盐胁迫下五个苦荞麦品种的耐盐性比较

2015-10-09刘雪华等

湖北农业科学 2015年17期

刘雪华等

摘要：以5个不同苦荞麦[Fagopyrum tataricum （L.） Gaertn.]品种为试验材料，在100 mmol/L NaCl胁迫下测定荞麦种子发芽率、幼苗根系活力、叶片质膜透性和Na+含量等指标，对5个苦荞麦品种种子萌发期和幼苗期的耐盐性进行了比较。结果表明，NaCl胁迫下川荞1号种子发芽率和幼苗根系活力最高，幼苗叶片质膜透性和Na+含量最低；而川荞2号正好相反。说明在种子萌发期和幼苗期川荞1号的耐盐性最强，川荞2号对盐胁迫最敏感。

关键词：苦荞麦[Fagopyrum tataricum （L.） Gaertn.]；发芽率；根系活力；质膜透性；Na+含量；耐盐性

中图分类号：Q945.78；S517 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）17-4128-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.17.005

盐碱土壤是陆地上广泛分布的一种土壤类型，占陆地总面积的25%左右。在中国，从滨海到内陆、从低洼地到高原地区都分布着不同类型的盐碱土壤[1]，如滨海地区的海水倒灌使土壤表层积累较多的NaCl、MgSO4等盐分，形成了大面积的盐碱化土地。含盐量过高会对植物生长发育造成危害，成为盐害[2，3]，从而严重影响粮食产量，成为限制农业发展的主要因素[4]。几十年来人们利用盐碱地主要通过合理的排灌、淡水洗涤及施用化学改良药剂等来改造土壤[5]，但实践证明该方法的成本太高，效果并不十分理想；而筛选和培育耐盐作物品种来适应盐渍环境并最终达到改善环境的目的，此方法更具有应用前景[6]。

有研究表明，种子萌发期和幼苗期是作物生活史的关键阶段，也是作物耐盐性最差的时期，故在这两个时期对作物进行耐盐性鉴定较为准确[7，8]。盐胁迫中NaCl是主要的胁迫物质，虽然植物体内Na+和Cl-可以作为无机离子参与渗透调节，但两者含量超过一定值后会对植物产生渗透胁迫及离子毒害效应，且高浓度盐分会严重影响植物的正常生理代谢[9]。荞麦（Fagopyrum esculentum Moench）是蓼科、荞麦属植物，主要栽培品种有荞麦和苦荞麦[Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn.]，苦荞麦的营养价值和保健功效更佳[10]。本研究以5个苦荞麦新品种为材料，从种子发芽率、幼苗根系活力、质膜透性和Na+含量等方面比较耐盐性差异，为荞麦耐盐品种筛选及有效利用盐碱地资源提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用5个苦荞麦品种川荞1号、川荞2号、川荞3号、川荞4号、川荞5号由四川省凉山州西昌农科所高山作物研究站李发良老师提供。

1.2 种子发芽率测定

挑选大小一致、子粒饱满的荞麦种子，用1 g/L高锰酸钾消毒10 min，去离子水通气吸涨5 h，将种子均匀摆放在铺有滤纸的培养皿中，5个品种分别设置1组对照与1组浓度为100 mmol/L的NaCl胁迫处理，每个处理120粒种子，设3次重复，26 ℃培养箱中培养，每天同一时间记录发芽数，培养5 d后，计算发芽率：发芽率=n/N×100%，式中n为发芽数，N为种子总数。

1.3 幼苗根系活力测定

荞麦幼苗采用1/2 Hoagland营养液培养，自然光照，昼夜温度为26 ℃/18 ℃，相对湿度为60%左右，培养至两叶一心后开始100 mmol/L NaCl胁迫处理，每个处理10株幼苗，设3次重复（下同），处理3 d后取幼苗根部，采用氯化苯基四氮唑（TTC）法[11]测定根系活力。

1.4 幼苗叶片质膜透性测定

参照李锦树等[12]的方法测定叶片质膜透性，NaCl胁迫3 d后取荞麦幼苗第2叶位功能叶片，先用自来水洗一遍，再用去离子水洗两遍。打孔器取10个叶圆片，去离子水冲洗并吸干水分，放入试管，加10 mL去离子水，抽真空使叶圆片下沉，室温下保持30 min，电导率仪测定电导值（L1），然后将试管放入沸水中5 min杀死组织，冷却至室温后再次测定电导值（L2）。质膜透性=L1/L2×100%。

1.5 幼苗根部和叶片Na+含量测定

参照马德源等[13]的方法，NaCl胁迫3 d后取荞麦幼苗根部和叶片，清洗并吸干表面水分，105 ℃烘箱杀青10 min，80 ℃烘至恒重，取烘干材料5 mg，马孚炉中灰化20 h，少许浓硝酸溶解，去离子水稀释100倍，采用等离子体发射光谱仪（ICP）测定Na+含量。

