26份偃麦草种质苗期耐盐性评价

2013-10-22孙宗玖李培英阿不来提李璇杜珊珊

草原与草坪 2013年3期

孙宗玖　李培英　阿不来提　李璇　杜珊珊

摘要：采用盆栽控制试验，用1.2%的NaCl与Na2SO4（NaCl/Na2SO4质量比为1∶1）混盐条件下对26份偃麦草属种质材料进行了叶片相对含水量、相对电导率、Pro含量、地上生物量、株高的测定，并对其耐盐性进行了综合评价。结果表明，盐胁迫增加了偃麦草材料Pro含量及相对电导率，降低了株高，而对叶片相对含水量、地上生物量的影响具有一定的波动性；隶属函数法综合评价认为，26份偃麦草材料耐盐性强弱顺序依次为E09、E37、E261、E32、E12、E33、E30、E38、E36、E24、E34、E31、E19、E04、E01、E15、E16、E262、E23、E07、E13、 E02、E25、E27、E08、E05；聚类分析表明，26份偃麦草材料可分为3个耐盐等级，其中，E37、E32、E09、E261、E19、E12等6份为耐盐种质，E13、E35、E07、E27、E08等5份为敏盐种质，15份为中间耐盐种质。

关键词：偃麦草；耐盐性；苗期；隶属函数法

全世界盐渍土面积达9.5×109 hm2 [1]，而我国约2.67×107 hm2，其中盐碱耕地6.66×106 hm2，盐渍化荒地和盐碱化草地2.00×107hm2[2]，主要分布在内陆干旱地区和沿海地区[3]，并有不断扩大的趋势。土壤盐碱化已成为世界农业发展所面临的重要问题，如何解决迫在眉睫。改良利用盐渍土的措施很多，其中，通过挖掘植物本身的耐盐能力，筛选、培育耐盐草种是改良利用、控制盐渍土的重要措施[4-6]。

偃麦草属（Elytrigia）是禾本科优良多年生根茎—疏丛型草本植物，在小麦抗性基因遗传改良、牧草及草坪草资源开发利用、防风固沙中具有重要的利用价值[7-9]。目前，有关偃麦草属种质资源耐盐性评价主要集中在种子萌发期或苗期的偃麦草（E.repens）、中间偃麦草（E.intermedia）、毛偃麦草（E.trichopora）及其他草种间的比较，且多针对单盐胁迫条件下国外引入的偃麦草属资源[8-12]，而对我国本土野生偃麦草种质的研究较少。偃麦草是我国偃麦草属的重要代表种，在新疆、青海、甘肃、东北、内蒙古、西藏等地均有分布[7，8]。孟林等[9]研究认为，苗期0.9% NaCl 浓度胁迫下供试的2份新疆偃麦草材料均属于耐盐种质，表现出较强的耐盐性；孙宗玖等[5]发现，种子萌发期1.2% NaCl，Na2SO4混盐条件下38份偃麦草种质的耐盐性差异较大。为了更好地开发和利用这些耐盐偃麦草种质材料，有必要对其耐盐性进行系统评价。大量研究表明[5，9，13-18]，作物及牧草种质在种子萌发期和幼苗期对盐分最敏感，可在该时期进行大量材料的耐盐性筛选。与此同时，土壤的盐分大多数是以NaCl、Na2SO4的混合形式存在，并影响着植物的生长发育[19]。试验以1.2% 的NaCl与Na2SO4（NaCl/Na2SO4质量比为1∶1）混盐为胁迫条件，对苗期来自于不同区域的26份偃麦草种质材料的叶片相对含水量、株高、地上生物量、游离脯氨酸、相对电导率进行测定，并以此为基础进行耐盐性评价，以期从中筛选出优异耐盐材料，为进一步培育适宜我国盐渍土种植的优良偃麦草新品种提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试偃麦草种质材料共计26份，其中，24份材料采自新疆南北疆不同生态环境，2份材料引自北京市农林科学院（表1）。2006年6月引入新疆农业大学试验场种植，小区面积1.0 m×2.5 m。2011年7月，在试验区采集偃麦草种子（常温贮藏），用于耐盐性评价。

