65个高粱种质萌芽期的耐盐指标比较及其耐盐性综合评价

何晓兰, 徐照龙, 张大勇, 黄益洪, 彭 陈, 邵宏波，①, 王 为, 郭士伟，①

(1. 江苏省农业科学院农业生物技术研究所 江苏省盐土生物资源重点实验室, 江苏 南京 210014； 2. 江苏沿海地区农业科学研究所, 江苏 盐城 224002)

65个高粱种质萌芽期的耐盐指标比较及其耐盐性综合评价

何晓兰1, 徐照龙1, 张大勇1, 黄益洪1, 彭 陈1, 邵宏波1，①, 王 为2, 郭士伟1，①

(1. 江苏省农业科学院农业生物技术研究所 江苏省盐土生物资源重点实验室, 江苏 南京 210014； 2. 江苏沿海地区农业科学研究所, 江苏 盐城 224002)

为筛选出适合在盐渍土壤中生长的高粱〔Sorghumbicolor(Linn.) Moench〕种质，对10 g·L-1NaCl胁迫条件下65个高粱种质萌芽期的6项耐盐指标进行比较，并通过相关性分析和主成分分析比较了各指标在耐盐性评价中的作用；在此基础上，通过综合得分排序和聚类分析对供试65个种质的耐盐性进行排序及评价。结果显示：供试65个种质的相对发芽势、相对发芽率、相对根长、相对苗高和相对根冠比变幅较大，分别为0.00%～140.56%、31.61%～124.81%、10.45%～154.30%、12.80%～124.95%和22.09%～380.84%；而相对盐害率变幅较小，仅为-8.27%～22.80%。在6个耐盐指标间，相对苗高与相对发芽率和相对盐害率的相关性以及相对根冠比与相对发芽势、相对发芽率和相对盐害率的相关性均不显著，其余指标间均有显著或极显著相关性。主成分分析中，前2个主成分的累计贡献率为75.121 3%，其中，相对发芽势、相对发芽率和相对盐害率为第1主成分的主要因子，相对苗高为第2主成分的主要因子。供试65个种质耐盐性的综合得分为7.18～65.11；其中，甜选35耐盐性的综合得分最高(65.11)，耐盐性排序第一；黑穗芦稷耐盐性的综合得分最低(7.18)，耐盐性排序最末。聚类分析结果显示：在欧氏距离5.5处，供试65个种质可被分为7类，其中，第Ⅰ、第Ⅱ和第Ⅲ类共包含12个种质，其中9个为耐盐性排序前9位的种质，属于高耐盐种质；第Ⅳ、第Ⅴ和第Ⅵ类共包含31个种质，属于中等耐盐种质；第Ⅶ类包含22个种质，其中10个为耐盐性排序后10位的种质，属于高盐敏感种质。综合分析结果表明：供试65个高粱种质的耐盐性差异很大，其中，甜选35、Rio、宁甜选10、宁甜选11、甜选107、宁甜选17、甜选148、辽甜8号及盐甜选10等为高耐盐种质，适合在盐渍土壤中生长。此外，耐盐性综合得分排序结果与聚类分析结果基本一致，表明用萌芽期的耐盐指标可以初步评价高粱种质的耐盐性。

高粱种质; 萌芽期; 耐盐指标; 主成分分析; 聚类分析; 耐盐性排序

土壤中高浓度的盐分能够对作物造成渗透胁迫和离子毒害，从而影响作物的生长，致使作物严重减产[1-2]。目前，全世界至少有20%耕地发生盐渍化，其中，中国的盐碱土总面积约9.913×107hm2，包括现代盐碱土面积约3.693×106hm2、残余盐碱土面积约4.487×106hm2和潜在盐碱土面积约1.733×106hm2，主要分布在东北、华北和西北的内陆地区以及长江以北的沿海地带[3]。江苏省的沿海滩涂面积居全国首位，总面积达6.87×105hm2，并以近1 333 hm2·a-1的速率增加，是江苏农业发展的重要后备资源[4]。

高粱〔Sorghumbicolor(Linn.) Moench〕是全球第五大重要作物[5]，为短日照C4型植物，生长能力较强，具有粮、饲、酿造等多种用途，是干旱半干旱地区的主要作物[6-7]；此外，高粱的基因组较小(750 Mb)，目前已经完成对其基因组的测序工作，成为继水稻(OryzasativaLinn.)之后又一个重要的粮食和能源模式作物[8]。高粱属于中度耐盐作物，但其品种间的耐盐性却存在较大差异[9-11]。研究表明：发芽期和幼苗期为植物对盐胁迫最敏感的时期[12-13]，植物在种子萌芽期的耐盐性可较准确地反映其他时期的耐盐性[14-15]；崔江慧等[15]以发芽势、发芽率、侧根数、根长、1/2叶片萎蔫持续时间和整个叶片萎蔫持续时间作为高粱萌芽期耐盐性的评价指标进行了相关研究；王秀玲等[16]则采用发芽指数、活力指数及芽和根的鲜质量作为鉴定指标进行耐盐性分析；Wang等[13]采用QTL鉴定法对高粱的耐盐性进行了相关研究，在其7号染色体上发现1个与相对盐害率有关的QTL位点，并认为相对盐害率可以作为高粱的耐盐指标。

