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新疆冬小麦品种萌发期耐盐性综合评价及耐盐种质的筛选

2020-02-14库尼都孜阿依吐尔汗石书兵时晓磊耿洪伟

新疆农业科学 2020年1期
关键词:耐盐耐盐性发芽率

库尼都孜阿依·吐尔汗,任 毅 ,颜 安 ,石书兵 ,张 芳 ,时晓磊 ,耿洪伟

(1. 新疆农业大学农学院生物技术重点实验室,乌鲁木齐 830052;2 .新疆农业大学草业与环境科学学院,乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】小麦(TriticumaestivumL.)是全球主要粮食作物之一[1]。盐渍化环境直接影响小麦的生长发育,是造成小麦减产的主要非生物胁迫因素之一[2]。全球土壤盐渍化不仅种类多而且分布广,大约1/3的可耕地土壤不同程度的受土壤盐渍化的侵害,我国土壤盐渍化面积占总耕地面积的1/10[3]。新疆是我国最大的盐渍化地区,在407.84×104hm2耕地中,有30.12%的耕地受不同程度盐化危害[4-5]。通过合理灌溉、修排水沟和排水竖井都能有效减轻盐渍化的危害[6]。培育耐盐小麦品种是解决盐渍化问题最经济有效的途径[7]。新疆盐渍土不仅在分布广度和积盐的程度上与国内其他盐渍化地区有明显的区域差异,盐分的组成上也有明显的不同[8]。新疆北部地区以硫酸盐单盐或氯化物-硫酸盐混合盐为主,而南部地区以氯化物或硫酸盐-氯化物为主,全疆总盐成分主要是硫酸钠(NaCl)和硫酸钠(Na2SO4)的混合盐类型[9-10]。对小麦耐盐能力的筛选和培育,以适应当地盐类型的耐盐性小麦品种,能有效开发和利用新疆大量的盐渍化土地。【前人研究进展】萌发期是作物生长的第一个阶段,也是对抗逆性反应较为敏感的时期[11-13]。近年来,国内外研究者[14-19]开展了多种作物耐盐性鉴定和筛选,并从作物类型、不同盐胁迫和生长发育等方面介绍了一些有效的鉴定方法和筛选指标。陈新等[14]在NaCl单盐胁迫条件下,采用燕麦种子发芽生长抗盐鉴定的方法对小麦进行耐盐性鉴定表明,发芽率是一项耐盐筛选的理想指标。孙璐等[15]对42个高粱品种进行NaCl单盐胁迫处理,表明根长、叶重和发芽率是高粱品种萌发期耐盐性筛选与鉴定的理想指标。孙东雷等[16]也采用NaCl单盐胁迫,对花生萌发期进行综合评价,认为相对含水量、相对鲜重、相对活力指数等3个指标与花生萌发期耐盐性具有较好的相关性。李士磊等[17]在NaCl∶Na2SO4复合盐胁迫处理下,对小麦萌发期进行鉴定,认为主根长、发芽势、发芽率、苗高和苗鲜重等5项指标可作为小麦萌发期室内筛选的理论指标。武俊英等[18]利用NaCl和Na2SO4混合盐胁迫处理条件下,采用培养皿纸上发芽法,进行36个燕麦种子萌发期耐盐能力鉴定,发芽率是野燕麦萌发期耐盐性鉴定的重要指标之一。于崧等[19]认为混合盐碱胁迫处理下,获得根数、发芽率、根冠比、胚根长、胚芽长均可作为绿豆芽期耐盐碱鉴定指标。【本研究切入点】虽然目前已有小麦萌发期耐盐性的相关研究报道,但主要集中于NaCl或Na2SO4等单盐胁迫的研究,而NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫的研究较不多。研究不同胁迫对新疆小麦品种萌发期的影响。【拟解决的关键问题】结合新疆盐土壤盐类型的特点,以NaCl单盐和NaCl∶Na2SO4混合盐两种不同盐类型模拟盐胁迫进行小麦萌发期耐盐性鉴定,选出萌发期耐盐性较强的品种(系),筛选单盐和混合盐胁迫下综合耐盐性强的品种(系),为新疆乃至全国小麦耐盐育种提供研究材料,为盐渍化地区小麦的高产稳产实践提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

