30
Y30	0.8791	0.8479	-0.1639	-0.0307	0.547	27
Y31	0.7159	0.7310	-0.4276	0.6580	0.499	34
Y32	0.9042	0.8984	0.0069	0.1170	0.625	13
Y33	0.9122	0.4321	-0.1359	0.0537	0.445	44
Y34	1.0880	1.0043	-0.0941	-0.0151	0.687	8
Y35	0.6228	0.6575	-0.2335	-0.0453	0.381	54
Y36	0.4251	0.6677	-0.3687	-0.1463	0.274	58
Y37	0.9152	1.0543	0.0740	-0.2860	0.634	12
Y38	0.5457	0.6433	-0.2467	-0.2675	0.315	57
Y39	0.3910	0.6005	-0.1962	-0.2275	0.261	60
Y40	-0.1785	0.3603	0.2624	0.0201	0.102	61
Y41	1.0415	0.9956	0.0973	-0.0771	0.694	7
Y42	0.6819	0.9028	-0.1523	-0.1335	0.482	39
Y43	0.7453	0.8903	-0.1326	-0.1201	0.506	32
Y44	0.7591	0.7469	-0.1420	-0.2763	0.442	46
Y45	0.5768	0.8423	-0.0331	-0.1649	0.443	45
Y46	0.6153	0.7422	-0.0452	-0.1629	0.423	48
Y47	0.8533	0.8907	0.3174	-0.0200	0.643	11
Y48	1.1864	1.1423	-0.1570	0.2551	0.792	4
Y49	0.5973	0.9923	-0.1853	0.1144	0.508	31
Y50	0.6660	0.8466	-0.4248	-0.0588	0.418	50
Y51	0.7911	0.6883	0.0670	-0.0724	0.503	33
Y52	0.8260	0.6556	0.1841	-0.1967	0.509	29
Y53	0.7847	0.5390	0.1568	0.0118	0.482	40
Y54	0.6992	0.6962	0.1643	-0.2215	0.470	42
Y55	0.8363	0.6728	0.1428	-0.2864	0.498	36
Y56	0.7302	0.5908	0.0856	-0.3041	0.421	49
Y57	0.5344	0.6683	-0.1236	-0.2091	0.350	56
Y58	0.5761	0.8243	-0.1276	-0.1350	0.424	47
Y59	0.7595	0.6419	0.0887	-0.1889	0.465	43
Y60	0.7832	0.7499	-0.0726	-0.0299	0.499	35
Y61	1.2975	0.9674	0.1747	0.0093	0.804	2

新窗口打开| 下载CSV

采用组间联接法对表5的综合得分进行系统聚类分析（图2），在欧式距离5处，可以将61份水稻品种分为5大类，其中第1类为强耐碱材料，共5份，分别为Y26、Y61、Y1、Y48和Y28，占比8.20%；第2类为耐碱材料，共38份，占比62.30%；第3类为中度耐碱材料，有13份，占比21.31%；第4类为敏感材料，有4份；第5类为极敏感材料，有1份。

图2

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图2 供试水稻品种综合得分聚类

Fig.2 Cluster diagram of comprehensive scores of rice varieties tested

3 讨论

碱性盐碱土主要以Na₂CO₃和NaHCO₃为主，使作物受离子毒害和高pH双重损伤。有研究^[17-18]选用单一的碱盐模拟碱胁迫环境，为了模拟更贴近真实的碱土胁迫环境，本文选用混合碱盐来模拟碱胁迫环境。

有研究^[16,19]表明，耐碱系数（胁迫下指标值/对照指标值）可以有效消除品种或测量指标间存在的基础差异，本文选用耐碱系数或抑制率进行评价，从各耐碱指标可见，碱处理对芽长和根长均有明显的抑制作用，其中根长抑制率范围为64.72%~ 100.00%，相对芽长范围19.39%~94.75%，可见对根长的抑制作用更强。在相关性分析中，芽长与根长抑制率呈现显著负相关。根系是植物物质储存、水分和养分吸收的重要器官，其直接与土壤（碱胁迫）接触，受到的胁迫也是最直接、最强烈的^[15]。有研究^[20-23]表明，碱胁迫对水稻芽和根的生长均有抑制作用，对胚根的抑制作用更强，地下部分比地上部分对碱胁迫更敏感，这与本研究结果一致。本研究中发现，碱胁迫会提高部分品种发芽率和相对组织含水量，这可能与不同材料对碱胁迫的耐受性不同有关。

