陆地棉种质资源萌发出苗期耐盐性鉴定

徐佳陵，曾文官，袁延超，邢会贤，王浩然，毛丽丽，宋宪亮，孙学振

(山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室，山东 泰安 271018)

陆地棉种质资源萌发出苗期耐盐性鉴定

徐佳陵，曾文官，袁延超，邢会贤，王浩然，毛丽丽，宋宪亮，孙学振

(山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室，山东 泰安 271018)

本试验在人工培养箱中采用质量分数为0.4%的NaCl模拟盐胁迫，通过计算相对发芽率的耐盐指数，对196份陆地棉种质材料进行了抗盐鉴定和评价。结果表明：不同材料的耐盐水平存在显著差异，7.65%的材料表现高耐盐，16.84%的材料表现耐盐；不同来源材料间的耐盐性差异较大，国内材料要好于国外材料，其中以新疆、山东的耐盐材料所占比例较高。通过试验初步筛选出15份高耐盐材料，可为以后陆地棉耐盐育种和耐盐机理研究的材料选用提供参考。

陆地棉；种质材料；盐胁迫；相对发芽率；耐盐指数

AbstractThis research was conducted in artificial incubator with 0.4% NaCl to stimulate salt stress, through calculating the salinity tolerance index of relative germinate rate, the salt tolerance of 196 upland cotton germplasms was evaluated at germination stage. The results showed that the salt tolerance levels varied significantly for different germplasm resources, and 7.65% and 16.84% germplasm resources were identified as high salt tolerance and salt tolerance respectively. The salinity tolerance index of different sources of upland cotton also had significant differences. Compared with foreign germplasms, more domestic genotypes showed salt tolerance and most of them came from Xinjiang and Shandong Province. Through preliminary screening, total 15 high salt-tolerant germplasms were identified, which could be used in salt tolerance mechanism research and breeding of cotton.

KeywordsUpland cotton; Germplasms; Salt stress; Relative germination rate; Salinity tolerance index

棉花为锦葵科棉属，是我国重要的经济作物，因其具喜光照、耐盐、抗旱等特点而成为开发盐碱地的先锋作物[1]。棉花的耐盐性是一个复杂性状，涉及基因型、发育时期、盐分种类、盐分浓度以及与其它胁迫相互作用等多种因素，对于棉花耐盐机理的研究还存在着不同的看法和争论[2]。近年来我国棉田逐渐向边远、旱薄和盐碱地集中，对棉花品种提出了更高的耐盐性要求。加强耐盐种质的鉴定和筛选，对于棉花耐盐机理研究和抗(耐)盐新品种选育具有重要意义。

关于棉花耐盐鉴定的方法和指标，国内外学者已做了大量研究。发现棉花在不同生育阶段有着不同的耐盐能力，成株期耐盐能力相对较强，萌发出苗期相对敏感，因此后者是耐盐性鉴定的关键时期[3]；少量研究进行了成株期或花粉耐盐鉴定[4]。目前，棉花萌发期耐盐性鉴定多采用0.4% NaCl胁迫法[5]，使用发芽率、发芽势、活力指数等作为萌发期耐盐筛选的指标[6-9]。李函利等[10]对179份不同来源的低酚棉种质进行了萌发期耐盐鉴定，筛选出豫无424、衡无87-306等58个耐盐品种；刘礻韦等[11]从12个陆地棉品种的耐盐性鉴定中筛选出冀棉27和冀棉863等耐盐品种；邵冰欣等[12]鉴定了136份陆地棉种质的耐盐性，筛选出10份耐盐材料；魏俊梅[13]从24个陆地棉品种(系)中初步筛选出4个较耐盐的品系。上述研究筛选出的耐盐或抗盐种质材料，为筛选耐盐候选基因提供了基础材料，同时也发现我国棉花种质耐盐水平总体上还较低并且遗传基础狭窄[14]，有必要进一步扩大耐盐种质筛选范围。因此本研究特对不同来源的196份陆地棉种质材料进行萌发出苗期耐盐鉴定，以期筛选出耐盐性较强的种质，为后续耐盐机理研究和耐盐育种提供参考。