参试材料为76份新疆冬小麦品种(系),其中13份为新疆地方品种(系)、29份为引进品种(系)、34份为自育品种(系)。冬小麦品种(系)由新疆农业大学农学院提供。表1

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

按照农业部《小麦耐盐性鉴定评价技术规范》NY/PZT001-2002 标准进行萌发期耐盐性鉴定[20-21]。试验设 1个对照(蒸馏水)和2个处理,3次重复,每次重复用种50粒。将选出大小均匀、籽粒饱满、无病虫害的600粒种子,用70%的乙醇消毒1 min,蒸馏水反复冲洗5次;其次用0.1%的氯化汞消毒15 min,蒸馏水反复冲洗5次;消毒完毕后的种子腹沟向下放入铺有一层无菌滤纸的发芽盒内,处理分别加入350 mol/L NaCl溶液和350 mol/L NaCl∶Na2SO4溶液(摩尔比1∶1)溶液 10 mL,在培养箱恒温20℃,12 h光照,12 h黑暗交替培养10 d。以胚芽生长超过种子长度的1/3或胚根超过种子长度的1/2为种子发芽标准。培养第 5 d统计各品种的发芽数,计算各品种的发芽势;培养第10 d,首先统计各品种的发芽数,计算发芽率,然后挑选长势一致的10株幼苗,测量根数(RN)、最长根长(RL)、苗高(SH)、胚芽鞘长度(CL),并进行相关计算。

发芽势(%)=(盐处理第5 d正常发芽种子数/供试总种子数)×100%;

发芽率(%)=(盐处理第10 d正常发芽种子数/供试总种子数)×100%;

相对值(%)=(盐处理指标测定值/对照指标测定值)×100%;

相对盐害率(%)=(对照发芽率平均值-盐处理发芽率平均值)/对照发芽率平均值。

小麦种子萌发期的盐害指数从大到小分成5类:盐害率0.0~20.0%属于高耐(HT)、盐害率20.1%~40.0%属于耐盐(T)、盐害率40.1%~60.0%属于中耐(MT)、盐害率60.1%~80.0%属于敏感(S)、盐害率80.1%~100%属于高感(HS)。

1.2.2 耐盐性综合评价

彭智等[3]和张巧凤等[22]研究表明,通过小麦耐盐性各指标的相对值可进一步分析获得隶属函数值、权重值和萌发期耐盐综合性评价(D)值,从而确认供试小麦品种(系)的耐盐性。

隶属函数值计算公式:

U(Xi)=(Xj-Xjmin)∕(Xjmax-Xjmin),

j=1,2,3

(1)

(2)

(3)

表1 供试小麦品种来源及类型
Table 1 Tested wheat varieties and their origins type

编号Code品种Cultivar类型Type编号Code品种Cultivar类型Type编号Code品种Cultivar类型Type1阿伯格其力格地方品种27济南4号引进品种53新冬17号自育品种2阿克不大衣地方品种28冀麦24引进品种54新冬18号自育品种3白冬麦地方品种29冀麦26引进品种55新冬20号自育品种4哈阿热托司曼地方品种30洛夫林10号引进品种56新冬21号自育品种5卡衣木红地方品种31洛夫林13号引进品种57新冬22号自育品种6可孜不大衣地方品种32米罗诺夫纪念麦引进品种58新冬23号自育品种7库车白冬麦地方品种33农大183引进品种59新冬24号自育品种8麦洛瓦西地方品种34山前2号引进品种60新冬27号自育品种9纳瓦提然地方品种35无芒1号引进品种61新冬28号自育品种10热衣木夏地方品种36无芒4号引进品种62新冬29号自育品种11绥来小红冬麦地方品种37小鹅186引进品种63新冬2号自育品种12小白冬麦地方品种38新乌克兰83引进品种64新冬30号自育品种13长巴什曼地方品种39新乌克兰84引进品种65新冬31号自育品种14F49-70引进品种40尤皮来那1引进品种66新冬32号自育品种15阿芙乐尔引进品种41蚰包引进品种67新冬34号自育品种16敖得萨16引进品种42早洋麦引进品种68新冬36号自育品种17北京8号引进品种43红直头/10自育品种69新冬37号自育品种18碧蚂1号引进品种44九冬1号自育品种70新冬41号自育品种19碧蚂4号引进品种45九冬2号自育品种71新冬5号自育品种20碧蚂6号引进品种46喀冬1号自育品种72新冬7号自育品种21高加索引进品种47喀冬4号自育品种73伊农16自育品种22工农19引进品种48奎冬4号自育品种74伊农18自育品种23邯5316引进品种49奎花1号自育品种75伊农19自育品种24红旗1号引进品种50石冬8号自育品种76伊农20自育品种25华北187引进品种51新冬14号自育品种26华北497引进品种52新冬15号自育品种