因不同品种在各项耐受指标中表现不同，无法直观、快捷地筛选出所需抗碱性状。有研究^[16]选用隶属函数法消除不同指标间信息交叉与重叠，但该方法通过简单累加隶属函数值计算平均数，无法按各指标在筛选中所占权重大小进行筛选。本文选用主成分分析法进行筛选分析，通过隶属函数的方式对数据进行标准化，再通过主成分分析提取了4个主成分，累计贡献率达85.973%，可以概括主要研究信息，再通过聚类分析，将61份材料分成5大类，筛选出抗碱胁迫的水稻品种。

4 结论

本研究表明，碱处理对水稻根长和芽长抑制较强，对少数品种的其他指标呈促进效应。耐碱性指标间存在不同程度相关性，相对发芽势与相对发芽率呈极显著正相关，与相对芽鲜重呈显著正相关，与相对芽长呈负相关；相对芽鲜重与相对组织总含水量呈显著正相关，根长抑制率与相对芽长呈极显著负相关。主成分分析提取4个主成分，累计贡献率85.973%，可有效反映核心耐碱信息。聚类分析将供试品种划分为5个耐碱等级，其中强耐碱品种5份（Y26、Y61、Y1、Y48和Y28），占比8.20%；耐碱、中度耐碱、敏感、极敏感品种分别为38份（62.30%）、13份（21.31%）、4份、1份。

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

周婷芳, 李冉, 刘倩倩, 等.

东北区118份玉米杂交种萌发期耐盐性分析

作物杂志, 2025(5):1-10.

[本文引用: 1]

[2]

马国辉, 郑殿峰, 母德伟, 等.

耐盐碱水稻研究进展与展望

杂交水稻, 2024, 39(1):1-10.

[本文引用: 1]

[3]

王英, 张国民, 李景鹏, 等.

寒地粳稻耐碱研究进展及开发前景

作物杂志, 2016(6):1-8.

[本文引用: 1]

[4]

Munns

, Tester

Mechanisms of salinity tolerance

Annual Review of Plant Biology, 2008, 59:651-681.

DOI:10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911 PMID:18444910 [本文引用: 1]

The physiological and molecular mechanisms of tolerance to osmotic and ionic components of salinity stress are reviewed at the cellular, organ, and whole-plant level. Plant growth responds to salinity in two phases: a rapid, osmotic phase that inhibits growth of young leaves, and a slower, ionic phase that accelerates senescence of mature leaves. Plant adaptations to salinity are of three distinct types: osmotic stress tolerance, Na(+) or Cl() exclusion, and the tolerance of tissue to accumulated Na(+) or Cl(). Our understanding of the role of the HKT gene family in Na(+) exclusion from leaves is increasing, as is the understanding of the molecular bases for many other transport processes at the cellular level. However, we have a limited molecular understanding of the overall control of Na(+) accumulation and of osmotic stress tolerance at the whole-plant level. Molecular genetics and functional genomics provide a new opportunity to synthesize molecular and physiological knowledge to improve the salinity tolerance of plants relevant to food production and environmental sustainability.

[5]

Guo

, Yang

Z Z

, Li

, et al.

Comparative metabolic responses and adaptive strategies of wheat (Triticum aestivum) to salt and alkali stress

BMC Plant Biology, 2015, 15(1):170.

DOI:10.1186/s12870-015-0546-x URL

[6]

Liang

W J

, Ma

X L

, Wan

, et al.

Plant salt-tolerance mechanism: a review

Biochemical & Biophysical Research Communications, 2018, 495(1):286-291.

[本文引用: 1]

[7]

Wei

L X

, Lv

B S

, Wang

M M

, et al.

Priming effect of abscisic acid on alkaline stress tolerance in rice (Oryza sativa L.) seedlings

Plant Physiology and Biochemistry, 2015, 90:50-57.

DOI:10.1016/j.plaphy.2015.03.002 URL [本文引用: 1]

[8]

徐璐, 王志春, 赵长巍, 等.

东北地区盐碱土及耕作改良研究进展

中国农学通报, 2011, 27(27):23-31.

[本文引用: 1]

[9]

梁银培, 孙健, 索艺宁, 等.

