11个审定苜蓿品种种子萌发期耐盐性评价

王瑞峰，王铁梅，金晓明，卢欣石

(北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083)

植物生产层

11个审定苜蓿品种种子萌发期耐盐性评价

王瑞峰，王铁梅，金晓明，卢欣石

(北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083)

为确定苜蓿(Medicagosativa)种子萌发期耐盐性鉴定的质量分数标准，明确不同盐质量分数对苜蓿种子萌发的影响规律，从而科学、准确、快速地鉴定我国苜蓿品种的耐盐性，分析比较了不同NaCl质量分数下的11个苜蓿审定品种的发芽势、发芽率、苗高、根长等指标的差异。结果表明，在NaCl质量分数1.25%时各品种间的发芽势、发芽率、苗高、根长差异均极显著，且品种间各指标差异最大。聚类分析表明,1.25%可作为苜蓿种子萌发期耐盐性鉴定的最佳NaCl质量分数。NaCl质量分数为0.30%时促进苜蓿根的生长，质量分数为1.00%时促进作用消失，1.25%时则抑制苜蓿根的生长。

苜蓿；萌发期；耐盐性

我国约有667万hm2盐碱地[1]，土壤盐渍化已成为当今世界农业发展所面临的重要问题[2]。盐分是影响作物生长和产量的一个重要环境因子，极大地制约了盐碱地区苜蓿产业发展。培育耐盐品种是对盐碱地进行改良和利用的重要措施[3]。植物的耐盐性与其遗传因素及个体的发育阶段有关，而种子在盐碱地上能否萌发是成功定植的关键之一[4]。Al-khatib等[5]研究指出紫花苜蓿(Medicagosativa)在种子萌发期对盐比较敏感，吴凤萍等[2]认为种子能否萌发成苗是耐盐性选择的基础，刘卓和徐安凯[6]认为早期进行耐盐性选择是最为经济的方法，因而本试验选取苗期对苜蓿进行耐盐性研究。

苜蓿属中等耐盐植物，具有优质高产、适应性广等特点[7]。我国拥有丰富的苜蓿资源，是苜蓿属主要分布区之一，尤其适于栽培饲用的多年生苜蓿种[8]。刘春华和张文淑[9]对69个苜蓿品种进行苗期耐盐性研究，指出苜蓿品种间存在耐盐性差异,但是没有对苜蓿萌发期进行研究。长期以来我国一直没有形成统一的苜蓿耐盐性鉴定标准，所以确定科学的苜蓿耐盐性鉴定标准，快速、准确地鉴定我国苜蓿品种资源的耐盐性，对苜蓿品种资源的合理利用具有重要的指导意义。本研究对11个审定苜蓿品种在不同NaCl质量分数胁迫下种子的发芽势、发芽率、苗高、根长等指标进行比较，旨在分析苜蓿萌发期耐盐性规律，为确定苜蓿耐盐性鉴定标准奠定基础。

1 材料与方法

1.1试验材料 选取11份我国审定登记的苜蓿品种作为试验材料，材料信息见表1。

1.2试验方法 试验参考北美苜蓿协会苜蓿种子耐盐性鉴定校准方法[10]。配制5种不同质量分数的NaCl溶液，分别为0.30%、0.50%、0.75%、1.00%和1.25%，以蒸馏水为对照，设3次重复。挑选饱满一致的试验苜蓿种子，经0.50%的次氯酸钠消毒5 min后，均匀摆放在铺有双层滤纸的洁净培养皿中，每皿50粒种子，然后加入4.5 mL配制好的NaCl溶液，用塑料膜封好培养皿，放入25 ℃的培养箱中暗培养。

1.3指标测定 种子发芽(势)率：

单项指标的相对抑制率(R)计算公式：

表1 材料及来源Table 1 List of experimental materials in this study

式中，T为某盐质量分数下某指标的测定平均值，T0为对照下该指标的测定平均值。

单项指标耐盐系数用下面公式计算：

苗高和根长测定：苗高和根长在加NaCl后第8天测定，每重复随机选取10株苗，用直尺测定每株苗高和根长，以平均值表示。

1.4数据分析 用SPSS 16.0分析处理数据，用Excel作图。

2 结果与分析

2.1盐胁迫对种子发芽势、发芽率的影响 方差分析表明(表2)，不同苜蓿品种的发芽势在同一NaCl质量分数下差异均极显著(Plt;0.01)。苜蓿种子发芽势的变异系数随着NaCl质量分数的增加而增加，到1.25%时达到最大，表明苜蓿品种间耐盐性的差异随着NaCl质量分数的增加而增大，在1.25%时差异达到最大。NaCl质量分数由1.00%到1.25%时，苜蓿种子的平均发芽势下降了52.35%，说明NaCl质量分数1.25%时极大地抑制了苜蓿种子的萌发。