1.3 数据处理

采用 Excel 2007进行基本数据处理和SPSS22统计软件进行方差分析、相关性分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同盐胁迫对冬小麦萌发期各指标的影响

研究表明,在350 mol/L浓度NaCl单盐和NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫条件下,6个测定指标均受到不同程度的抑制。其中,NaCl单盐胁迫条件下,受抑制最严重的3个指标是最长根长、苗高和胚芽鞘长度,均值分别为0.11、0.12和0.12 cm,较对照分别下降98.91%、98.66%和94.85%。根数、发芽势和发芽率均值分别为0.76 cm、12.00%和20.00%,较对照分别下降82.99%、82.35%和77.01%。与对照相比,单盐胁迫条件下6个指标的变异系数均增大,其中增幅最大的是最长根长(增大了66.00%)。与对照变异系数相比,增加最大的是发芽率(增大了366.67%)。NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫下,受抑制最严重的3个指标是最长根长、苗高和胚芽鞘长度,均值分别为0.16、0.38和0.36 cm,较对照分别下降98.42%、95.75%和83.49%。根数、发芽势和发芽率均值分别为1.08 cm、16%和23%,较对照分别下降74.71%、71.93%和71.95%。与对照相比,混合盐胁迫条件下6个指标的变异系数均增大,其中增幅最大的是苗高(增大了54.00%)。与对照变异系数相比,增加最大的是苗高(增大了270.00%)。NaCl单盐胁迫的各指标抑制作用比NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫的抑制作用大。表2

表2 不同盐胁迫下小麦萌发期各指标变化
Table 2 Changes of various indexes of wheat during germination stage under different salt stress

处理Treatment统计参数Parameters根数RN最长根长RL(cm)苗高SH(cm)胚芽鞘长度CL(cm)发芽势GP(%)发芽率GR(%)NaCl胁迫NaCl stress最小值 Min0.100.010.010.010.003.00最大值 Max1.930.560.460.4339.0050.00均值 Average0.760.110.120.1212.020.00标准差 SD0.430.100.090.0910.0012.00变异系数 CV(%)56.0093.0078.0078.0079.0058.00对照Control最小值 Min2.253.613.020.9327.0042.00最大值 Max5.5016.2313.023.2799.00100.00均值 Average4.4710.118.942.3368.0087.00标准差 SD0.662.762.320.5220.0012.00变异系数 CV(%)15.0027.0026.0022.0029.0014.00较对照变化ComparisonWith the controlNaCl∶Na2SO4胁迫NaCl∶Na2SO4 stress均值 Average-3.71-10.00-8.82-2.21-56.00-67.00变异系数 CV(%)41.0066.0052.0056.0050.0044.00最小值 Min0.250.030.030.030.000.03最大值 Max2.160.511.131.010.440.50均值 Average1.080.160.380.3616.0023.00标准差 SD0.490.120.280.250.110.11变异系数 CV(%)45.0075.0074.0069.0069.0048.00对照Control最小值 Min2.484.424.941.1425.0045.00最大值 Max5.8015.7012.293.0394.00100.00均值 Average4.2710.118.952.1857.0082.00标准差 SD0.722.581.770.4618.0014.00变异系数 CV(%)17.0025.0020.0021.0032.0017.00较对照变化ComparisonWith the control均值 Average-3.19-9.95-8.57-1.82-41.00-59.00变异系数 CV(%)28.0050.0054.0048.0037.0031.00

两种盐胁迫条件下6个指标在品种(系)间均呈极显著差异,并且用这些指标来鉴定76份冬小麦品种(系)进行萌发期的耐盐性是有效的。不仅NaCl单盐和NaCl∶Na2SO4混合盐2种胁迫处理间6个指标的影响均达到极显著性差异;而且不同品种间与不同盐胁迫互作效应均达到极显著差异,不同小麦品种(系)对盐胁迫的影响不同。表3

