基于隶属函数法的甜菜种质资源耐盐性分析

张自强，白晨，张惠忠，李晓东，付增娟，赵尚敏，鄂圆圆，张辉，王良，张必周

（内蒙古自治区农牧业科学院特色作物研究所，呼和浩特010031）

0 引言

甜菜是重要糖料作物之一，其糖产量约占世界总糖产量的35%。甜菜具有耐盐碱、抗旱、耐贫瘠及适应性广等特点，是开发利用盐碱地的理想作物[1]。我国盐碱地和盐渍土面积还在进一步扩大，盐渍化程度不断加剧[2-3]，同时在不断增长的人口、相对匮乏的土地资源、日益恶化的生态环境形势下，如何利用现有盐碱地，筛选甜菜耐盐品种无疑是解决土壤盐渍化最经济有效的手段[4-5]。

模糊综合评价是对受多种因素影响的事物做出全面评价的一种有效的多因素决策方法，其特点是评价结果不是绝对地肯定或否定，而是以一个模糊集合来表示[6-8]。隶属度μ（×）越接近于1，表示×属于A的程度越高，μ（×）越接近于0，表示×属于A的程度越低[9-10]。隶属函数法被广泛应用在玉米、谷子、水稻、紫花苜蓿、甘蔗等农作物逆境的分析，并取得了良好的效果[11-15]。

本试验拟利用隶属函数法对33个甜菜种质资源的耐盐性进行综合评价，进而筛选出耐盐品种，对盐碱地的充分利用具有实际生产意义。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

33个供试甜菜种质资源均由内蒙古农牧业科学院特色作物研究所甜菜育种课题组提供。

1.2 试验方法

试验在光照培养室内采用营养液培养的方法进行，选择颗粒均匀的甜菜种子播种于甜菜发芽盒中，将发芽盒置于培养箱中进行培养，出苗期间保持一定湿度，温度为25℃。出苗后开始光照，待种皮脱落后，选取大小均匀的甜菜幼苗定植到50 L培养槽中，每槽200穴，每穴2株。采用改良霍格兰（Hoagland’s）营养液进行水培，每5 d换1次营养液。培养条件为：每日连续光照14 h，光照强度为(450±50)μmol/(m2·s)，白天温度为(25±1)℃，夜间温度为(20±1)℃，相对湿度为60%～70%，试验设3次重复。

甜菜苗移入培养槽后，第2天开始进行盐处理，每天向营养液中加入NaCl，使营养液终浓度增加80 mmol/L，达到试验设计的浓度（300 mmol/L）后，每穴定苗1株。期间及时补充蒸馏水，以保证营养液中盐分浓度，第2对真叶完全展开时取样，对各项指标进行分析测定。

1.3 测定指标与数据分析

株高：利用直尺，测定甜菜幼苗生长点至根尖的距离；根长：测定幼苗根尖到根基部的距离；植株鲜重：称取吸干水分的植株重量；地上部鲜重：去掉根部后的重量；地下部鲜重：去掉茎叶后的重量；SPAD值：利用SPAD-502叶绿素仪测定。

利用Excel对得到的数据进行整理，采用SPSS 22.0对整理后的数据进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫下各种质资源甜菜幼苗生长指标测定

由盐胁迫下33个甜菜种质资源的6个指标测定结果（表1）可知，不同甜菜种质资源在相同处理下表现出极显著差异。根长方面，各材料间基本呈现极显著差异，表现最好的是11号，其次是9号，株高最高的是4号，SPAD值最高的是11号，植株鲜重最高的是17号和4号，地上部鲜重最高的是17号，地下部鲜重最高的是9号和10号。整体来看，33个种质资源并不能由某一指标来确定耐盐性的高低。

表1 不同甜菜种质资源的盐胁迫下生长指标差异Table 1 Difference of growth indicators of different sugar beet germplasm resources under salt stress

2.2 各甜菜种质资源耐盐性评价

由于不同变量常常具有不同的单位和不同的变异程度，为了消除量纲影响和变量自身变异大小及数值大小的影响，消除单个指标带来的片面性，对各指标的测定值进行转换（表2），各指标换算成隶属函数值后，将各指标的隶属函数值相加求均值，并对均值进行排序，均值越大，表明耐盐性越强。由隶属函数值的大小可知：33个甜菜种质资源分为3类：第一大类是盐胁迫幼苗生物量较高材料，包括9号、17号、4号、11号、10号和8号种质资源；第二大类是盐胁迫幼苗生物量较低材料，包含32号、19号、20号、30号、29号和31号种质资源；第三大类属于中间型材料，包括剩下的21个种质资源。

3 讨论

作物耐盐性这一性状是受多基因控制的[16]，盐胁迫下，作物幼苗的外部形态发生变化，通过测定外观形态变化能够直观地来鉴定作物的耐盐性。通常情况下，生物量是作物耐盐胁迫反应的综合体现，也是衡量胁迫状态下的最常用指标。叶绿素是作物光合作用的主要色素，其含量的高低可表征作物的生长状况。

隶属函数属于模糊评价函数里的概念，模糊综合评价是对受多种因素影响的事物做出全面评价的一种十分有效的多因素决策方法，其特点是评价结果不是绝对地肯定或否定，而是以一个模糊集合来表示[6-8，17]。本研究对甜菜各品种的每一个耐盐指标的隶属函数值进行累加并取平均值，然后进行各品种的评价，这样就消除了因单指标反映耐盐性的片面性，能够综合地对各种质资源进行系统的耐盐性评价[18-19]。

4 结论

本研究在盐胁迫下，不同甜菜种质资源耐盐性存在显著差异。通过隶属函数平均值，最终将33个甜菜种质资源分为3类：第一大类是盐胁迫幼苗生物量较高材料，包括9号、17号、4号、11号、10号和8号种质资源；第二大类是盐胁迫幼苗生物量较低材料，包含32号、19号、20号、30号、29号和31号种质资源；第三大类属于中间型材料，包括剩下的21个种质资源。