1.2 试验设计

精选大小一致、籽粒饱满、无破损的偃麦草种子20粒均匀播撒在无孔花盆（底径6 cm，口径8 cm，深12 cm，每盆装入过2 mm筛孔的干花土0.5 kg），轻耙镇压后立即浇水，并保持土壤适当湿度，每份材料6次重复。待幼苗长到三叶龄时进行定苗，每盆保留生长、

分布均匀的幼苗10株。15 d适应性生长后，每份供试材料3盆进行盐胁迫处理，即以盆内土壤干重的1.2%混盐（NaCl/Na2SO4质量比为1∶1）溶液均匀浇入盆内；3盆设为对照，浇入等量的自来水，以保证每盆土壤含水量为最大田间持水量的70%。施盐后，每3 d根据土壤水分蒸发量进行补水，保证土壤含水量相对恒定不变。处理30 d后进行相应指标的测定。

1.3 测定项目与方法

叶片相对含水量、游离脯氨酸、相对电导率分别采用饱和称重法[20]、茚三酮法[21]、电导率法[21]进行；株高利用精度为0.1 cm的直尺测定其绝对高度，地上生物量采用全收获法，105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干48 h，称其干重。

1.4 数据处理

利用Microsoft Excel 2003和SPSS 10.5中的oneway ANOVA进行偃麦草材料间各指标差异性检验及相关分析。叶片相对含水量、株高、游离脯氨酸、地上生物量按照“相对值=处理/对照”，相对电导率按照“相对值= 对照/处理”进行计算。抗旱性综合评定采用隶属函数法[13]进行。在抗旱隶属值计算时，以各指标相对值为依据。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对偃麦草叶片相对含水量的影响

盐胁迫下，叶片相对含水量变幅越小，表明植物保水能力强，耐盐性强，反之则较弱[22]。盐胁迫下E34、E02、E04、E07、E08、E09、E15、E16、E23、E261、E262、E27、E30、E31、E32、E33、E37明显高于E13，E25和E38，显示出较强的耐盐性（表2）。与对照比，盐胁迫下材料E08、E09、E23、E261、E262、E27、E30、E33、E34叶片相对含水量出现上升，但增幅较小，介于0.32%～7.06%，其中，E261、E262、E30、E34增幅均大于4%，可划为耐盐种质，其余材料均为降低，降幅为1.48%～14.51%，其中，材料E12、E13、E25、E35、E36、E38降幅均大于10%，可划为敏盐种质。

2.2 盐胁迫对偃麦草相对电导率的影响

研究表明[23]，原生质膜对逆境最敏感，膜透性大小反映了质膜受害程度，值越大则质膜受害越大，抗逆性就越差。盐胁迫下材料E04、E12、E23、E02、E13、E16明显高于E19、E26、E33、E30，显示出较弱的耐盐性；对照条件下E04、E01、E12、E36、E38明显高于E31，E30和E27（表3），显示出遗传性的差异。与对照相比，盐胁迫下材料E19、E261的相对电导率降低幅度均大于25%，E33、E36虽有降低，但幅度较小；其余材料均出现一定程度的增加，表现出受害症状，其中，E02、E04、E12、E13、E23、E27、E31增幅均大于100%，说明其对盐胁迫较为敏感。

2.3 盐胁迫对偃麦草株高的影响

逆境条件下，株高降低程度反应了植物对逆境的适应情况，株高降低越小，其耐盐性就越强。除E15外，盐胁迫下材料E07、E12、E13、E16、E23、E261、E262、E30、E31、E35、E36、E37、E38明显高于其他材料，显示出较弱的耐盐性，但在对照条件下各材料间也表现出显著的差异，结果与盐胁迫下有所差异（表4）。与对照相比，除E37、E38升高外，盐胁迫下24份偃麦草材料株高均出现降低，其中，E08、E19、E25、E27、E33、E34降低幅度最大，均在30%以上，显示出较弱的耐盐性。

2.4 盐胁迫对偃麦草脯氨酸的影响

脯氨酸积累是植物为了适应盐胁迫而采取的一种保护性措施，脯氨酸积累量越多，则植物的耐盐能力越强[24]。盐胁迫下26份偃麦草种质材料脯氨酸含量均出现增加趋势，但其变化幅度具有一定差异（表5）。从变化率来看，材料E01、E08、E12、E13、E16、E24、E25、E27、E33、E35、E36脯氨酸积累较多，增幅均超过10倍，显示出较强的耐盐性；而其余的材料增加幅度较低，耐盐性较弱。