表3 不同盐胁迫方差(F值)
Table 3 Analysis of variance Different salt stress (Fvalue)

处理Treatment变异来源Variation source自由度df根数RN最长根长RL(cm)苗高SH(cm)胚芽鞘长度CL(cm)发芽势GP(%)发芽率GR(%)NaCl胁迫NaCl stressA754.13∗∗4.00∗∗4.16∗∗7.94∗∗17.46∗∗7.95∗∗B15 146.34∗∗3 516.29∗∗3 916.90∗∗9 517.26∗∗5 778.08∗∗6 167.41∗∗A×B762.39∗∗3.88∗∗3.96∗∗6.73∗∗8.40∗∗3.23∗∗NaCl∶Na2SO4胁迫NaCl∶Na2SO4 stressA758.52∗∗11.88∗∗8.47∗∗13.94∗∗15.61∗∗13.55∗∗C16 959.96∗∗13 159.03∗∗13 025.52∗∗9 743.79∗∗3 171.23∗∗7 694.87∗∗A×C765.16∗∗11.72∗∗6.73∗∗7.36∗∗8.03∗∗6.20∗∗

注:*:P<0.05;**:P<0.01。A:品种;B:NaCl-350 mol/L浓度;C:NaCl:Na2SO4-350 mol/L浓度

Note:*:P<0.05;:P<0.01.A:Cultivar;B:NaCl-350 mol/L concentration;B:NaCl:Na2SO4-350 mol/L concentration

2.2 萌发期耐盐性各指标的相关性

研究表明,两种盐胁迫条件下根数、最长根长、苗高、发芽鞘长度、发芽势、发芽率之间均呈极显著正相关(P<0.01),且也与D值分别呈极显著正相关(P<0.01),这6个指标之间的相关性较好且与耐盐性密切相关。NaCl单盐胁迫条件下,相对根数与相对发芽率之间的相关系数较高,达到0.882;相对发芽率和相对根数与D值相关系数最高,达到了0.926和0.886。NaCl∶Na2SO4混合盐迫胁条件下,相对苗高与相对胚芽鞘长度之间的相关系数较高,达到0.975;相对苗高和相对胚芽鞘长度与D值相关系数最高,达到了0.864和0.858。在NaCl单盐胁迫和NaCl∶Na2SO4混合盐迫胁条件下均表明发芽率、根数、苗高和胚芽鞘长度4个指标与萌发期耐盐性的关系十分密切。两种盐胁迫之间的耐盐指标中相对苗高呈显著正相关,相关性为0.270,其余的5个指标均呈极显著正相关,相关性在0.400~0.650。表4

2.3 不同小麦品种的耐盐性综合评价

研究表明,两种不同盐胁迫类型下均可将76份新疆小麦品种(系)可分为5类。其中NaCl单盐胁迫条件下,第1类高耐型品种(系)包括新冬24号、石冬8号和伊农20等6份材料,占供试材料的7.89%,D值平均值0.77。第2类耐盐型品种(系)包括新冬15号、伊农19和新冬20号等15份材料,占供试材料的21.05%,D值平均值0.56。第3类中耐型品种(系)包括新乌克兰84、新乌克兰83和济南4号等16份材料,占供试材料的21.05%,D值平均值0.39。第4类敏感型品种(系)包括白冬麦、F49-70和无芒4号等18份材料,占供试材料的23.68%,D值平均值0.24。第5类高感型品种(系)包括新冬18号、喀冬4号和敖得萨16等21份材料,占供试材料的27.63%,D值平均值0.11。

NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫条件下,第1类高耐型品种(系)包括石冬8号、碧蚂4号和蚰包等13份材料,占供试材料的17.11%,D值平均值0.73。第2类耐盐型品种(系)包括邯5316、工农19和九冬1号等10份材料,占供试材料的13.16 %,D值平均值0.57。第3类中耐型品种(系)包括卡衣木红、新冬32号和新冬23号等16份材料,占供试材料的21.05%,D值平均值0.44。第4类敏感型包括奎冬4号、伊农16和绥来小红冬麦等26份材料,占供试材料的34.21%,D值平均值0.24。第5类高感型品种(系)包括F49-70、新山前2号和华北497等11份材料,占供试材料的14.47%,D值平均值0.10。图1