对植物的耐盐性进行分级是确定植物耐盐性的重要方法，然而关于耐盐性的分级方法较多。崔江慧等[15]以高粱发芽盐害率、芽高盐害率、侧根数盐害率、根长盐害率和叶片萎蔫持续时间的得分值的总分值对高粱耐盐性进行排序，并据此筛选出耐盐性较强的高粱种质；孙璐等[17]通过主成分分析、聚类分析和各品种表现的综合评定，对高粱品种进行耐盐性分类；张巧凤等[18]则采用耐盐隶属函数综合值对小麦(TriticumaestivumLinn.)芽期和苗期的耐盐性进行评价。

为初步评估不同高粱种质的耐盐性，并简化耐盐性评价指标和缩短测定时间，作者对10 g·L-1NaCl胁迫条件下65个高粱种质的相对发芽率、相对发芽势、相对根长、相对苗高、相对根冠比和相对盐害率6个耐盐指标进行比较，并分析了这6个耐盐指标间的相关性；在此基础上，基于这6个耐盐指标对各高粱种质萌芽期的耐盐性进行了主成分分析和聚类分析，并据此对供试高粱种质的耐盐性综合得分进行排序，以期初步筛选出萌芽期耐盐性较高的高粱种质，并为适宜在江苏盐渍土壤中种植的耐盐高粱品种的改良和利用研究提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试的65个高粱种质的编号、名称及来源见表1，所有种子均为2013年在南京地区种植后收获的种子。

1.2 方法

1.2.1 种子培养及胁迫处理 挑选籽粒饱满的种子，经体积分数70%乙醇浸泡1 min后再用质量体积分数0.5%NaClO溶液消毒20 min，无菌水冲洗3次；将种子置于铺有双层滤纸的培养皿中，每皿40粒种子；在各培养皿中分别加入7 mL相应处理液，其中，对照组加入蒸馏水7 mL，处理组加入10 g·L-1NaCl溶液7 mL。每个种质的对照组和处理组各3个培养皿，每皿视为1个重复。将培养皿用封口膜封闭，置于昼温28 ℃、夜温25 ℃、光照时间16 h·d-1和光照度1 000 lx的条件下培养。

表1 供试65个高粱种质的名称和来源

Table 1 Name and source of 65 germplasms tested ofSorghumbicolor(Linn.) Moench

编号No.种质名称1)Germplasmname1)来源2)Source2)编号No.种质名称1)Germplasmname1)来源2)Source2)编号No.种质名称1)Germplasmname1)来源2)Source2)1甜选97-1Tianxuan97-1CAAS23甜杆茭TianganjiaoCAAS45JUAR-3CAAS2甜高粱SweetsorghumHAAS24甜高粱SweetsorghumHAAS46甜选41Tianxuan41CAAS3盐甜选1Yantianxuan1JAAS25甜选35Tianxuan35CAAS47甜高粱SweetsorghumCAAS4宁甜选13Ningtianxuan13OSPT26晋甜杂2号JintianzaNo.2SAAS48宁甜选17Ningtianxuan17CAAS5甜选97-2Tianxuan97-2CAAS27甜选61Tianxuan61CAAS49晋甜杂3号JintianzaNo.3SAAS6甜选97-3Tianxuan97-3CAAS28甜选33Tianxuan33CAAS50大力士DalishiSLG7甘蔗芦稷GanzhelujiJAAS29甜选90Tianxuan90CAAS51RioJAAS8甜选2Tianxuan2CAAS30甜高粱SweetsorghumCAAS52盐甜选8Yantianxuan8JAAS9甜选29-1Tianxuan29-1CAAS31甜选29-3Tianxuan29-3CAAS53盐甜选10Yantianxuan10JAAS10甘蔗芦稷GanzhelujiJAAS32宁甜选14Ningtianxuan14OSPT54甜选33Tianxuan33CAAS11盐甜选5Yantianxuan5JAAS33甜选122Tianxuan122CAAS55宁甜选16Ningtianxuan16OSPT12黑穗芦稷HeisuilujiJAAS34甘蔗芦稷GanzhelujiJAAS56甜选107Tianxuan107CAAS13甜选29-2Tianxuan29-2CAAS35盐甜选7Yantianxuan7JAAS57甜高粱SweetsorghumCAAS14甜选157Tianxuan157CAAS36甜高粱SweetsorghumHAAS58甜选184Tianxuan184CAAS15甜选171Tianxuan171CAAS37甘蔗芦稷GanzhelujiJAAS59JUAR-3CAAS16 小甜高粱SmallsweetsorghumCAAS38甜选38Tianxuan38CAAS60BTX623JAAS17BTX623JAAS39甜芦粟TianlusuCAAS61宁甜选15Ningtianxuan15OSPT18甜选37Tianxuan37CAAS40ROMACAAS62宁甜选11Ningtianxuan11OSPT19甜选39Tianxuan39CAAS41甜选148Tianxuan148CAAS63大甜秆DatianganCAAS20甘蔗芦稷GanzhelujiJAAS42宁甜选10Ningtianxuan10OSPT64甜选100Tianxuan100CAAS21MN-2765CAAS43甜选83Tianxuan83CAAS65甜选116Tianxuan116CAAS22 甘芝甜高粱GanzhisweetsorghumCAAS44辽甜8号LiaotianNo.8LAAS

