虎满林;余青兰;徐亮;赵志刚
【摘 要】为了选育适合盐碱地种植的优良油菜品种,本研究以15份春油菜种质资源为供试材料,于萌发期用不同浓度NaCl溶液处理,调查盐胁迫下供试材料相关指标的变化,并确定了春油菜抗(耐)盐种质资源筛选及评价研究的最佳NaCl浓度(10 g/L).结果表明:在该浓度下,对所有供试材料的相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数等9个测定指标值进行主成分分析、方差分析和聚类分析,前3个主成分的累计贡献率达88.37%,其中相对发芽率、相对子叶鲜重、相对茎长、相对根鲜重、相对侧根数目等指标占有较大比重,可以构成萌发期抗(耐)盐春油菜种质资源筛选与评价体系.聚类及方差分析结果表明,宁交5号抗(耐)盐性最强. 【期刊名称】《青海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】阿什比2016(034)005
【总页数】8页(P1-8)术中唤醒
【关键词】椎名朔哉春油菜;抗(耐)盐;种质资源筛选与评价;主成分分析;聚类分析
三星d500
【作 者】虎满林;余青兰;徐亮;赵志刚
【作者单位】青海大学农林科学院,青海省春油菜遗传改良重点实验室,青海 西宁 810016;青海大学农林科学院,青海省春油菜遗传改良重点实验室,青海 西宁 810016;青海大学农林科学院,青海省春油菜遗传改良重点实验室,青海 西宁 810016;青海大学农林科学院,青海省春油菜遗传改良重点实验室,青海 西宁 810016
【正文语种】中 文
【中图分类】S634.3
盐碱土是全球陆地上广泛分布的一种土壤类型[1]，当土壤含盐量过高(超过0.3%)时，形成盐碱灾害。据不完全统计,全世界约有10%的耕地面积受盐渍化的影响[2]，中国盐渍化的主要分布有滨海海浸盐渍区、黄淮海斑状盐渍区、东北苏打—碱化盐渍区、宁蒙片状盐渍区、甘新内陆盐渍区、青藏高寒盐渍区。据最新研究,我国各类盐碱地面积约占全国耕地的1/3[2-3]，仅西北陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆、内蒙古等春油菜区盐渍土面积就占全国盐渍土总面积的 69.03%[4]。如今，土壤盐碱化和次生盐碱化问题,已经成为农业可持续发展的制约因素，盐胁迫对植物生长影响较大,重则导致植物死亡,颗粒不收[5]。
盐胁迫影响着植物生长发育所有主要的过程如萌发、生长、光合作用,水分运输,营养平衡,氧化应激和产量形成等[6-7]。盐分对植物生长及生理的影响已有广泛深入的研究,且大多是NaCl单一盐胁迫，Khodarahmpour等 [8]研究表明玉米种子在NaCl 浓度240 mM时，发芽率、胚根长度和胚芽、幼苗长度、种子活力等均大幅降低;在小麦、棉花、番茄、西瓜等植物上前人通过NaCl胁迫对种子发芽和幼苗生长的影响研究，均得出低浓度的盐胁迫对种子萌发或幼苗生长有促进作用,高浓度则转为抑制作用[9-13]；Hussin等[14]研究NaCl胁迫对滨藜碳和氮代谢的影响表明，植物对碳和氮代谢平衡的调节控制能力可以作为抗盐性评价的主要因素。
目前，对于春油菜抗(耐)盐的研究报道较少。我国春油菜种植面积占油菜总面积的10%左右，主要分布在青海、新疆、甘肃、内蒙古等省区[15]，这些地区地多人少,有耕地资源丰富。土壤肥沃、机械化率高等优势,有利于大力发展油菜生产，然而土壤盐渍化成了其制约因素之一。开展春油菜抗(耐)盐资源筛选等研究成为春油菜品种改良、扩大种植的重要举措，为此，本研究在借鉴前人研究的基础上，萌发期对15份春油菜种质资源进行抗(耐)盐春油菜资源的筛选与评价，为筛选抗(耐)盐春油菜种质资源，同时也为今后开展油菜抗(耐)盐相关基础研究奠定一定的材料和理论基础。
15份供试春油菜种质资源(来源于春油菜种植区)，其中甘蓝型油菜11份，白菜型油菜3份，芥菜型油菜1份(表1)。为了筛选出盐浓度用于抗盐资源的评价，选择具有代表性的8份材料(编号1-8)用于NaCl胁迫萌发实验。
分别选取15份供试春油菜品种(系)籽粒饱满、大小一致的种子适量进行表面消毒，具体参照张瑞越等[16]的方法：用 0.1%HgCl2消毒5 min(期间用玻璃棒适当搅拌)，蒸馏水冲洗 4 次，用滤纸吸干外附水分或者吹干备用。安徽省化工设计院
每个品种(系)挑选已消过毒的饱满种子100粒,均匀放入铺有2层滤纸的培养皿中，分别加入等量(8 mL)的供试溶液(CK加蒸馏水)；3次重复，采用单因素完全随机排列，9个浓度梯度，温度(25±3)℃，每隔24 h 记录萌发的种子数(以芽长超过种子直径一半为萌发)，第3天统计种子发芽势(Germination Vigor，GV),第7天统计种子发芽率(Germination Rate，GR)，每个重复随机选取10株幼苗分别测定其茎长(Shoot length,SL)、根长(Root Length,RL)、侧根数目(Lateral Root Number,LRN)、根鲜重(Root Fresh Weight,RFW)、子叶鲜重(Cotyledon Fresh Weight,CFW)等形态指标。
