盐胁迫对水稻恢复系苗期生长生理的影响

陈　剑，潘晓飚，谢留杰，黄善军（台州市农业科学研究院，浙江临海 317000）

盐胁迫对水稻恢复系苗期生长生理的影响

陈剑，潘晓飚，谢留杰，黄善军
（台州市农业科学研究院，浙江临海 317000）

以9个不同的水稻恢复系FL478、ST500、ST1040、ST1050、ST940、ST1054、D159、9311、Y292为试材，其中以国际水稻所耐盐品种FL478作为对照，设置0（CK）、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%共5个浓度的NaC1溶液进行盐胁迫处理。通过对各参试恢复系幼苗生长状况、脯氨酸含量、还原性糖含量、根系钠钾离子比等苗期耐盐指标的差异显著性以及相关性进行分析，以期筛选出相对耐盐的材料，并为进一步的水稻抗性育种和抗盐栽培等方面的研究提供参考。

水稻恢复系；耐盐性；苗期；生理指标

文献著录格式：陈剑，潘晓飚，谢留杰，等.盐胁迫对水稻恢复系苗期生长生理的影响［J］.浙江农业科学，2016，57（7）：1039-1042.

水稻是一种盐敏感作物，土壤盐碱化是影响水稻产量的主要限制因子之一［1-3］，对水稻耐盐性的研究已成为当今农业发展的重要课题之一。深入开展水稻各个生长时期的耐盐性研究，充分了解盐胁迫对水稻的影响机制以及水稻的耐盐机理，对于发掘水稻品种在盐碱地区的产量潜力、进一步扩大水稻的栽种面积、保证粮食安全和改善生态环境都具有十分重要的意义。本研究试图通过对各参试恢复系苗期被测指标的差异显著性以及相关性进行分析，筛选出相对耐盐的材料，并为进一步的水稻抗性育种和抗盐栽培等方面的研究提供参考。

1　材料与方法

1.1供试材料

供试材料共9个，其中ST1040、ST940、ST1050、D159、ST1054、ST500、Y292是台州市农科院筛选出的水稻耐盐恢复系，9311是大面积应用的两系恢复系，以国际水稻所耐盐品种FL478作为对照。

1.2处理设计

将供试材料完成催芽处理后，取出芽长基本一致的种子置于96孔板（12 cm×8 cm）中，每孔的底部剪去2 mm保证进水和根系生长，8颗1行，每个材料2行，每组材料之间空1行，设置3组重复。将96孔板置于方形塑料盘中，加清水和部分营养液［4］，将幼苗培养至2～3叶期，再将幼苗移至温室大棚，以含不同浓度NaC1的营养液进行盐胁迫处理，每天补足因蒸发和蒸腾所失的水分，每3 d更换1次培养液，14 d后测定各项耐盐性指标。

1.3测定指标及方法

相对苗高指盐胁迫处理的秧苗高度与对照苗高之比。从茎基部到上部最长叶端的距离即为苗高。

死叶率。盐胁迫处理的死叶片数占总叶数的百分比。

相对茎叶鲜重和相对根系干重。盐处理结束后，取出全部植株，自来水冲洗干净后再用蒸馏水洗净，将地上部与根系分开，滤纸吸干，将根部105℃下杀青5 m in，80℃下烘干至恒重，分别称量地上部鲜重与根系干量。盐胁迫处理与对照的茎叶鲜重之比即为相对茎叶鲜重。盐胁迫处理与对照根系干重之比即为相对根系干重。

相对根系Na+/K+含量比值（简称Na+/K+值）。盐胁迫处理的根系Na+/K+值与对照的根系Na+/K+值之比。称取烘干的根系0.1 g，用火焰光度计法（浓H2S04-H202消煮）进行，重复3次，取平均值。

相对脯氨酸含量。盐胁迫处理的脯氨酸含量与对照的脯氨酸含量之比。用3%磺基水杨酸提取脯氨酸，酸性茚三酮比色法测定其含量。

相对总糖含量。盐胁迫处理的总糖含量与对照的总糖含量之比。总糖含量采用DNS法即3，5-二硝基水杨酸比色法测定。

2结果与分析

2.1不同浓度盐胁迫对水稻幼苗各形态指标的影响

在考查的4个水稻幼苗形态指标中，相对苗高、相对茎叶鲜重和相对根系干重在盐胁迫下一般表现为降低趋势，其数值越大，表示该品种耐盐性越强；而死叶百分率在盐胁迫下一般呈现上升趋势，其数值越大则表示该品种耐盐性越弱。