1 材料与方法

1.1试验材料

选取196份陆地棉种质组成自然群体，包括推广品种、种质系、高代品系和国外品种(系)，其中来自山东省71个、河南省9个、河北省20个、新疆自治区16个、中棉所26个、湖北省7个、辽宁省4个、北京市4个、山西省3个、江苏省2个、陕西省2个、四川省2个、安徽省1个、云南省1个、上海市1个、海南省1个，以及美国16个、前苏联4个、其它外国地区6个 (表3)。试验用种产自2013、2014年在山东泰安种植收获的正常成熟棉花。

1.2发芽率测定

先对种子进行浓硫酸脱绒，然后选取饱满一致的种子用0.1% HgCl2消毒15 min，洗净晾干备用。处理设置盐浓度为0.4%(盐浓度为NaCl质量占干石英砂的重量比)，对照加等量水，分别设置3个重复。每个处理100粒种子，间隔一定距离均匀摆放在发芽盒内的砂床上，表面覆盖石英砂3 cm，将砂面铺平。在培养箱内进行萌发试验，温度和相对湿度分别保持在(28±1)℃和(80±2)%。第7天统计正常发芽种子数并计算发芽率，计算公式为：

发芽率(%)=正常萌发种子数/供试种子数×100

相对发芽率(%)=盐胁迫下发芽率/对照发芽率×100

1.3耐盐指数计算及分级

参照刘妍妍等[15]的方法，分别计算各个供试材料的耐盐指数(Xi)，并根据陆地棉种质耐盐性分级标准(表1)进行耐盐性分级。计算公式为：

Xi(%)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)×100 。

式中，X代表某供试材料的相对发芽率，Xmax、Xmin分别表示相对发芽率的最大和最小值。

表1陆地棉种质耐盐性分级标准[15]

1.4数据统计

采用SPSS Statistics 23.0对数据进行方差分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1供试陆地棉种质耐盐性分级

相对发芽率方差分析结果(表2)表明，在0.4%盐胁迫下各材料的相对发芽率存在极显著差异(P﹤0.01)，重复间差异不显著(P﹥0.05)，试验结果能够反映材料间遗传上的差异。

表2盐胁迫下棉花种子相对发芽率的单因素方差分析

注：**表示 0.01水平(双尾)差异显著。

利用2013、2014年种子相对发芽率的平均值，计算出各材料的耐盐指数，并依据表1列出的标准进行耐盐分级，结果列于表3。耐盐指数值越大，耐盐性越强。分级结果表明供试材料可分为5类，包括以邯682为代表的高耐盐材料15份，占7.65%；以冀合713为代表的耐盐材料33份，占16.84%；以09H0944为代表的中耐盐材料49份，占25%；以山大7号为代表的盐敏感材料67份，占34.18%，以Local cotton-2为代表的高敏感材料32份，占16.33%。

表3 196份陆地棉种质的名称、来源及耐盐性

来源名称耐盐指数(%)耐盐级别来源名称耐盐指数(%)耐盐级别河北邯682100.01山东BZ1101839.474山东辽17/05642F797.241中棉所中棉所5839.364新疆新陆早9号92.791美国兰布莱特GL-F39.344新疆新陆早36号92.491山东河北-739.224山东鲁创棉11791.381四川巴州7051gl39.214中棉所CF43/291.011山东NK990638.894山东海陆11190.151北京中植棉2号38.554中棉所4133Bt88.941湖北鄂抗棉9号38.464新疆09H099386.271中棉所sGK中98038.234中棉所中棉所4185.621山东鲁626937.684山东10T138-184.691山东NK-437.674山东鲁棉研28号84.521河北邯620337.644上海沪74951381.191美国TAM96WD-1837.614山东鲁761981.011越南越南2437.424新疆新陆早42号80.181山东鲁1709系36.844河北冀合71376.292前苏联611波35.964中棉所9963375.712山东山农SF0635.824山东山大8号74.182新疆石河子13235.824山东K83673.532河南SGK锦科1635.524中棉所中棉所6073.432四川开棉1号35.434山东DLN-1173.292河南豫棉5号35.414山西山西兔毛角蛋白71.812美国纯系35.224山东BZ35171.362新疆石河子-6235.204新疆新陆早12号70.532河北冀棉1号34.844河北冀农大94-770.12赞比亚赞比亚5号34.744前苏联152夫69.842中棉所中棉所8034.514山西运136969.742山东银兴棉4号34.454山东SN07母本69.692新疆新陆早47号33.094新疆09H094769.462美国贝尔斯诺31.564前苏联司476869.362美国ND-131.294美国德字棉45-92068.862辽宁辽08(4478)40531.014山东A35168.562河北衡水70-30330.264河南百棉一号68.172河北冀58930.234山东RX-767.462山东鲁棉研22号29.604河北冀棉16967.402山东德夏棉1号29.524新疆新陆早13号67.362湖北鄂090427.834湖北荆N266.852山东鲁棉研21号27.334山东DLN-966.632法国Boygland26.734湖北荆429966.522美国Acala1517-9926.674山东瑞棉1号65.832山东鲁棉研36号26.404北京中资255165.312河北衡无酚108626.264中棉所中棉所4965.062山东11N49626.234美国TM-164.562中棉所1000826.234山东A35463.712新疆石河子-4526.044山东HM-1162.052山东鑫秋1号25.364山东001/98-461.102新疆09H094225.254