2.5 盐胁迫对偃麦草地上生物量的影响

盐胁迫下E04、E09、E25、E30、E32、E33、E34、E36、E37生物量明显高于材料E08、E27，表现出较强的耐盐性；材料E01、E02、E12、E15、E24、E262、E31居中。与对照比（表6），盐胁迫刺激了材料E04、E09、E12、E30、E31、E32、E33、E34、E37、E38的生长，表现为生物量增加了5.5%～60.7%，可能是由于单株分蘖数的增加所致；其余偃麦草材料的生物量积累减少，降幅为1.8%～54.5%，显示出盐害症状。

2.6 偃麦草种质资源耐盐性综合评价

表2～6结果可知，采用单指标评价26份偃麦草材料的耐盐性强弱时，评价结果存在较大的差异，因此，为了更好的全面反映偃麦草真实的耐盐能力，需要对各项指标进行综合考虑，而隶属函数综合评价法为这种考虑提供了可行性。为了避免各测试指标间信息的重叠性，对相对电导率、相对脯氨酸、相对生物量、相对高度、相对叶片相对含水量进行了相关分析，表明各指标间无显著相关性（P>0.05）。因此，以相对电导率、相对脯氨酸、相对生物量、相对高度、相对叶片相对含水量为依据，对各偃麦草材料的耐盐性进行了鉴隶属函数法综合评价和聚类分析（图1）。26份偃麦草材料可分为划分为3个耐盐级别，耐盐种质包括E37、E32、E09、E261、E19、E12，敏盐种质包括E13、E35、E07、E27、E08，其余材料均属于中间耐盐种质。综合评价表明（表7），26份偃麦草材料间的综合评价值介于0.168～0.564，反应了各种质间的耐盐强弱顺序，其中，综合评价值>0.50以上的材料有E09（0.564）、E37（0.541）、E261（0.514），表明4份材料具有较强的耐盐能力；综合评价值0.25以下的材料有7份，即E07、E13、E02、E25、E27、E08、E35，显示出较弱的耐盐性，这与图1结果基本吻合。

3 讨论与结论

植物耐盐性评价是一个极其复杂的过程，也是一个相对的结果，其耐盐能力的强弱受多种因素影响，如评价时期、评价指标、培养方法、盐的种类、盐胁迫浓度及处理时间等[25，26]。由于所采用的评价指标、方法、评价时期的差异，即使同一材料也会使其评价结果出现波动[26，27]。张耿等[11，28]对国外引进的偃麦草属植物进行耐盐性评价时，由于所采用的指标不同，导致其排列顺序存在差异，如材料ZXY04P6由第1位[11]降为第5位[28]。本研究采用隶属函数法综合评价，1.2%的NaCl，Na2SO4浓度下苗期26份偃麦草材料耐盐性强弱顺序依次为E09>E37> E261> E32> E12>E33> E30>E38>E36>E24>E34> E31>E19>E04>E01>E15>E16>E262> E23> E07>E13> E02 > E25>E27>E08>E5，经聚类分析可将其分为3大类，即6份为耐盐种质，包括E37、E32、E09、E261、E19、E12；5份为敏盐种质，包括E13、E35、E07、E27、E08；其余15份为中间耐盐种质，且两种评价方法的评价结果基本吻合，为苗期偃麦草耐盐性材料的筛选提供依据。苗期耐盐结果与种子萌发期的耐盐评价结果存在较大的差异[5]，体现了不同时期偃麦草材料的耐盐的差异性，但从实际应用看，偃麦草的耐盐性评价需要对这两方面的因素进行综合考虑，以保证评价结果的准确性。

从单一耐盐指标看，1.2%NaCl，Na2SO4对26份偃麦草材料的叶片相对含水量、株高、相对电导率、地上生物量及Pro含量均产生不同程度的影响。与对照相比，盐胁迫基本增加了苗期偃麦草的Pro含量、相对电导率，降低了其生长高度，而叶片相对含水量、地上生物量则存在一定波动性，不同材料表现的增减规律并不一致，可能与各材料的嗜盐程度、各指标在盐胁迫中的作用及不同材料的耐盐机制存在差异相关，还需进一步验证。

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