1)编号1、5和6的3个种质为甜选97的3个自交系 Three germplasms of No. 1, 5 and 6 are three inbred lines of Tianxuan 97; 编号9、13和31的3个种质为甜选29的3个自交系 Three germplasms of No. 9, 13 and 31 are three inbred lines of Tianxuan 29; 编号2、24、30、36、47和57的种质为甜高粱的6个种质 Germplasms of No. 2, 24, 30, 36, 47 and 57 are six germplasms of Sweet sorghum; 编号7、10、20、34和37的种质为甘蔗芦稷的5个种质 Germplasms of No. 7, 10, 20, 34 and 37 are five germplasms of Ganzheluji; 编号17和60的种质为BTX623的2个种质 Germplasms of No. 17 and 60 are two germplasms of BTX623; 编号45和59的种质为JUAR-3的2个种质 Germplasms of No. 45 and 59 are two germplasms of JUAR-3.

2)CAAS: 中国农业科学院 Chinese Academy of Agricultural Sciences; HAAS: 黑龙江省农业科学院 Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences; JAAS: 江苏省农业科学院 Jiangsu Academy of Agricultural Sciences; OSPT: 项目组自选Optional selection by the project team; SAAS: 山西省农业科学院 Shanxi Academy of Agricultural Sciences; LAAS: 辽宁省农业科学院 Liaoning Academy of Agricultural Sciences; SLG: 山东绿禾草业有限公司 Shandong Lühe Grass Co., Ltd.

1.2.2 种子萌发观察及耐盐指标计算 以胚根长度达到种子长度且胚芽长度达到种子长度的二分之一作为判定种子发芽的标准。每天统计发芽种子数，并根据第3天的统计结果，按照公式“发芽势=(前3天发芽的种子数/供试种子总数)×100%”和“相对发芽势=(处理组发芽势/对照组发芽势)×100%”计算发芽势和相对发芽势。根据第7天的发芽统计结果，按照公式“发芽率=(前7天发芽的种子数/供试种子总数)×100%”、“相对发芽率=(处理组发芽率/对照组发芽率)×100%”和“相对盐害率=〔(对照组发芽率-处理组发芽率)/处理组发芽率〕×100%”计算发芽率、相对发芽率和相对盐害率。于发芽第7天测量萌发幼苗的根长和苗高，每皿测量6株，结果取平均值；基于测量结果，按照公式“相对根长=(处理组根长/对照组根长)×100%”、“相对苗高=(处理组苗高/对照组苗高)×100%”、“根冠比=(根长/苗高)×100%”和“相对根冠比=(处理组根冠比/对照组根冠比)×100%”分别计算相对根长、相对苗高、根冠比和相对根冠比。

1.3 数据统计分析

用EXCEL 2003统计分析软件对相关数据进行整理和统计分析，用SPSS 17.0统计分析软件对6个耐盐指标进行相关性分析和主成分分析；基于欧氏距离、采用可变类平均法对各种质耐盐性进行聚类分析并绘制树状图。此外，对6个耐盐指标进行标准化转换，并计算各种质耐盐性的综合得分，据此对各种质的耐盐性进行排序。

2 结果和分析

2.1 供试高粱种质耐盐指标的比较

在10 g·L-1NaCl胁迫条件下65个高粱种质6个耐盐指标的比较结果见表2。由表2可以看出：65个高粱种质的相对发芽势为0.00%～140.56%；其中，甜选97-1、盐甜选5、黑穗芦稷和甜高粱(编号57)的相对发芽势均为0.00%，Rio的相对发芽势最高(为140.56%)，盐甜选10号的相对发芽势次之(为123.86%)，甜选35、宁甜选10、宁甜选17和大力士的相对发芽势也较高(均高于100.00%)。65个高粱种质的相对发芽率为31.61%～124.81%；其中，黑穗芦稷最低，甜芦粟最高，甜选83、宁甜选17、大力士、Rio、盐甜选10、甜高粱(编号57)和甜选100也较高(均高于100.00%)。65个高粱种质的相对盐害率均较低，甚至出现了负值，其变化范围为-8.27%～22.80%；其中，黑穗芦稷最高，甜芦粟最低，甜选83、宁甜选17、大力士、Rio、盐甜选10、甜高粱(编号57)和甜选100也较低。65个高粱种质的相对根长为10.45%～154.30%；其中，甜选97-1最低，宁甜选11最高，甜选107、宁甜选15和甜选116也较高。65个高粱种质的相对苗高为12.80%～124.95%；其中，甜高粱(编号57)最低，甜选37最高，甜选35次之。65个高粱种质的相对根冠比为22.09%～380.84%；其中，盐甜选1最低，甜选100最高；并且，在供试高粱种质中，相对根冠比高于100.00%的种质约占75%。