表3(续)

来源名称耐盐指数(%)耐盐级别来源名称耐盐指数(%)耐盐级别山东白马河61.012山东K63825.154安徽光子棉60.572山东鲁无40124.834新疆09H094459.793中棉所Localcotton-124.604山东鲁HB2259.513美国TAM91C-95LS24.434中棉所中棉所4459.263江苏J381异常棉24.124山东08XL-1959.253中棉所83824.114陕西陕935359.173山东鲁种棉1号23.784山东鲁715158.153美国ATSTATION23.254河北农大棉13号57.943山东山东大铃23.234山东RX-657.553澳大利亚AOC23.214山东德利农5号57.313山东创鲁1号23.164河南锦科2号56.783河北邯10322.414山东NX08-856.423山东WC-T-421.784山东JH23/TAMGYF-F956.373美国新棉33B芽黄21.714河北银硕11656.103山东鲁棉研37号21.714河北邯棉10256.073山东08XL-2521.184山东SN121255.663湖北荆N321.174山东聊棉6号55.293山西晋棉4420.854山东鲁700355.013北京科遗2号20.384新疆新陆早24号54.943山东山大7号20.164辽宁辽无48554.443辽宁辽无215219.935中棉所SGK中17753.613中棉所中棉所4319.805山东鲁56653.323中棉所中棉所7919.655山东08惠民品系53.113美国派德蒙特克里夫19.435山东德利农10-152.853美国TAM04SID84-219.145山东SN07父本52.763河南邓县长绒19.145河南锦科17852.273河南棉乡9号19.035山东鲁棉研32号51.663河北冀丰10618.935新疆新陆早8号51.323前苏联克克180018.755河北邯515851.013美国DP9018.585山东银兴02950.703河南豫棉21号18.285中棉所644Camboida49.603山东水浒72-918.265河北邯30549.403美国TAM06WE62-418.215河北冀丰90849.033江西棉种889118.215山东鲁无1248.873中棉所中棉所3518.135山东DLN-748.873湖北湖北低酚棉18.115山东山农SF0848.863山东WC-T-717.645中棉所中棉所6448.493山东FR20615.135山东山农棉9号48.163山东BZ1101414.665陕西陕236548.013中棉所中0102X-10-114.565河北创棉3号45.233河北冀265813.675河南豫棉9号44.983山东WC-T-512.825山东A14244.943山东鲁创棉7711.345辽宁辽无120144.923新疆09H095110.525中棉所中棉所6944.693山东零式低酚棉10.455中棉所中50714543.753江苏苏棉12号9.925北京银棉9943.103云南滇中-7陆7.285美国TAMB182-3342.533阿富汗阿富汗棉6.485中棉所中542.213坦桑尼亚尤卡21/13.915山东嘉星1号41.143中棉所中1292.585河北冀棉95840.843中棉所G.mexicanum1.045湖北辐射1号39.724中棉所Localcotton-205