分别计算各个处理的发芽指数(Germination Index，GI)、活力指数(Vital Index,VI)及各指标
的相对值。其中各项指标的计算方法参照毕新华等[17]的方法：
发芽势(GV%)=(前3 d内正常发芽种子数/供试种子总数) ×100
发芽率(GR%) =(7 d内正常发芽的种子数/供试种子总数)× 100
发芽指数GI=∑(G t /Dt)
活力指数VI=GI×S
式中,Gt表示在第t天种子的发芽数;Dt代表相应的发芽天数;S为第7天测得的幼苗平均根长与平均茎长的之和(cm) 。
另外，各指标的相对值(%)=(各处理值/对照值)×100，其英文缩写分别在相应缩写前加“R”。
HgCl2(北京化工厂)用蒸馏水配制成浓度为0.1%的HgCl2 溶液用于种子消毒；以中性盐NaCl(AR,天津市致远化学试剂有限公司)为主要试剂配制成2.0～16.0 g/L不同浓度梯度的溶液作为处理液,蒸馏水处理为对照。
利用Excel 2013，DPS v6.55统计软件对数据进行整理、统计分析。
用不同浓度梯度的NaCl溶液分别于萌发期处理8份供试春油菜种质资源结果显示： 随着 NaCl胁迫浓度的增大，相对发芽率、相对活力指数呈现先稍有增大后减小的趋势；相对发芽势、相对发芽指数随着处理盐浓度的增大逐渐减小。相对发芽势、相对发芽率在浓度10 g/L品种(系)间差异最大，相对发芽指数、相对活力指数在浓度8 g/L最大(图1，图2，图3)。另外，在高盐浓度下(>10 g/L)的成苗数太低不足以测量根长、茎长等其他形态指标，因此在高盐浓度下无活力指数。
不同浓度NaCl溶液胁迫处理供试春油菜种子，对其萌发期形态指标测定显示：随着NaCl浓度的不断增大，油菜的相对根长、相对茎长、相对根鲜重、相对子叶鲜重、相对侧根数目等均不同程度受到影响，相对侧根数目、相对根鲜重逐渐减少，相对根长、相对茎长在低浓度稍有增大，高浓度逐渐减小，相对子叶鲜重随盐浓度增大呈上升趋势(图4)；在NaCl浓度12 g/L下仅有极少数的成苗数足以测定其形态指标，当浓度达到14 g/L-1或者更高时，各资源成苗数太低或者没有成苗不足以测定其形态指标。
为了保证实验幼苗生长相关指标测定时的幼苗数量，综合8份资源的相对发芽指数和相对活
力指数接近50%时的NaCl浓度(10 g/L)作为抗(耐)盐种质资源筛选及评价的最适浓度，对15份资源在该浓度下的所有指标进行测定、计算记入表2，结果显示：盐胁迫下，供试材料生长发育指标均发生一系列的变化；考察指标不同，供试材料的抗(耐)盐表现也不相同。为此，可进一步将这些指标综合起来进行抗(耐)盐性的评价。
海尔dvd对该浓度下各材料所测指标值进行主成分分析，由表 3可知，第一、第二、第三主成分的累计贡献率分别为60.72%，78.42%，88.37%，已基本代表了所测指标的信息，可反映影响萌发期春油菜抗(耐)盐性主导因素。从各个指标在综合指标的贡献率及主成分特征向量值可以看出，相对发芽率在每个主成分中占的率比都较大，另外，第一主成分中相对子叶鲜重占的比率较大; 第二主成分中相对茎长所占的比率较大；第三主成分中相对根鲜重、相对侧根数目所占的比率较大。结果表明：这3个主成分所包含的相对比重较大的指标可以构成春油菜萌发期抗(耐)盐能力及抗(耐)盐春油菜种质资源筛选的评价指标体系。
对供试材料萌发期各指标值进行系统聚类分析(UPGMA 法)(图5)并结合表2各指标0.01水平下的差异显著性结果，得出以下结论：在图中虚线位置可将15个品种划分为 4个类，第Ⅰ类抗(耐)盐性最强，只有宁交5号；第Ⅱ、Ⅲ类包含棱6、汇丰2号、青杂4号、97-46Ⅱ
、华油杂62等5个品种(系)，其抗(耐)盐性中等; 其余材料被划分为第Ⅳ类，抗(耐)盐性较弱。
过量盐分对植物的危害通过造成渗透胁迫和干扰营养离子平衡来实现[17]，抑制和诱导多种酶系统来影响植物的正常生长[18]。土壤盐碱化的日趋加重使得开展油菜抗(耐)盐相关研究成为趋势。前人在油菜抗(耐)盐相关研究中大都得出随着盐浓度的增大,油菜种子发芽势、发芽率、发芽指数与活力指数、胚根、胚芽长逐渐降低等结论[19-23]。但也有在低浓度盐胁迫下促进种子萌发，高浓度转为抑制的报道[24-25]。本研究对萌发期NaCl胁迫春油菜种质资源的研究结果中，萌发相关指标的变化与前人的研究结果有相似也有差异，可能原因有：实验材料的不同相关指标变化不同；盐胁迫浓度梯度以及梯度大小不一样，相关指标变化也不尽相同；培养条件的不同，可能相关指标的变化会随之稍有差异。
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