2 结果与分析

2.1 NaCl胁迫对不同苦荞麦品种发芽率的影响

由表1可以看出，NaCl胁迫下苦荞麦种子发芽率均有不同程度的降低，川荞1号、川荞2号、川荞3号、川荞4号和川荞5号种子发芽率比对照分别降低了5.18、28.12、19.92、12.83和8.82个百分点，其中川荞4号显著降低，川荞2号和川荞3号极显著降低，NaCl胁迫下川荞1号种子发芽率降低幅度最小，川荞2号种子发芽率降低幅度最大。

2.2 NaCl胁迫对荞麦幼苗根系活力的影响

NaCl胁迫下5个荞麦品种幼苗根系活力均极显著降低，川荞1号、川荞2号、川荞3号、川荞4号和川荞5号幼苗根系活力比对照分别降低了36.02%、61.49%、52.25%、43.34%和44.21%，其中川荞1号幼苗根系活力降低幅度最小，川荞2号幼苗根系活力降低幅度最大（图1）。

2.3 NaCl胁迫对荞麦幼苗叶片质膜透性的影响

NaCl胁迫下，5个荞麦品种幼苗质膜透性均呈显著增加趋势，与对照相比，川荞1号、川荞2号、川荞3号、川荞4号和川荞5号幼苗质膜透性分别增加了43.74%、116.52%、111.43%、103.55%和93.33%，其中川荞1号幼苗质膜透性增加幅度最小，川荞2号幼苗质膜透性增加幅度最大（图2）。

2.4 NaCl胁迫下荞麦幼苗根部和叶片的Na+含量

NaCl胁迫下5个荞麦品种根部和叶片Na+分布情况如图3所示，川荞1号、川荞4号和川荞5号根部Na+含量较高，根部Na+含量显著高于叶片，分别是叶片的2.60倍、1.42倍和1.34倍；而川荞2号和川荞3号叶片Na+含量较高，叶片Na+含量显著高于根部，分别是根部的4.59倍和1.83倍。

3 讨论

盐胁迫下，种子发芽率[14]、幼苗根系活力[15]和叶片质膜透性[16]都是衡量植物耐盐性的重要指标。本研究表明，NaCl胁迫下5个苦荞麦品种的种子发芽率和幼苗根系活力都呈下降趋势，川荞1号种子发芽率和幼苗根系活力最高，下降幅度最小，特别是种子发芽率与对照无显著差异；川荞2号种子发芽率和幼苗根系活力极显著降低，下降幅度最大。膜系统是植物盐害的原初位点和主要部位，质膜受到盐胁迫后的一个重要改变就是质膜通透性增大，NaCl胁迫下川荞1号叶片质膜透性增加幅度最小，而川荞2号叶片质膜透性增加幅度最大，说明川荞2号叶片质膜受到的盐害较大。

非盐生植物小麦吸收的Na+主要积累在根部从而表现出拒Na+特性[17]；根部也是荞麦的主要拒Na+部位[18]。本研究中川荞1号幼苗根部Na+含量最高，而叶片Na+含量最低，说明川荞1号幼苗根部限制Na+向地上部运输的能力明显大于其他4个品种，把Na+积累在根部，叶片Na+累积少，耐盐性强；而川荞2号正好相反，川荞2号幼苗根部Na+含量最低，不能很好地限制Na+向地上部运输，从而导致叶片中Na+含量最高，影响正常的生理功能，是对盐最敏感的品种。

参考文献：

[1] 赵可夫，冯立田.中国盐生植物资源[M].北京：科学出版社，2001.

[2] 吴维华. 植物生理学[M].北京：科学出版社，2003.

[3] 刘租祺，张石诚.植物抗性生理学[M].北京：中国农业出版社，1994.

[4] 马德源，李发良，朱剑锋，等.6个荞麦品种耐盐性比较[J].现代农业科技，2009（3）：157-158.

[5] 林栖凤，李冠一.植物耐盐性研究进展[J].生物工程进展，2000，20（2）：20-25.

[6] 于海武，李莹.植物耐盐性研究进展[J].北华大学学报（自然科学版），2004，5（3）：257-263.

[7] 龚明，刘友良，丁念诚，等.大麦不同生育期的耐盐性差异[J].西北植物学报，1994，14（1）：1-7.

[8] 缑锋利. NaCl胁迫下8个苜蓿品种萌发期耐盐性比较研究[J].陕西农业科学，2011（3）：78-82.

[9] 杨洪兵，李发良.盐胁迫下川荞3号和川荞4号生理特性的比较[J].吉林农业科学，2014，39（3）：14-17.

[10] 王安虎，熊梅，耿选珍，等. 中国荞麦的开发利用现状与展望[J].作物杂志，2003（3）：7-8.

[11] 刘家尧，刘新.植物生理学实验教程[M].北京：高等教育出版社，2010.