由表1可知，各参试品种的相对苗高、相对茎叶鲜重和相对根系干重数值均小于1，且随着盐浓度的升高呈降低趋势，而死叶百分率则随着盐浓度的升高而逐渐提高。由相对苗高来看，各参试品种整体表现均优于对照品种FL478，只有Y292在1.0%浓度下相对苗高略低于对照品种；由相对茎叶鲜重来看，ST500表现要差于对照品种，D159在1.0%浓度下相对茎叶鲜重略低于对照品种，其余品种表现均优于对照品种；由相对根系干重来看，ST1050、D159、ST1054整体表现优于对照品种，其余品种整体表现则不如对照品种；由死叶百分率来看，ST1040、ST940、ST1050、ST1054和Y292耐盐性要强于对照品种，9311和ST500耐盐性不如对照品种，D159在低盐浓度下具有较强的耐盐性，在1.0%浓度下耐盐性要弱于对照品种。

表1　盐胁迫下各恢复系形态指标

2.2不同浓度盐胁迫对水稻幼苗耐盐生理指标的影响

考查的3个水稻幼苗耐盐生理指标为相对Na+/K+、相对脯氨酸和相对总糖，在盐胁迫下一般均表现为上升趋势（表2），其数值越大表示该品种耐盐性越弱。

表2　盐胁迫下各恢复系耐盐生理指标

由表2可知，各参试品种的相对Na+/K+、相对脯氨酸和相对总糖均随着盐浓度的增加呈上升趋势。由相对Na+/K+来看，9311、D159、ST1054和ST500表现出的耐盐性要弱于对照品种FL478、 ST1040耐盐性要强于对照品种，其余品种整体表现出的耐盐性要强于对照品种，但是在1.0%浓度下耐盐性则不如对照品种；由相对脯氨酸来看，ST1040和9311耐盐性要弱于对照品种FL478、ST940、D159、ST1054和ST500表现出的耐盐性要强于对照品种，ST1050和Y292在低盐浓度下具有较强的耐盐性，在高盐浓度下耐盐性要弱于对照品种；由相对总糖来看，ST1040、ST940和Y292耐盐性要强于对照品种，ST1050、9311、D159和ST500耐盐性要弱于对照品种。

2.3水稻苗期各耐盐指标的变异系数

对参试的9个水稻恢复系品种的7项苗期耐盐性指标的变异系数进行分析。由表3可知，不同的耐盐指标都存在一个能产生最大变异的盐胁迫浓度范围，但是不同的指标获得最大变异的盐浓度不完全相同。相对苗高和相对Na+/K+在1.0%盐浓度下品种间的变异系数最大，相对茎叶鲜重在0.6%盐浓度下品种间的变异系数最大，相对根系干重、死叶百分率、相对脯氨酸和相对总糖在0.4%盐浓度下品种间的变异系数最大。因此，以相对苗高和相对Na+/K+作为耐盐性鉴定指标时，选择1.0%盐胁迫浓度较为合适；以相对茎叶鲜重作为耐盐性鉴定指标时，选择0.6%盐胁迫浓度较为合适；选择相对根系干重、死叶百分率、相对脯氨酸和相对总糖作为耐盐性鉴定指标时，选择0.4%盐胁迫浓度较为合适。

表3　不同浓度盐胁迫下各耐盐指标的变异系数%

2.4不同耐盐指标间的相关性分析

各项苗期耐盐指标的相关性（表4）分析表明，相对Na+/K+与死叶百分率、相对总糖之间的相关性最高，相关系数分别为0.793和0.756，均达到极显著水平；死叶百分率与相对苗高、相对茎叶鲜重均呈显著负相关，相关系数分别为-0.652和-0.660；相对茎叶鲜重与相对苗高之间呈显著正相关，相关系数为0.628；死叶百分率与相对总糖呈较高的正相关，相关系数为0.591；相对根系干重与相对脯氨酸、相对茎叶鲜重与相对总糖之间都呈现较高的负相关，相关系数分别为-0.440和-0.402。