不同品种的发芽率在相同NaCl质量分数下差异显著(Plt;0.05)或极显著(Plt;0.01)(表3)。苜蓿品种间发芽率的变异系数随着NaCl质量分数的增加而增大，在1.25%时达到最大。NaCl质量分数在1.25%时，中苜三号的发芽率最高，陇中的发芽率最低，此时苜蓿品种间差异极显著(Plt;0.01)，说明在1.25%的NaCl质量分数下各品种发芽率的差异最大，可以鉴定苜蓿的耐盐性。NaCl质量分数由1.00%到1.25%时，苜蓿品种的平均发芽率降低了40.78%，在各NaCl质量分数之间降低最大，说 明1.25%的NaCl质量分数对苜蓿种子的萌发具有强烈的抑制作用。

表2 不同质量分数NaCl胁迫下各品种间发芽势的差异Table 2 Effects of different NaCl stress on seed germination potential of difference alfalfa cultivars

注：同列不同小写字母表示各品种间差异显著(Plt;0.05); *表示同列数据在0.05水平上差异显著， **表示同列数据在0.01水平上差异极显著。下表同。

Note: Different lower case letters within the same column show significant difference at 0.05 level. * and ** show significant difference at 0.05 and 0.01 level, respectively. The same below.

表3 不同质量分数NaCl胁迫下各品种间发芽率的差异Table 3 Effects of different NaCI stress on seed germination rate of different alfalfa cultivars

表4 不同质量分数NaCl胁迫下各品种间苗高和根长的差异Table 4 Effects of different NaCl stress on seedling height of different alfalfa cultivars

2.2盐胁迫对苗高、根长的影响 盐胁迫对苜蓿苗的生长有抑制作用。经方差分析表明(表4)，在NaCl质量分数为0.30%和1.25%时，不同品种间苗高呈极显著差异(Plt;0.01)，0.50%的NaCl质量分数下差异显著(Plt;0.05)。均值比较表明，1.25%的NaCl质量分数下苜蓿品种的平均苗高与对照的比值为0.514，苜蓿苗的生长被显著抑制。且各品种间苗高的差异在1.25%时达到最大，说明该浓度可作为苜蓿品种耐盐性鉴定的最佳盐浓度。

在NaCl质量分数为0.30%时，各品种根长明显大于对照，说明0.30%的NaCl能促进苜蓿根的生长。随着NaCl质量分数的增加，促进苜蓿根生长的作用逐渐减弱，到1.00%时，接近于对照(0)。其中龙牧801、准格尔分别在0.50%和0.75%时即 降到对照值，其他品种则在1.00%接近于对照值。

随着NaCl质量分数的进一步增加，到1.25%时，苜蓿根长明显的小于对照值。方差分析表明(表4)，各品种的根长除在0.50%时差异不显著(Plt;0.05)外，其他处理间呈显著(Plt;0.05)或极显著(Plt;0.01)差异。苜蓿根长的变异系数在NaCl质量分数1.25%时达到最大。

2.3不同指标的耐盐系数比较及耐盐性分析 方差分析(表5)表明，各品种表现在发芽率和根长的耐盐系数呈极显著差异(Plt;0.01)，各品种的苗高耐盐系数呈显著差异(Plt;0.05)。指标的耐盐系数大则说明品种的耐盐性强。以表5中各单项指标的耐盐系数为依据，对其进行标准化处理，以欧氏距离的平方为相似尺度，采用离差平方和法对数据进行分层聚类(Hierarchical Cluster)，聚类结果如图1所示。根据结果显示，可以按耐盐性将11个苜蓿品种分为3类，即强、中等、弱(表5)。

表5 NaCl胁迫下各品种间发芽率、苗高、根长耐盐系数差异Table 5 Differences of salt tolerance coefficient of seed germination rate, seedling height, androot length of different alfalfa cultivars under NaCl stress

2.4在1.25%的盐质量分数下个苜蓿品种的耐盐性 方差分析表明(表6)，在NaCl质量分数1.25%的水平下，各品种间发芽率、根长、苗高的相对抑制率均呈极显著差异(Plt;0.01)，以发芽率、根长、苗高的相对抑制率为依据，对11个苜蓿品种按照上述聚类方法进行聚类(图2)，聚类结果显示，按耐盐性将11个苜蓿品种分为3类(表6)。两种聚类结果有所差异，在1.25% NaCl质量分数下各指标相对抑制率的聚类结果中,中等耐盐品种份数减少，表明该NaCl质量分数下更有利于不同品种间耐盐性差异的表现。