表4 不同盐胁迫下小麦萌发期各指标的相关性
Table 4 Correlation of wheat germination under different salt stress

处理Correlation测定指标Index相对根数RRN相对最长根长RRL相对苗高RSH相对胚芽鞘长度RCL相对发芽势RGP相对发芽率RGRD值Dvalue NaCl胁迫 NaCl stress相对根数RRN1相对最长根长RRL0.707∗∗1相对苗高RSH0.630∗∗0.640∗∗1相对发芽鞘长度RCL0.658∗∗0.532∗∗0.754∗∗1相对发芽势RGP0.648∗∗0.491∗∗0.470∗∗0.709∗∗1相对发芽率RGR0.882∗∗0.711∗∗0.648∗∗0.742∗∗0.809∗∗1 D值0.886∗∗0.628∗∗0.724∗∗0.823∗∗0.782∗∗0.926∗∗1NaCl∶Na2SO4胁迫NaCl∶Na2SO4stress相对根数RRN1相对最长根长RRL0.685∗∗1相对苗高RSH0.674∗∗0.542∗∗1相对发芽鞘长度RCL0.648∗∗0.525∗∗0.975∗∗1相对发芽势RGP0.766∗∗0.595∗∗0.696∗∗0.693∗∗1相对发芽率RGR0.891∗∗0.599∗∗0.688∗∗0.681∗∗0.819∗∗1D值0.787∗∗0.604∗∗0.864∗∗0.858∗∗0.774∗∗0.772∗∗1

注:*和**分别表示在0.05和0.01水平上相关显著

Note:*and**denote significant correlations at the 0.05 and 0.01probability levels

图1 76份新疆冬小麦萌发期综合耐盐等级
Fig. 1 Assignment of Salt resistance in 76 Xinjiang winter wheat

2.4 不同类型盐胁迫条件下冬小麦萌发期耐盐型分布

研究表明,NaCl单盐胁迫下,第1级高耐型品种(系)有6份材料,其中4个(11.43%)自育品种和2个(7.14%)引进品种。第2级耐盐型品种(系)有15份材料,其中7个(20.0%)自育品种、6个(21.43%)引进品种和2个(15.38%)地方品种。第3级中耐型品种(系)有16份材料,其中3个(8.57%)自育品种、11个(39.29%)引进品种和2个(15.38%)地方品种。第4级敏感型品种(系)有18份材料,其中8个(22.86%)自育品种、5个(17.86%)引进品种和5个(38.46%)地方品种。第5级高感型品种(系)有21份材料,其中13个(37.14%)自育品种、4个(14.29%)引进品种和4个(30.77%)地方品种。自育品种(系)、引进品种(系)和地方品种(系),耐盐性品种分别为11份(31.43%)、8份(28.57%)、2份(15.38%),各类型小麦品种(系)萌发期耐盐表现由强到弱依次为自育品种(系)、引进品种(系)和地方品种(系)。

NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫下,第1级高耐型品种(系)有13份材料,其中4(12.50%)个自育品种、8(25.00%)个引进品种和1(3.13%)个地方品种。第2级耐盐型品种(系)有10份材料,其中有5(15.63%)个自育品种和5(18.52%)个引进品种。第3级中耐型品种(系)有16份材料,其中6(18.75%)个自育品种和10(58.82%)个地方品种。第4级敏感型品种(系)有26份材料,其中14(43.75)个自育品种、7(25.93%)个引进品种和5(29.41%)个地方品种。第5级高感型品种(系)有11份材料,其中3(9.38%)个自育品种、7(25.93%)个引进品种和1(5.88%)个地方品种。自育品种(系)、引进品种(系)和地方品种(系),耐盐性品种分别为9份(28.13%)、13份(48.15%)、1份(5.88%),各类型小麦品种(系)萌发期耐盐表现由强到弱依次为引进品种(系),自育品种(系)和地方品种(系)。表5

表5 新疆冬小麦品种(系)萌发期耐盐型分布频率
Table 5 Frequency of salt tolerant types in germination of winter wheat varieties (lines) in xinjiang