总体上看，耐盐材料(高耐、耐盐)有48份，占24.49%；不耐盐材料(盐敏感、高感)有99份占供试材料的50.51%，可见盐敏感材料所占比例较高，供试材料总体耐盐水平较低。在进行棉花耐盐育种的亲本选配时，非常有必要进行耐盐性鉴定筛选。根据耐盐级别，本试验筛选出的前10位高耐盐材料依次为邯682、辽17/05642F7、新陆早9号、新陆早36号、鲁创棉117、CF43/2、海陆111、4133Bt、09H0993、中棉所41；位于前10位的高感材料依次为Local cotton-2、G.mexicanum、中129、尤卡21/1、阿富汗棉、滇中-7陆、苏棉12号、零式低酚棉、09H0951、鲁创棉77，这可为后续棉花耐盐亲本选配和耐盐机理的研究选材提供参考。

2.2不同来源陆地棉材料耐盐性分析

比较发现不同来源供试材料的耐盐水平差异较大，总体来看国内材料要好于国外材料，国内育成的材料中达到高耐和耐盐级别的占25.88%，而国外材料只有15.38%(表4)。

对于国内材料而言，省份间材料的耐盐水平差异也较大。综合来看新疆、山东、中棉所育成的材料耐盐性较好。从高耐盐材料所占比例看，新疆最高为25.00%，其次是中棉所(11.54%)；从本研究中耐盐材料所占比例看，来自新疆的材料最高(18.75%)，其次为山东(18.31%)，这可能与山东和新疆棉田盐碱地所占比例较大有关。因此建议在以后耐盐育种工作中可以重点考虑从上述来源进行引种，同时兼顾引进国外耐盐材料，丰富遗传资源，从而提高育成品种的耐盐性。

表4不同来源陆地棉种质资源耐盐性表现

3 讨论与结论

近年来，我国耕地日益减少，充分利用我国北部的盐碱地发展棉花等经济作物，对于缓解我国棉粮争地矛盾，保证粮食安全和棉花等经济作物有效供给具有重要意义。这对棉花耐盐种质筛选和进一步提高棉花耐盐水平提出了要求。本研究采用温室砂培法模拟盐胁迫，通过发芽率的耐盐指数对196份陆地棉材料进行了耐盐性分级，该方法已在小麦[15，16]、玉米[17，18]、白菜[19]等作物上使用，并筛选得到一些耐盐材料。本试验将196份材料分为高耐、耐盐、中耐、盐敏感、高感5类，其中耐盐材料48份(高耐盐材料15份，耐盐材料33份)，盐敏感材料99份(高感材料32份，敏感材料67份)。在0.4% NaCl胁迫下，这批材料中只有不足25%的材料表现耐或高耐盐，耐盐材料总体占比较低，此结果与刘国强[20]、张丽娜[14]、李函利等[10]对其它陆地棉材料鉴定结果一致。比较不同来源材料的整体耐盐性，国内材料要好于国外材料，国内材料中以新疆、山东、中棉所的耐盐材料所占比例最多。这些结果为耐盐材料的引进和选用提供了参考，但也需指出，由于本试验中供试材料(尤其国外材料)数量有限，要准确反映不同材料来源地的棉花种质耐盐水平，还需抽取更多材料进行深入研究。

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SaltToleranceEvaluationatGerminationStageofUplandCottonGermplasms

Xu Jialing, Zeng Wenguan, Yuan Yanchao, Xing Huixian, Wang Haoran, Mao Lili, Song Xianliang, Sun Xuezhen

(CollegeofAgronomy,ShandongAgriculturalUniversity/StateKeyLaboratoryofCropBiology,Taian271018,China)

10.14083/j.issn.1001-4942.2017.09.006

2017-06-05

山东省现代农业产业技术体系棉花创新团队项目(SDAIT-03-03，SDAIT-03-05)；山东农业大学盐碱地改良项目；国家自然科学基金项目(31601253)；山东省农业良种工程项目(2014LZ)

徐佳陵(1990—)，男，硕士研究生，研究方向：棉花耐盐分子机理。E-mail：1348573856@qq.com

宋宪亮(1972—)，男，教授，博士，博士生导师，主要从事棉花遗传育种研究。E-mail：songxl999@163.com 孙学振(1963—)，男，教授，博士，博士生导师，主要从事棉花栽培生理研究。E-mail：sunxz@sdau.edu.cn

S562.033

A

1001-4942(2017)09-0032-05