水稻耐盐性和耐碱性相关性状的QTL定位及环境互作分析

中国农业科学, 2017, 50(10):1747-1762.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.001 [本文引用: 1]

【目的】探索水稻在盐和碱胁迫下产量相关性状的变化规律，寻找耐盐碱主效QTL，并分析QTL加性、上位性与环境互作效应。揭示单株有效穗数、结实率、千粒重和单株穗重在盐、碱胁迫下的遗传机制，为水稻耐盐碱性分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以东农425和长白10号杂交得到的重组自交系为材料，构建包含120个SSR标记的遗传连锁图。以浓度6 ds·m-1的NaCl水溶液，pH9.0的Na2CO3水溶液进行全生育期处理，正常水灌溉为对照。对2014年和2015年盐、碱胁迫和自然条件下水稻的单株有效穗数、结实率、千粒重和单株穗重分别采用2种作图方法同时定位研究，即完备区间作图法进行加性QTL定位和混合线性模型的复合区间作图法进行加性、上位性QTL与环境互作联合分析。【结果】2014年和2015年碱胁迫条件下与盐胁迫条件下各性状表型值相比，耐碱相关性状降低较明显，表明水稻对碱胁迫更为敏感，碱胁迫更大程度地限制了高产和稳产。并且2年的碱胁迫条件下各性状与盐胁迫条件下各性状均未表现出显著相关性。水稻在耐盐性和耐碱性上可能存在遗传机制上的差异。运用ICIM共检测到61个水稻耐盐碱相关性状加性效应QTL，分布在第1、2、3、4、5、6、7、8、10、11和12染色体上。运用MCIM在6个环境下进行加性及环境互作效应的联合定位分析，共检测到17个加性QTL存在环境互作效应，分布在第1、3、5、7、8、9、11和12染色体上。其中，运用ICIM同时在自然条件和盐胁迫条件下2年重复检测到qPN1-1，仅在碱胁迫下2年重复检测到qPN11-2，同时在盐胁迫和碱胁迫条件下2年重复检测到qPN3-3，在盐胁迫与自然条件比值下2年重复检测到qRPN1-1，仅在自然条件下2年重复检测到qGW7和同时在盐、碱胁迫和自然条件下2年重复检测到qPW11均被MCIM检测到。qPW11是1个新的耐盐碱QTL，其贡献率为7.94%—20.13%。运用MCIM对水稻耐盐碱相关性状在6个环境下进行上位性与环境互作效应分析，共检测到13对上位性QTL与环境发生互作效应。检测到2对有关单株有效穗数的上位性QTL与环境互作，检测到2对胁迫与自然条件比值下单株有效穗数的上位性QTL与环境互作；检测到2对有关结实率的上位性QTL与环境互作，检测到2对胁迫与自然条件比值下结实率的上位性QTL与环境互作；检测到1对有关千粒重的上位性QTL与环境互作，检测到1对胁迫与自然条件比值下千粒重的上位性QTL与环境互作；检测到3对有关单株穗重的上位性QTL与环境互作。【结论】盐胁迫和碱胁迫都能影响水稻的产量相关性状，但二者是性质有所差别的2种胁迫，碱胁迫破坏更强，降低产量更明显。

[10]

杨学乐, 张璐, 李志清, 等.

苦荞种质资源表型性状的遗传多样性分析

作物杂志, 2020(5):53-58.

[本文引用: 1]

[11]

游书梅, 曹应江, 郑家奎, 等.

73份亚洲水稻恢复系农艺性状的主成分与聚类分析

植物遗传资源学报, 2015, 16(2):16-23.

[本文引用: 1]

[12]

李培富, 杨淑琴, 马宏伟.

宁夏水稻主要农艺性状的主成分及聚类分析

中国农学通报, 2006, 22(12):162.

[13]

姜秀英, 王佳, 高振环, 等.

辽宁省水稻品种主要农艺性状的主成分及聚类分析

辽宁农业科学, 2025(2):1-6.

[本文引用: 1]

[14]

谢国生, 朱伯华, 彭旭辉, 等.

水稻苗期对不同pH值下NaCl和NaHCO₃胁迫响应的比较

华中农业大学学报, 2005, 24 (2):121-124.

[本文引用: 1]

[15]

路旭平, 李芳兰, 石亚飞, 等.

不同水稻品种幼苗响应碱胁迫的生理差异及胁迫等级构建

生态环境学报, 2021, 30(8):1757-1768.

DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2021.08.023 [本文引用: 1]

目前关于不同耐碱水稻品种响应碱胁迫的生理差异缺乏系统性的研究,依据生理生化指标计算胁迫指数并确定胁迫等级的方法较少见。为进一步阐明水稻耐碱的生理机制、提高水稻耐碱性和明确水稻抗碱等级,以碱敏感品种“中花11”和耐碱品种“宁粳52”为材料,设3个碱浓度水平（10、20和30 mmol∙L-1）和3个pH水平（pH 8.65、pH 9.55和pH 10.50）,探究碱胁迫对不同耐碱水稻品种幼苗叶片相对含水量、叶绿素（Chla、Chlb、Chl）含量、叶绿素a/b（Chla/b）、丙二醛（MDA）含量、脂氧合酶（LOX）活性、活性氧（O2∙-和H2O2）含量、渗透调节物质（Pro、SS、SP）含量、抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性、还原型抗坏血酸（ASA）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量的影响,通过主成分分析提取关键生理参数并建立碱胁迫等级。结果表明,（1）在碱胁迫条件下,耐碱品种“宁粳52”能维持更高的Chla、Chlb和Chl含量、Chla/b和叶片相对含水量,保持较低的MDA含量、LOX活性、O2∙-和H2O2含量,合成更多的SOD、POD和CAT活性、Pro、SS、SP、ASA和GSH含量。（2）通过主成分分析,挑选出Chla、SOD、MDA、H2O2、SS、ASA等关键指标,并计算胁迫指数Z,将水稻受害划分为正常（0≤Z<1）、轻度（1≤Z<4）、中度（4≤Z<7）、重度（7≤Z<10）、特重度（10≤Z）5个等级。（3）与20C（碱浓度为20 mmol∙L-1、pH 10.50）相比,供试材料在30A（30 mmol∙L-1、pH 8.65）处理下MDA含量、LOX活性、活性氧含量和胁迫指数均下降,说明在碱浓度大于20 mmol∙L-1时,低碱浓度与高pH对水稻的伤害大于高碱浓度低pH。因此,在碱化土种植水稻时应考虑总盐碱浓度和pH共同对水稻生长的影响。

[16]

孙兴容, 卞景阳, 刘琳帅, 等.

碱胁迫对寒地粳稻芽期生长的影响及评价

黑龙江农业科学, 2021(8):16-23.

[本文引用: 3]

[17]

祁栋灵, 韩龙植, 张三元.

水稻耐盐/碱性鉴定评价方法

植物遗传资源学报, 2005, 6(2):226-230.

[本文引用: 1]

[18]

王志欣, 邹德堂, 刘华龙, 等.

东北粳稻芽期耐盐碱性差异研究

黑龙江农业科学, 2012(8):6-11.

[本文引用: 1]

[19]

李红宇, 李逸, 司洋, 等.

北方粳稻耐盐碱相关性状主成分分析及综合评价

核农学报, 2020, 34(8):1862-1871.

DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2020.08.1862 [本文引用: 1]

为建立北方粳稻耐盐碱综合评价指标体系,筛选适宜苏打盐碱地种植的水稻种质资源,本研究采用混合盐碱胁迫处理,测定了50份北方粳稻材料的28项表型指标,以各单项指标耐盐碱系数作为评价水稻耐盐碱性依据,利用相关分析、主成分分析及聚类分析方法综合评价其耐盐碱相关性。结果表明,利用主成分分析将盐碱胁迫下28个单项指标转化为8个相互独立的综合指标,累积贡献率达80.665%。依据参试材料耐盐碱综合评价值进行聚类分析,将50个参试材料划分强耐盐碱型、耐盐碱型、中间型和盐碱敏感型四类。强耐盐碱类型包括松98-131、SR-824-14、长白9号3个材料,D值分别为0.68、0.63、0.61。回归分析和相关分析表明,结实率、产量、生物量、经济系数、根直径、分蘖期叶面积和齐穗期干物重对耐盐碱性影响显著,可作为水稻耐盐碱鉴定的综合指标。本研究结果为水稻耐盐碱育种提供了技术和种质资源支撑。

[20]

耿雷跃, 马小定, 崔迪, 等.

水稻全生育期耐盐鉴定评价方法研究

植物遗传资源学报, 2019, 20(2):267-275.

DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.20180815003 [本文引用: 1]

全生育期耐盐性是水稻种质各生育阶段耐盐性的综合反应。科学、准确、高效的水稻全生育期耐盐性鉴定评价方法是正确判别水稻种质耐盐真实性的关键所在。本研究挑选19 份不同耐盐性水稻种质作为研究材料，在正常环境与0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%盐处理浓度下，调查11 个农艺性状表型值并计算其耐盐系数,并运用品种间四分位差法分析，明确水稻全生育期耐盐性鉴定最适盐浓度；综合采用主成分分析、隶属函数分析、回归分析、聚类分析等多种多元统计分析方法，探索了水稻全生育期耐盐性鉴定合理评价方法。结果表明，在6 种盐胁迫浓度下各性状的耐盐系数均呈偏态分布，其中0.3%盐胁迫浓度下多数农艺性状耐盐系数品种间四分位差最大，认为0.3%盐胁迫浓度是水稻全生育期耐盐性鉴定最适盐浓度。主成分分析结果表明，11 个农艺性状的耐盐系数可简化为3 个主成分。利用主成分贡献率和隶属函数分析，进一步将3个主成分值简化为水稻耐盐性综合评价指标D 值。再利用逐步回归分析，建立了D 值与11 个农艺性状耐盐系数最优线性回归方程：D=-0.365+0.647PL+0.152PN+0.274TW。从该方程可知穗长、穗粒数和总干物重的耐盐系数是影响D 值得关键指标。利用回归分析建立的模型，可准确完成对D 值预测。根据D 值对19 份水稻种质进行聚类分析结果表明，可分为5 个类群，正好对应于水稻耐盐性划分的极强、强、中、弱、极弱5 个等级，验证了以D 值来评价耐盐性的可行性，认为D 值可作为水稻种质耐盐性评价的重要指标。

[21]

Zhang

, Liu

X L

, Zhang

R X

, et al.

Root damage under alkaline stress is associated with reactive oxygen species accumulation in rice (Oryza sativa L.)

Frontiers in Plant Science, 2017, 8:580.

DOI:10.3389/fpls.2017.00580 URL

[22]

杜志强, 张玉先, 田中艳, 等.

寒地粳稻品种芽期耐碱性筛选

黑龙江农业科学, 2017(2):6-9.

[23]

冷春旭, 郑福余, 赵北平, 等.

水稻耐碱性研究进展

生物技术通报, 2020, 36(11):103-111.

DOI:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0263 [本文引用: 1]

我国土地盐碱化程度不断加剧,严重制约了粮食生产。水稻作为中度盐敏感作物,根系具有吸收盐分和分泌有机酸的作用,其生长的水环境能够淡化土壤表层盐碱度,是改良盐碱地的首选粮食作物。碱胁迫和盐胁迫均能对水稻造成渗透胁迫和离子毒害,而碱胁迫使水稻遭受高pH值和高盐分双重损伤,伤害作用和调控机制比盐胁迫更为严重和复杂。目前,研究多集中于盐胁迫,对碱胁迫下水稻响应和调控机制的研究较少。综述了碱胁迫对水稻生长发育和生理生化的影响、水稻耐碱机理及相关基因的研究,提出了强化水稻耐碱性的策略,以期通过分子生物技术培育耐碱水稻新品种,实现盐碱地改良,扩大水稻种植面积和总产量,保障粮食生产安全。

东北区118份玉米杂交种萌发期耐盐性分析

2025

... 盐碱胁迫是制约作物生长的主要非生物胁迫之一，对粮食安全构成显著负面影响^[1].我国作为全球第三大盐碱土分布国家，盐碱土呈现面积大、范围广的特点^[2]，伴随着我国工业污染加剧、农业灌溉和施肥方法不当等因素叠加的影响，我国土壤盐碱化逐渐加剧，严重威胁农业可持续发展^[3].盐碱胁迫根据土壤阴离子的不同可分为盐胁迫（以NaCl等中性盐为主）和碱胁迫（以Na₂CO₃和NaHCO₃为主），二者均会对作物造成渗透胁迫和离子毒害，影响作物的正常发育.对比而言，碱胁迫因其具有高pH，使作物受到双重损伤，伤害作用比盐胁迫更为严重与复杂^[4-6].种植水稻可以改良盐碱地，一方面在种植过程中通过灌水使土壤表层的盐分逐渐下沉，改良土壤结构^[7-8]；另一方面水稻根系具有分泌有机酸和吸收盐分的作用，可改善土壤板结，提高土壤蓄水能力，避免次生盐碱化，与其他作物相比具有独特的优越性^[9]，是改良盐碱地的优选作物.但不同水稻品种对碱胁迫的耐受能力存在显著差异，我国在耐盐碱水稻种质创新与品种选育方面起步较晚，仍有大量水稻种质资源尚未完成耐碱性鉴定. ...