处理Correlation耐盐类型Type ofSalt tolerance 全部品种(系)Bred varieties 自育品种(系)Bred varieties引进品种(系)Introduced varieties地方品种(系)Local varieties样品数No.of samples频率Frequency(%)样品数No.of samples频率Frequency(%)样品数No.of samples频率Frequency(%)样品数No.of samples频率Frequency(%)NaCl胁迫NaCl stress高耐(HT)67.89411.4327.1400.00耐盐(T)1519.74720.00621.43215.38中耐(MT)1621.0538.571139.29215.38敏感(S)1823.69822.86517.86538.46高感(SH)2127.631337.14414.29430.77NaCl∶Na2SO4胁迫NaCl∶Na2SO4 stress高耐(HT)1317.11412.50829.6315.88耐盐(T)1013.16515.63518.5100.00中耐(MT)1621.05618.7500.001058.82敏感(S)2634.211443.75725.93529.41高感(SH)1114.4739.37725.9315.88

2.5 不同盐胁迫下冬小麦品种(系)的耐盐性比较

研究表明,不同盐胁迫的耐盐性之间无显著相关,2种胁迫的耐盐性结果差异较大。新冬30号、白冬麦等NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫条件下表现高耐型品种,NaCI单盐胁迫条件下属于敏感型品种;红直头/10、奎冬4号等NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫条件下属于高敏型品种,而NaCI单盐胁迫条件下属于耐盐型品种。同时也发现了NaCI单盐胁迫和NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫耐盐类型相同的品种。例如,2种不同盐胁迫处理均为高耐型、耐盐型和中耐型的品种各3份,敏感型和高感型的品种各7份。图2,表6

图2 不同胁迫下耐盐性综合评价D值的相关性
Fig. 2 Correlation ofDvalues of salinity tolerance between under different salt stress

表6 不同盐胁迫下耐盐级别相同的冬小麦品种
Table 6 Wheat genotypes with same salinity tolerance at under different salt stress

耐盐类型Salinity toleranceNaCl胁迫/NaCl∶Na2SO4胁迫品种数Number品种名称Varieties高耐 HT6/133石冬8号、洛夫林10号、新冬7号耐盐 T15/103邯5316、新冬29号、小鹅186中耐 MT16/163卡衣木红、热衣木夏、华北187敏感 S18/267新冬21号、新冬37号、阿伯格其力格、绥来小红冬麦、北京8号、无芒4号、早洋麦高感 HS21/117新冬18号、哈阿热托司曼、敖德萨16、喀冬4号、洛夫林13号、山前2号、新冬5号

3 讨 论

3.1 不同盐胁迫对小麦萌发期测定指标的影响

孟祥浩等[27]和乔佩等[28]以小麦为材料进行了萌发期耐盐性研究,研究认为320和300 mol/L的NaCl单盐胁迫下,均对小麦发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚芽鞘长、根长、苗高等12个指标具有较大的抑制作用。王治江等[23]和刘敏轩等[29]分别以油菜和黍稷为材料进行了萌发期耐盐性研究,研究认为240 mol/L的NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫下,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、胚芽鞘长度等9个指标具有较大的抑制作用。研究表明,350 mol/L盐浓度下的NaCl单盐胁迫和NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫明显抑制了新疆冬小麦种子萌发,其中NaCl单盐胁迫对各指标抑制作用比NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫各指标抑制作用程度大。这与刘玉艳等[30]和郭建华等[31]的研究结果一致。新疆土壤属于典型的混合盐(NaCl∶Na2SO4),新疆冬小麦品种(系)能更适应混合盐类型的土壤。

3.2 新疆冬小麦品种不同盐胁迫类型下的耐盐特性

萌发期耐盐性直接决定小麦的出苗率,是盐渍化地区小麦品种(系)最重要的基本特性。张巧凤等[21]在1.5% NaCl单盐胁迫下,对293份长江中下游麦区小麦品种进行萌发期耐盐性综合评价,其中耐盐性材料占比19.8%;2.0%(350 mol/L)NaCl单盐胁迫条件下新疆冬小麦萌发期耐盐性材料占比27.63%均高于长江中下游麦区冬小麦平均水平。彭智等[3]在用1.2%的NaCl单盐胁迫下,来自黄淮海麦区的321份小麦资源进行筛选,其中高耐盐性材料占比6.5%;表明2.0%(350 mol/L)的NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫条件下高耐盐性材料占总材料的17.11%均高于黄淮海麦区冬小麦平均水平。可能缘于新疆是典型的灌溉农业地区,长期大水漫灌方式导致地下水位置的下降,近10 a来小麦滴灌面积的逐年递增,土壤盐渍化面积不断扩大的同时盐渍化程度也在逐步上升,使得新疆地区对小麦品种的耐盐性有更高要求。