表2 10 g·L-1NaCl胁迫条件下供试65个高粱种质萌芽期6个耐盐指标的比较分析1)

Table 2 Comparative analysis on six salt tolerance indexes at germination stage of 65 germplasms tested ofSorghumbicolor(Linn.) Moench under 10 g·L-1NaCl stress1)

编号No.种质名称2)Germplasmname2)RGP/%RGR/%RSIR/%RRL/%RSH/%RRSR/%1甜选97-1Tianxuan97-10.0052.2215.9310.4526.7939.542甜高粱Sweetsorghum41.3743.7418.7521.0345.1945.443盐甜选1Yantianxuan158.7095.071.6416.2873.8222.094宁甜选13Ningtianxuan1326.6551.2516.2533.5741.0481.175甜选97-2Tianxuan97-23.2875.388.2122.4025.8795.246甜选97-3Tianxuan97-330.9287.314.2322.0428.2577.917甘蔗芦稷Ganzheluji31.3873.318.9034.0049.7573.378甜选2Tianxuan232.3061.8312.7230.5729.27101.089甜选29-1Tianxuan29-163.7567.5610.8136.9254.1570.7510甘蔗芦稷Ganzheluji34.4179.066.9840.9057.8772.6311盐甜选5Yantianxuan50.0065.1011.6329.9924.71122.8912黑穗芦稷Heisuiluji0.0031.6122.8022.7214.69162.1013甜选29-2Tianxuan29-25.4158.4213.8635.4828.47128.7614甜选157Tianxuan15728.9073.328.8946.5443.79106.1315甜选171Tianxuan1717.3478.037.3242.8635.22122.0116小甜高粱Smallsweetsorghum68.1688.463.8551.0671.0170.9417BTX62365.6297.740.7536.5639.5493.5218甜选37Tianxuan3763.2654.6715.1165.68124.9566.6419甜选39Tianxuan3950.0381.996.0043.3340.89107.4820甘蔗芦稷Ganzheluji36.0940.0120.0049.3636.30136.33

续表2 Table 2 (Continued)

编号No.种质名称2)Germplasmname2)RGP/%RGR/%RSIR/%RRL/%RSH/%RRSR/%21MN-276593.9490.723.0942.7552.5281.3822甘芝甜高粱Ganzhisweetsorghum76.7176.097.9753.0056.1693.8323甜杆茭Tianganjiao80.5884.145.2952.1057.0988.6024甜高粱Sweetsorghum85.6675.748.0950.0044.50109.3125甜选35Tianxuan35107.0498.960.3564.54121.2752.8826晋甜杂2号JintianzaNo.251.9661.5512.8268.2558.45115.9027甜选61Tianxuan6191.6288.014.0053.3848.86108.4128甜选33Tianxuan3363.7066.0111.3359.1645.75129.3529甜选90Tianxuan9014.9743.5218.8354.5631.76181.2430甜高粱Sweetsorghum11.0150.1916.6061.8635.44170.1731甜选29-3Tianxuan29-377.6977.467.5147.3231.35145.8632宁甜选14Ningtianxuan146.7491.072.9845.2228.10172.2733甜选122Tianxuan1227.9173.828.7330.4516.01210.8534甘蔗芦稷Ganzheluji45.2181.906.0354.5635.05155.3335盐甜选7Yantianxuan77.1479.246.9274.7145.51150.9136甜高粱Sweetsorghum81.9476.897.7050.2430.84163.0637甘蔗芦稷Ganzheluji23.2782.835.7257.9431.98181.3538甜选38Tianxuan3860.1791.682.7758.9436.05160.6339甜芦粟Tianlusu48.08124.81-8.2768.3852.27129.0340ROMA33.8966.0111.3348.9325.80209.6441甜选148Tianxuan14891.4288.083.9779.4473.15134.3042宁甜选10Ningtianxuan10101.4297.820.7391.5691.90102.5343甜选83Tianxuan8391.81106.22-2.0752.2937.37171.5544辽甜8号LiaotianNo.882.9793.642.1286.3869.96131.5345JUAR-380.8684.425.1974.1146.37163.0846甜选41Tianxuan417.0746.3817.8753.0120.11263.1547甜高粱Sweetsorghum11.7956.1614.6185.2042.59207.4448宁甜选17Ningtianxuan17106.61109.34-3.1178.6158.19135.5749晋甜杂3号JintianzaNo.374.9692.822.3983.5447.72157.8450大力士Dalishi100.49123.75-7.9259.8235.13160.1851Rio140.56120.34-6.7867.0349.43136.1352盐甜选8Yantianxuan843.0779.496.8492.8546.51195.8153盐甜选10Yantianxuan10123.86110.31-3.4456.5634.72194.0554甜选33Tianxuan3369.9198.100.6374.5537.03208.8155宁甜选16Ningtianxuan1688.2295.761.4188.1549.60181.7056甜选107Tianxuan10797.6998.080.64102.3961.15159.1157甜高粱Sweetsorghum0.00108.99-3.0037.8712.80297.4358甜选184Tianxuan18420.0890.023.3371.7028.39252.6659JUAR-355.7767.3410.8995.9445.12215.7160BTX62316.0196.141.2961.8423.30265.5661宁甜选15Ningtianxuan1548.4498.570.48103.1040.33234.7662宁甜选11Ningtianxuan1160.1299.310.23154.3068.49206.2063大甜秆Datiangan10.7172.569.1592.1927.57348.9764甜选100Tianxuan10035.43100.98-0.3383.8625.52380.8465甜选116Tianxuan11679.8674.568.48130.3738.08344.88