表4　不同耐盐指标间的相关性

3　小结与讨论

3.1水稻恢复系苗期耐盐性鉴定指标的选择

在对不同水稻品种进行苗期耐盐性评价时，由于长期以来缺乏统一的鉴定指标，也不清楚品种间各项耐盐性状存在最大变异的盐浓度阈值［5］，因此，在研究水稻耐盐遗传性以及筛选强耐盐水稻品种时，往往需要设置多个盐浓度处理，测定多项指标，包括表型指标、生物量指标和生理生化指标等，既增加工作量，也不利于同类资料的比较［6-8］，选择合适的盐处理浓度和高效准确的鉴定指标对水稻耐盐性种质资源筛选和遗传研究有重要意义。

虽然水稻苗期形态学指标能直观反映水稻耐盐性的强弱，但无法提供耐盐性生理机制的有关信息，因此本研究从形态学和生理学指标入手，以期更准确地判断参试各恢复系苗期的耐盐性强弱，以及寻找各耐盐性指标间的相关性。以往水稻苗期的耐盐性研究多以水稻某些受害性状值为对象，分析其与水稻耐盐性的关系，本研究采用的性状相对值是各浓度盐处理与空白对照的性状比值，可以更直观准确地反映盐胁迫对水稻各性状的影响，进而可以更准确地判断各品种间耐盐性的差异。通过对各项耐盐指标间的相关性进行分析表明，死叶百分率与相对苗高、相对茎叶鲜重均呈显著负相关，相关系数分别为-0.652和-0.660；死叶百分率与相对Na+/K+呈极显著正相关，相关系数为0.793；死叶百分率与相对总糖呈较高的正相关，相关系数为0.591。因此，可以先以死叶百分率为指标对各恢复系耐盐性进行初步筛选，再以相对Na+/K+等生理指标进行验证，这与王建飞等［9］的研究结果相似。

3.2水稻恢复系苗期耐盐性评价的盐浓度选择

水稻耐盐性研究的适宜盐浓度对于试验结果能起到决定性作用，处理浓度过高，将导致种子和植株发芽及生长受到强烈抑制，无法表现出品种间的差异性；处理浓度太低，又可能对盐敏感的种子和植株起不到胁迫作用。杨庆利等［10-11］研究认为，筛选水稻耐盐性种质时可以选择0.5%NaC1浓度，并以单株盐害级别来进行耐盐性分级鉴定；方先文等［12］用0.7%NaC1浓度对46份水稻种质，于2叶1心期进行耐盐性种质筛选。本研究设置0.4%、0.6%、0.8%、1.0%四个盐胁迫浓度，通过对不同盐胁迫下各项耐盐性指标的变异系数进行分析，结果表明，相对苗高和相对Na+/K+在1.0%盐浓度下品种间的变异系数最大，相对茎叶鲜重在0.6%盐浓度下品种间的变异系数最大，相对根系干重、死叶百分率、相对脯氨酸和相对总糖在0.4%盐浓度下品种间的变异系数最大。由于有4项耐盐性指标适合选择0.4%盐胁迫浓度，因此表明可采用0.4%浓度下的各项苗期耐盐指标来进行进一步的苗期耐盐性鉴定分析。

3.3参试各恢复系品种苗期耐盐性评价

根据水稻苗期各耐盐指标相关性以及变异系数的分析结果，本研究采用0.4%NaC1处理下的耐盐指标测定结果来进行苗期耐盐性评价，以死叶率进行耐盐性初步排序，再根据其他测定指标来进行综合比较。结果表明，ST1050、ST940和ST1054这3个品种的各项耐盐指标表现要明显优于其他参试品种，因此具有较强的耐盐性；ST500与9311的各项耐盐指标在盐胁迫下都受到严重抑制，属于盐敏感品种；ST1040、Y292，FL478和D159只有部分耐盐指标表现较好，具有一定的耐盐性。

此外，已有研究结果表明了水稻苗期的某些生理指标与水稻的耐盐性存在相关性［13-14］。本研究在苗期耐盐性试验中通过各项指标相关性的分析得出的结果与前人的研究一致，同时发现没有任何苗期耐盐指标与其余指标都有较高的相关性，说明水稻耐盐性是一个复杂的生理活动，可能涉及多个生理因素和过程，不能只用某一项耐盐指标来单独评价水稻苗期的耐盐性。

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（责任编辑：张瑞麟）

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0528-9017（2016）07-1039-04

10.16178/j.issn.0528-9017.20160725

2016-03-02

陈 剑（1985—），男，浙江临海人，农艺师，本科，从事植保、农产品质量安全等方面工作，E-mai1：chenrichard615 @163.com。