图1 各品种发芽率、苗高、根长耐盐系数聚类树状图Fig.1 Dengdrogramofdifferentcultivarsbasedonsalttolerancecoefficientofseedgerminationrate,seedlingheight,androotlength图2 1.25%NaCl质量分数下各品种发芽率、苗高、根长抑制率聚类树状图Fig.2 Dendrogramofdifferentcultivarsbasedongerminationrate,seedlingheight,rootlengthunder1.25%NaClstress

表6 1.25% NaCl胁迫下各品种间发芽率、苗高、根长相对抑制率差异Table 6 Effects of 1.25% NaCl stress on the inhibition rate of germination rate, seedling height, and root length of different alfalfa cultivars

3 讨论与结论

苜蓿受盐胁迫后表现出耐盐性是一个极其复杂的过程，其耐盐能力的大小是多种代谢的综合表现[11]，用不同的指标评价同一个苜蓿品种可能得到不同的结果[12]，本试验参考美国苜蓿种子盐性鉴定的标准方法，即加固定体积的盐溶液后密封培养皿[10]，这种方法有助于避免由加盐和蒸发造成的试验误差，同时减少了由补充蒸馏水造成的工作量，适于大批量的苜蓿耐盐性鉴定。通过对11个苜蓿品种进行耐盐性研究，结果表明，NaCl质量分数为1.25%时，各苜蓿品种的发芽势、发芽率、苗高及根长均达到极显著差异(Plt;0.01)，且在该质量分数下各品种的发芽势、发芽率、苗高、根长的变异系数最大，是耐盐性鉴定的最佳NaCl质量分数。以发芽率、苗高、根长3个指标的耐盐系数和1.25%NaCl质量分数对各指标的相对抑制率分别进行聚类分析，在1.25% NaCl质量分数下各指标相对抑制率的聚类结果中，中等耐盐品种份数减少，表明该NaCl质量分数下不同品种间耐盐性的差异表现更大。

不同NaCl质量分数对苜蓿种子萌发期根的生长影响不同。0.30%的NaCl质量分数促进苜蓿根的生长，NaCl质量分数为1.00%时促进作用消失，1.25%则抑制苜蓿根的生长，促进盐敏感品种根生长的盐质量分数值低于抗盐品种。韩清芳等[13]、王征宏等[14]认为低盐质量分数促进苜蓿根的生长，本试验进一步揭示，低盐质量分数促进苜蓿根的生长，尤其在NaCl质量分数为0.30%时，这时的促进作用最大，随着NaCl质量分数的增加，促进作用减弱，在1.00%时促进作用消失。

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Evaluationofsalttoleranceof11approvedalfalfacultivarsatseedgerminationstage

WANG Rui-feng, WANG Tie-mei, JIN Xiao-ming, LU Xin-shi

(The Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

In order to determine the optimal concentration of salt tolerance standard and confirm the effect of different concentration of NaCl on alfalfa (Medicagosativa) seed germination, seeds of 11 approved alfalfa cultivars were germinated at different concentrations of NaCl solution. The differences of germination potential, germination rate, seedling height and root length were also compared. The results showed that there were significant differences (Plt;0.01) on above indexes among the 11 cultivars when the seeds were treated with the 1.25% NaCl concentration; and the differences were the largest compared with other treatments. By cluster analysis of three indexes of seed germination rate, seedling height and root length of alfalfa, it could conclude that 1.25% of NaCl concentration should be the optimal concentration for determining the salt tolerance in seed germination of alfalfa. In additional, by analysis the relationship between root length and salt stress, it seemed that root growth of alfalfa could be promoted with 0.30% salt concentration treatment, but stopped with 1.00% salt concentration treatment. 1.25% salt concentration treatment inhibited root growth of alfalfa.

alfalfa; germination period; salt tolerance

LU Xin-shi E-mail:luxinshi304@126.com

S551+.7;Q945.34

A

1001-0629(2012)02-0213-06

2011-03-31 接受日期：2011-06-30

国家农作物品种区域试验草品种试验项目“苜蓿标准对照品种筛选扩繁与秋眠生态区划”课题;国家科技支撑项目“优质多抗牧草新品种选育与良种繁育关键技术研究与示范”(2011BAD178B01-05)

王瑞峰(1986-)，男，内蒙古凉城人,在读硕士生,研究方向为苜蓿栽培育种。E-mail:ruifengwang09@163.com

卢欣石 E-mail:luxinshi304@126.com