1)RGP: 相对发芽势 Relative germination potential; RGR: 相对发芽率 Relative germination rate; RSIR: 相对盐害率 Relative salt-injury rate; RRL: 相对根长 Relative root length; RSH: 相对苗高 Relative seedling height; RRSR: 相对根冠比 Relative root-shoot ratio.

2)编号1、5和6的3个种质为甜选97的3个自交系 Three germplasms of No. 1, 5 and 6 are three inbred lines of Tianxuan 97; 编号9、13和31的3个种质为甜选29的3个自交系 Three germplasms of No. 9, 13 and 31 are three inbred lines of Tianxuan 29; 编号2、24、30、36、47和57的种质为甜高粱的6个种质 Germplasms of No. 2, 24, 30, 36, 47 and 57 are six germplasms of Sweet sorghum; 编号7、10、20、34和37的种质为甘蔗芦稷的5个种质 Germplasms of No. 7, 10, 20, 34 and 37 are five germplasms of Ganzheluji; 编号17和60的种质为BTX623的2个种质 Germplasms of No. 17 and 60 are two germplasms of BTX623; 编号45和59的种质为JUAR-3的2个种质 Germplasms of No. 45 and 59 are two germplasms of JUAR-3.

2.2 供试高粱种质耐盐指标的相关性分析

采用双变量相关性分析法对10 g·L-1NaCl胁迫条件下供试高粱种质6个耐盐指标的相关性进行分析，结果见表3。结果表明：供试高粱种质的相对发芽势与相对发芽率、相对根长和相对苗高均呈极显著正相关(P<0.01)，相关系数分别为0.562、0.351及 0.541；而相对发芽势与相对盐害率呈极显著负相关，相关系数为-0.562。相对发芽率与相对根长呈极显著正相关，相关系数为0.327；而与相对盐害率呈极显著负相关，相关系数为-1.000。相对盐害率与相对根长呈极显著负相关，相关系数为-0.327；相对根长与相对苗高和相对根冠比分别呈显著(P<0.05)和极显著正相关，相关系数分别为0.299和0.540；相对苗高与相对根冠比呈极显著负相关，相关系数为-0.469。另外，相对根冠比与相对发芽势、相对发芽率和相对盐害率的相关性均较低，并且相对根长与相对发芽率和相对盐害率的相关性也较低。

表3 10 g·L-1NaCl胁迫条件下供试高粱种质萌芽期6个耐盐指标的相关系数1)

Table 3 Correlation coefficient among six salt tolerance indexes at germination stage ofSorghumbicolor(Linn.) Moench germplasms tested under 10 g·L-1NaCl stress1)

指标Index各指标间的相关系数 CorrelationcoefficientamongdifferentindexesRGPRGRRSIRRRLRSHRRSRRGP1.000RGR0.562**1.000RSIR-0.562**-1.000**1.000RRL0.351**0.327**-0.327**1.000RSH0.541**0.187-0.1870.299*1.000RRSR-0.1930.137-0.1370.540**-0.469**1.000

1)RGP: 相对发芽势 Relative germination potential; RGR: 相对发芽率 Relative germination rate; RSIR: 相对盐害率 Relative salt-injury rate; RRL: 相对根长 Relative root length; RSH: 相对苗高 Relative seedling height; RRSR: 相对根冠比 Relative root-shoot ratio. *：P<0.05; **：P<0.01.

2.3 供试高粱种质耐盐指标的主成分分析

根据上述相关性分析结果，剔除与相对发芽率和相对发芽势相关性较低的相对根冠比这一指标，依据其他5个耐盐指标对高粱种质的耐盐性进行主成分分析，结果见表4。结果表明：第1主成分的贡献率为47.143 6%，第2主成分的贡献率为27.977 7%，前2个主成分的累计贡献率达75.121 3%，基本反映了供试耐盐指标的绝大部分信息，因此，可将这2个主成分用于高粱耐盐性分析。此外，在第1主成分中，相对发芽势、相对发芽率和相对盐害率的载荷均较高，分别为0.810、0.892和-0.892，表明在第1主成分中这3个指标为主要作用因子；而在第2主成分中相对苗高的载荷最高，为0.745，表明第2主成分中相对苗高为主要作用因子。