按不同类型来看,NaCl单盐胁迫条件下,自育品种(系)、引进品种(系)和地方品种(系)耐盐型材料占比依次为降低,自育品种(系)耐盐型材料分布频率最高(31.43%)。20世纪80、90年代,新疆小麦自育品种(系)的作用逐渐增大,尤其是在全疆的春小麦和北疆冬小麦生产中,自育品种占了主导地位[32]。

NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫条件下,引进品种(系)、自育品种(系)和地方品种(系)耐盐型材料占比依次为降低,引进品种(系)耐盐型材料分布频率最高 (48.14%), 新疆土壤主要以NaCl∶

Na2SO4混合盐为主[10],从20世纪50年代后期至70年代新疆小麦生产中以引进品种(系)大面积的推广以及发挥更大的作用[32],这几十年以来,引进品种(系)主要以新疆的土壤盐成分来选育而培育出来的,多数引进品种(系)具备优良的抗盐性,对NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫条件的适应能力较好。

3.3 不同盐类型胁迫下冬小麦品种的耐盐性比较

NaCl单盐胁迫是对植物耐盐性生理研究的常规方法[33-35],新疆土壤大多属中性盐类型[36]。用NaCl单盐胁迫处理的方法来评价新疆小麦品种的耐盐性具有一定的片面性,用NaCl∶Na2SO4(摩尔比1∶1)复合盐类型的胁迫方法能更为准确的判断新疆冬小麦耐盐特性。于莹等[37]以16份亚麻品种为材料,通过对其NaCl单盐胁迫和NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3混合盐胁迫下进行发芽实验,发现NaCl单盐胁迫下黑亚19和 双亚9的发芽率最高,双亚12、黑亚14和黑亚17的发芽率较好;NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3混合盐胁迫下,黑亚19和双亚14的发芽率最高,Agatha、美若琳和Diane的发芽率较好的现象。研究表明,即NaCl单盐胁迫条件下鉴定的耐盐性的品种在NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫条件下不一定具有同样的耐盐性。F49-70、阿伯格其力格、绥来小红冬麦等NaCl胁迫下耐盐的品种,在NaCl∶Na2SO4胁迫下属于敏感或高感品种。也发现了NaCl单盐和NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫下相同耐盐的材料共有6份,分别为石冬8号、洛夫林10号、新冬7号、邯5316、新冬29号、小鹅186。NaCl单盐胁迫与NaCl∶Na2SO4混合盐胁迫的耐盐综合评价D值无显著相关,说明不同小麦品种(系)在不同类型盐胁迫下会有不同的表现。利用当地土壤盐类型特点进行针对性的盐胁迫处理,将能更为准确的对适合当地种植材料的耐盐特性进行评价,进而培育适合当地种植的耐盐性冬小麦品种。将通过对盐胁迫水培的条件下,对小麦品种苗期性状进一步表型鉴定以及找到一些主效位点,进行发掘稳定的小麦耐盐性的QTL,为小麦耐盐性分子育种提供优异基因资源或遗传位点。

4 结 论

76份新疆冬小麦品种在不同盐胁迫处理下,单盐胁迫指标的抑制作用大于混合盐胁迫指标的抑制作用。通过隶属函数法综合评价和聚类分析,采用品种可分为5个耐盐性级别,NaCl单盐胁迫下筛选出新冬24号、伊农20、石冬8号、新冬7号、工农19、洛夫林10号等6份耐盐性强的小麦品种,纳瓦提然、库车白冬麦等33份高度敏感品种。NaCl∶Na2SO4混合盐筛选出石冬8号、碧蚂4号、蚰包、碧蚂6号、新冬30号、白冬麦、新乌克兰84、农大183、米罗诺夫纪念麦50、伊农19等10份耐盐性强的小麦品种,洛夫林13号、冀麦26等10份高度敏感品种。350 mol/L的NaCl单盐和NaCl∶Na2SO4混合盐耐盐性比较,NaCl∶Na2SO4混合盐能够作为新疆地区冬小麦萌发期耐盐性鉴定的适应盐类型。

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