耐盐碱水稻研究进展与展望

2024

寒地粳稻耐碱研究进展及开发前景

2016

Mechanisms of salinity tolerance

2008

Comparative metabolic responses and adaptive strategies of wheat (Triticum aestivum) to salt and alkali stress

2015

Plant salt-tolerance mechanism: a review

2018

Priming effect of abscisic acid on alkaline stress tolerance in rice (Oryza sativa L.) seedlings

2015

东北地区盐碱土及耕作改良研究进展

2011

水稻耐盐性和耐碱性相关性状的QTL定位及环境互作分析

2017

苦荞种质资源表型性状的遗传多样性分析

2020

... 主成分分析和聚类分析是常用的分析方式，可以通过对数据降维的方式，将各样本间的遗传差异和性状特点体现出来，并对不同样本进行归类，简化评价结果^[10].多位学者利用主成分分析和聚类分析对水稻农艺性状进行了品种综合评价方面的研究^[11-13].这种分析方式可以从众多影响因素中解析出主要因素，简化评价过程. ...

73份亚洲水稻恢复系农艺性状的主成分与聚类分析

2015

宁夏水稻主要农艺性状的主成分及聚类分析

2006

辽宁省水稻品种主要农艺性状的主成分及聚类分析

2025

水稻苗期对不同pH值下NaCl和NaHCO₃胁迫响应的比较

2005

... 目前，实验室对水稻品种耐碱性的鉴定，主要通过测定相关生理生化指标并结合后续分析来判定.相关研究^[14-16]表明，水稻芽期是最易受碱害的生长时期.本文对61份水稻品种进行芽期胁迫试验，通过主成分分析进行综合评价，以期为后续水稻耐碱种质资源鉴定与选育奠定基础. ...

不同水稻品种幼苗响应碱胁迫的生理差异及胁迫等级构建

2021

... 有研究^[16,19]表明，耐碱系数（胁迫下指标值/对照指标值）可以有效消除品种或测量指标间存在的基础差异，本文选用耐碱系数或抑制率进行评价，从各耐碱指标可见，碱处理对芽长和根长均有明显的抑制作用，其中根长抑制率范围为64.72%~ 100.00%，相对芽长范围19.39%~94.75%，可见对根长的抑制作用更强.在相关性分析中，芽长与根长抑制率呈现显著负相关.根系是植物物质储存、水分和养分吸收的重要器官，其直接与土壤（碱胁迫）接触，受到的胁迫也是最直接、最强烈的^[15].有研究^[20-23]表明，碱胁迫对水稻芽和根的生长均有抑制作用，对胚根的抑制作用更强，地下部分比地上部分对碱胁迫更敏感，这与本研究结果一致.本研究中发现，碱胁迫会提高部分品种发芽率和相对组织含水量，这可能与不同材料对碱胁迫的耐受性不同有关. ...

碱胁迫对寒地粳稻芽期生长的影响及评价

2021

... 因不同品种在各项耐受指标中表现不同，无法直观、快捷地筛选出所需抗碱性状.有研究^[16]选用隶属函数法消除不同指标间信息交叉与重叠，但该方法通过简单累加隶属函数值计算平均数，无法按各指标在筛选中所占权重大小进行筛选.本文选用主成分分析法进行筛选分析，通过隶属函数的方式对数据进行标准化，再通过主成分分析提取了4个主成分，累计贡献率达85.973%，可以概括主要研究信息，再通过聚类分析，将61份材料分成5大类，筛选出抗碱胁迫的水稻品种. ...

水稻耐盐/碱性鉴定评价方法

2005

... 碱性盐碱土主要以Na₂CO₃和NaHCO₃为主，使作物受离子毒害和高pH双重损伤.有研究^[17-18]选用单一的碱盐模拟碱胁迫环境，为了模拟更贴近真实的碱土胁迫环境，本文选用混合碱盐来模拟碱胁迫环境. ...

东北粳稻芽期耐盐碱性差异研究

2012

北方粳稻耐盐碱相关性状主成分分析及综合评价

2020

水稻全生育期耐盐鉴定评价方法研究

2019

Root damage under alkaline stress is associated with reactive oxygen species accumulation in rice (Oryza sativa L.)

2017

寒地粳稻品种芽期耐碱性筛选

2017

水稻耐碱性研究进展

2020

〈

〉