2.4 供试高粱种质耐盐性的综合得分及排序

根据上述主成分分析结果获得的第1主成分的拟合方程为F1=0.287X1+ 0.316X2- 0.316X3+ 0.198X4+0.182X5，获得的第2主成分的拟合方程为F2=-0.239X1- 0.394X2+ 0.394X3+ 0.286X4+ 0.678X5，据此获得的高粱各种质综合得分的计算公式为F=0.471 436F1+0.279 777F2。

根据上述公式计算获得供试65个高粱种质耐盐性的综合得分(F)及耐盐性排序结果，详见表5。由表5可以看出：在供试的65个高粱种质中，甜选35耐盐性的综合得分最高(65.11)，其耐盐性排序第一；黑穗芦稷耐盐性的综合得分最低(7.18)，其耐盐性排序最末。

表4 供试高粱种质萌芽期耐盐指标的主成分分析

Table 4 Principal component analysis on salt tolerance indexes at germination stage ofSorghumbicolor(Linn.) Moench germplasms tested

主成分Principalcomponent各指标的载荷1) Loadofdifferentindexes1)RGPRGRRSIRRRLRSH特征值Eigenvalue贡献率/%Contributionrate累计贡献率/%Cumulativecontributionrate10.8100.892-0.8920.5600.5152.828647.143647.143620.263-0.4330.4330.3150.7451.678727.977775.1213

1)RGP: 相对发芽势 Relative germination potential; RGR: 相对发芽率 Relative germination rate; RSIR: 相对盐害率 Relative salt-injury rate; RRL: 相对根长 Relative root length; RSH: 相对苗高 Relative seedling height.

表5 供试65个高粱种质萌芽期耐盐性的综合得分(F)及排序结果

Table 5 Comprehensive score (F) and order result of salt tolerance at germination stage of 65 germplasms tested ofSorghumbicolor(Linn.) Moench

编号No.种质名称1)Germplasmname1)F排序Order编号No.种质名称1)Germplasmname1)F排序Order编号No.种质名称1)Germplasmname1)F排序Order1甜选97-1Tianxuan97-111.226423甜杆茭Tianganjiao43.842245JUAR-345.18192甜高粱Sweetsorghum22.565424甜高粱Sweetsorghum40.712546甜选41Tianxuan4116.53623盐甜选1Yantianxuan139.422825甜选35Tianxuan3565.11147甜高粱Sweetsorghum27.99474宁甜选13Ningtianxuan1322.135626晋甜杂2号JintianzaNo.237.043248宁甜选17Ningtianxuan1757.2865甜选97-2Tianxuan97-217.475927甜选61Tianxuan6124.625049晋甜杂3号JintianzaNo.347.15146甜选97-3Tianxuan97-325.224928甜选33Tianxuan3343.832350大力士Dalishi51.65107甘蔗芦稷Ganzheluji28.564629甜选90Tianxuan9019.915851Rio62.3828甜选2Tianxuan222.465530甜高粱Sweetsorghum22.075752盐甜选8Yantianxuan839.87279甜选29-1Tianxuan29-134.973631甜选29-3Tianxuan29-336.683453盐甜选10Yantianxuan1053.20910甘蔗芦稷Ganzheluji32.653932宁甜选14Ningtianxuan1445.291854甜选33Tianxuan3336.393511盐甜选5Yantianxuan515.956333甜选122Tianxuan12217.456055宁甜选16Ningtianxuan1628.834412黑穗芦稷Heisuiluji7.186534甘蔗芦稷Ganzheluji33.003856甜选107Tianxuan10757.63513甜选29-2Tianxuan29-217.306135盐甜选7Yantianxuan730.154157甜高粱Sweetsorghum22.585314甜选157Tianxuan15751.221136甜高粱Sweetsorghum37.733158甜选184Tianxuan18430.914015甜选171Tianxuan17123.425137甘蔗芦稷Ganzheluji28.914359JUAR-340.372616小甜高粱Smallsweetsorghum44.632038甜选38Tianxuan3838.392960BTX62328.824517BTX62337.863039甜芦粟Tianlusu46.241561宁甜选15Ningtianxuan1544.602118甜选37Tianxuan3749.851340ROMA25.534862宁甜选11Ningtianxuan1159.62419甜选39Tianxuan3933.373741甜选148Tianxuan14853.55763大甜秆Datiangan28.914220甘蔗芦稷Ganzheluji23.405242宁甜选10Ningtianxuan1062.38364甜选100Tianxuan10037.003321MN-276545.331743甜选83Tianxuan8346.241665甜选116Tianxuan11649.961222甘芝甜高粱Ganzhisweetsor-ghum41.652444辽甜8号LiaotianNo.853.338

1)编号1、5和6的3个种质为甜选97的3个自交系 Three germplasms of No. 1, 5 and 6 are three inbred lines of Tianxuan 97; 编号9、13和31的3个种质为甜选29的3个自交系 Three germplasms of No. 9, 13 and 31 are three inbred lines of Tianxuan 29; 编号2、24、30、36、47和57的种质为甜高粱的6个种质 Germplasms of No. 2, 24, 30, 36, 47 and 57 are six germplasms of Sweet sorghum; 编号7、10、20、34和37的种质为甘蔗芦稷的5个种质 Germplasms of No. 7, 10, 20, 34 and 37 are five germplasms of Ganzheluji; 编号17和60的种质为BTX623的2个种质 Germplasms of No. 17 and 60 are two germplasms of BTX623; 编号45和59的种质为JUAR-3的2个种质 Germplasms of No. 45 and 59 are two germplasms of JUAR-3.

2.5 供试高粱种质耐盐性的聚类分析

基于欧氏距离、采用可变类平均法对供试65个高粱种质的耐盐性进行聚类分析，结果见图1。由图1可以看出：在欧氏距离5.5处，供试65个高粱种质被分为7类。第Ⅰ、第Ⅱ和第Ⅲ类共包含12个种质，其中耐盐性排序前9位的种质均包含在内，包括甜选35、Rio、宁甜选10、宁甜选11、甜选107、宁甜选17、甜选148、辽甜8号和盐甜选10等，它们的耐盐指标数值均较高，其余3个种质的耐盐性排序也在前20位内，因此，可初步认定这3类种质为高耐盐种质。第Ⅳ、第Ⅴ和第Ⅵ类共包含31个种质，包括BTX623、甜高粱(编号36)、晋甜杂2号及甜选100等，它们的耐盐性排序均位于中间，其耐盐指标数值也比较居中，属于中等耐盐种质。第Ⅶ类共包含22个种质，耐盐性排序后10位的种质均包含在内，包括宁甜选13、甜高粱(编号30)、 甜选90、 甜选97-2、 甜选122、 甜选29-2、甜选41、盐甜选5、甜选97-1及黑穗芦稷等，它们的耐盐指标数值均偏低，因此，初步认定这类种质为高盐敏感种质。

编号1、5和6的3个种质为甜选97的3个自交系 Three germplasms of No. 1, 5 and 6 are three inbred lines of Tianxuan 97; 编号9、13和31的3个种质为甜选29的3个自交系 Three germplasms of No. 9, 13 and 31 are three inbred lines of Tianxuan 29; 编号2、24、30、36、47和57的种质为甜高粱的6个种质 Germplasms of No. 2, 24, 30, 36, 47 and 57 are six germplasms of Sweet sorghum; 编号7、10、20、34和37的种质为甘蔗芦稷的5个种质 Germplasms of No. 7, 10, 20, 34 and 37 are five germplasms of Ganzheluji; 编号17和60的种质为BTX623的2个种质 Germplasms of No. 17 and 60 are two germplasms of BTX623; 编号45和59的种质为JUAR-3的2个种质 Germplasms of No. 45 and 59 are two germplasms of JUAR-3.

图1 供试65个高粱种质萌芽期耐盐性的聚类分析结果

Fig. 1 Result of cluster analysis of salt resistance at germination stage of 65 germplasms tested ofSorghumbicolor(Linn.) Moench

3 讨论和结论

根长和苗壮是植物具有较高耐盐性的形态特征。本研究中，高粱的相对根冠比与其相对发芽势和相对发芽率的相关性均较低，故不宜用相对根冠比进行主成分分析；但由于相对根冠比是具有品种特异性的特征根，因此可将其用于聚类分析。聚类分析结果表明：第Ⅰ、第Ⅱ和第Ⅲ类共包含12个种质，其中有9个种质的耐盐性排序位于前9位，被初步确认为高耐盐种质；耐盐性排序后10位的种质均在第Ⅶ类中，被初步确认为高盐敏感种质。本研究中，聚类结果与耐盐指标和耐盐性排序结果基本吻合，说明主成分分析和聚类分析中对相对根冠比的处理较为合理。

与孙璐等[17]的研究相比，本研究增加了相对盐害率和相对根冠比2个指标，但并未测定根和叶片的干质量和鲜质量以及活力指数，相对降低了萌芽期耐盐性筛选的工作量。聚类结果显示甜选97的3个自交系均聚在第Ⅶ类中，它们的耐盐性均较低，说明通过萌芽期6个耐盐指标对高粱种质的耐盐性进行排序及聚类分析，获得的结果具有一定的可靠性，可用于大量高粱种质耐盐性的初步筛选。

此外，甜选29的2个自交系(编号9和31)的耐盐性居中，其耐盐性排序分别为36和34，在聚类图中被划分在第Ⅳ类中；而甜选29编号13的自交系的耐盐性较弱，其耐盐性排序为61，在聚类图中被划分在第Ⅶ类中，并且该种质具晚熟特性，相对发芽势也较低(仅为5.41%)，属于盐敏感种质。这一研究结果说明高粱萌芽期的耐盐性鉴定对种子的成熟度和纯度均有很高的要求，只有供试种子饱满、健康并在同一生态环境和年份收获和储存才能确保其萌芽期耐盐性的比较结果具有可靠性。

综上所述，通过对供试的65个高粱种质的相对发芽势、相对发芽率、相对盐害率、相对根长、相对苗高和相对根冠比6个耐盐指标进行比较、相关性分析、主成分分析和聚类分析，可以快捷有效地对供试高粱种质的耐盐性进行初步鉴定。研究结果显示：供试65个高粱种质萌芽期的耐盐性存在很大差异，其中，甜选35、Rio、宁甜选10、宁甜选11、甜选107、宁甜选17、甜选148、辽甜8号及盐甜选10等为高耐盐种质，适合在盐渍土壤中生长。

致谢： 南京农业大学卫陪陪博士在数据测定过程中提供了一定的帮助，辽宁省农业科学院高粱研究所的同仁在软件应用上也给予了大力帮助，在此一并表示感谢！

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(责任编辑： 佟金凤)

Comparison on salt tolerance indexes of 65 germplasms ofSorghumbicolorat germination stage and comprehensive evaluation on their salt tolerance

HE Xiaolan1, XU Zhaolong1, ZHANG Dayong1, HUANG Yihong1, PENG Chen1, SHAO Hongbo1，①, WANG Wei2, GUO Shiwei1，①

(1. The Key Laboratory for Salt Soil Bioresources of Jiangsu Province, Institute of Agri-Biotechnology, Jiangsu Academy of Agriculture Sciences, Nanjing 210014, China; 2. Agricultural Sciences Institute of Coastal Area of Jiangsu, Yancheng 224002, China),

J.PlantResour. &Environ., 2015, 24(4): 52-60

In order to select germplasms ofSorghumbicolor(Linn.) Moench suitable for growing in saline soil, sixsalttoleranceindexesatgerminationstageof65germplasmsofS.bicolorunder condition of 10 g·L-1NaCl stress were compared, and the role of different indexes in salt tolerance evaluation was compared by correlation analysis and principal component analysis. On this basis, salt tolerance of 65 germplasms tested was ordered and evaluated by comprehensive score ordering and cluster analysis. The results show that change ranges of relative germination potential, relative germination rate, relative root length, relativeseedlingheightandrelativeroot-shootratioof65germplasmstestedarelargewith 0.00%-140.56%, 31.61%-124.81%, 10.45%-154.30%, 12.80%-124.95% and 22.09%-380.84%, respectively. Whilechangerangeofrelativesalt-injuryrateissmallonly with -8.27%-22.80%. Among six salt tolerance indexes, correlations of relative seedling height with relative germination rate and relative salt-injury rate and those of relative root-shoot ratio with relative germination potential, relative germination rate and relative salt-injury rate are not significant, while correlations among other indexes are significant or extremely significant. In principal component analysis, cumulative contribution rate of the first two principal components is 75.121 3%, in which, relative germination potential, relative germination rate and relative salt-injury rate are main factors of the first principal component, relative seedling height is main factor of the second principal component. The comprehensive score of salt tolerance of 65 germplasms tested is 7.18-65.11. In which, comprehensive score of salt tolerance of Tianxuan 35 is the highest (65.11) and its salt tolerance order is the first, while that of Heisuiluji is the lowest (7.18) and its salt tolerance order is the end. The cluster analysis result shows that at Euclidean distance of 5.5, 65 germplasms tested can be divided into seven categories, in which, the Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ categories contain 12 germplasms totally, 9 of them are germplasms with salt tolerance order of top 9, belonging to high salt tolerance germplasm; the Ⅳ, Ⅴ and Ⅵ categories contain 31 germplasms totally, belonging to moderate salt tolerance germplasm； and the Ⅶ category contains 22 germplasms, 10 of them are germplasms with salt tolerance order of post 10, belonging to high salt sensitive germplasm. The comprehensive analysis result shows that differences in salt tolerance of 65 germplasms tested ofS.bicolorare great, in which, Tianxuan 35, Rio, Ningtianxuan 10, Ningtianxuan 11, Tianxuan 107, Ningtianxuan 17, Tianxuan 148, Liaotian No. 8 and Yantianxuan 10, etc are high salt tolerance germplasms, which are suitable for growing in saline soil. Otherwise, order result of comprehensive score of salt tolerance is basically consistent with cluster analysis result, indicating that salt tolerance ofS.bicolorgermplasms can be preliminarily evaluated by ways of salt tolerance indexes at germination stage.

germplasm ofSorghumbicolor(Linn.) Moench; germination stage; salt tolerance index; principal component analysis; cluster analysis; order of salt tolerance

2015-04-30

江苏省农业科技自主创新资金项目〔CX(14)2001； CX(15)1005〕； 江苏省盐土生物资源研究重点实验室开放课题(JKLB2014002); 2015年盐城市农业创新专项引导资金项目(YK2015017)

何晓兰(1973—)，女，江苏东台人，硕士，副研究员，主要从事盐土农业与生物技术方面的研究工作。

①通信作者 E-mail： shaohongbochu@126.com; gogow12@126.com

Q945.78； S514.034

A

1674-7895(2015)04-0052-09

10.3969/j.issn.1674-7895.2015.04.07