不同茄子品种幼苗期耐盐性评价

吴宏琪，林碧英，李彩霞，刘 旭，张子昆，钟路明

(福建农林大学 园艺学院，福建 福州 350002)

设施栽培是茄子周年性供应的重要栽培方式，但周年高效生产的同时，土壤盐胁迫可直接导致蔬菜品质、产量下降，是制约茄子高效生产的一大问题[1-3]。所以，发现和利用现有耐盐品种是一条便捷、有效的途径，可提高生产力，给种植者带来一定的经济效益[4]。长期以来，蔬菜耐盐性评价并没有统一的指标，在生产上主要从两类指标进行鉴定，一种是农艺性状指标，一种是生理指标[5-11]。植物盐胁迫的敏感程度、耐盐机制取决于多种因素，因而评价不同植物耐盐性指标也会有差异。较多人利用直观的形态指标来评价植物的耐盐性，但准确度不高，因此，在前人研究的基础上，通过研究设施栽培条件下盐胁迫对不同果色茄子品种形态、生理指标变化的影响，并采用隶属函数综合评价法对茄子品种耐盐性进行评价，结合相关性及主成分分析，确定茄子耐盐性筛选的可靠指标，为茄子品种耐盐性鉴定及盐碱地栽培提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为茄子(SolanummelongenaL.)。福农绿茄、圆绿茄、圆紫茄、7号白茄均为福建农林大学蔬菜研究所提供品种，农友长茄由台湾农友种子公司提供，秀娘由山东鲁友种苗公司提供,NaCl由国药集团化学试剂有限公司提供。

1.2 试验设计

试验于2017年9月上旬开始在福建农林大学园艺学院设施温室中进行，选用果形、皮色各不相同的6个茄子品种：圆绿茄(Y1，圆形、绿茄)、秀娘(Y2，长卵形、紫黑茄)、农友长茄(Y3，长形、紫茄)、福农绿茄(Y4，椭圆形、绿白相间花茄)、圆紫茄(Y5，圆形、紫茄)、7号白茄(Y6，椭圆形、白茄)，采用常规温汤浸种后放入30 ℃恒温箱中进行催芽，待种子露白后播于72孔穴盘中育苗[V(草炭)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)=3∶1∶1]，每隔3 d浇1次山崎营养液，待幼苗长至三叶一心移入营养钵栽培，缓苗后，苗长至四叶一心开始进行盐胁迫处理(每2 d每株浇灌50 mL NaCl 盐溶液；为避免盐刺激第1次先浇80 mmol/L NaCl，然后浇灌3次120 mmol/L NaCl)，分别在盐胁迫处理后第1、3、5 天开始测定形态和生理相关指标，每个处理30株，重复3次。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 形态指标 用刻度尺测定株高、茎粗。用WinRHIZO根系分析软件得到单株的根长、根体积、分根数等指标。计算壮苗指数、相对生长量、根冠比，其中，壮苗指数=(茎粗/株高)×全株干质量；相对生长量=(W2-W1)/W1，W2：处理5 d后的整株鲜质量，W1：处理1 d后的整株鲜质量；根冠比=地下干质量/地上干质量。

1.3.2 生理指标 脯氨酸含量测定采用磺基水杨酸法，丙二醛(MDA)含量测定采用硫代巴比妥酸法，可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250法[12]。

1.3.3 主成分及隶属函数法分析 主成分计算公式为：

CI(j)=R1X1+R2X2+…+RmXm

(1)

其中，CI(j)代表第j个主成分，Rm代表第m个指标的相关系数，Xm代表第m个指标。

测定指标与茄子幼苗耐盐性呈正相关时用的方程:

U(μ)=(Xμ-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(2)

测定指标与茄子幼苗耐盐性呈负相关时用的方程:

U(μ)=1-(Xμ-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(3)

其中，Xμ为某一个指标的实际测定值；Xmax、Xmin分别为各处理某一指标的最大值和最小值。比较各个处理各个指标的具体隶属函数值的平均值，最后根据加权平均算出具体隶属函数值，值越大说明耐盐性越强。

分析得出主成分贡献率及隶属函数值后，以贡献率Ei为权重，结合各品种隶属函数值，计算综合分值D，公式如下：

(4)

其中，D表示品种的综合分值，Ei为第i个主成分的贡献率，Pi表示第i个品种的隶属函数值U(μ)，其中i=1,2,…,n。

1.4 数据处理

试验数据采用DPS(7.05)软件进行单因素方差分析，并用新复极差法进行差异显著性分析(P<0.05)；用IBM SPSS Stastistic 21进行相关性、主成分分析；图表中数据为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫下不同品种茄子幼苗根系生长的比较

由图1A、1B、1C可知，随着盐胁迫时间延长，各品种茄子幼苗根长、分根数、根尖数缓慢上升，均在第5天时达到最大。在盐胁迫期间，Y3、Y5根长、分根数均无显著性差异。盐胁迫后第5天，各品种幼苗根长、分根数、根尖数大小排列顺序为Y4>Y3>Y6>Y1>Y2>Y5。

由图1D、1E可知，随着盐胁迫时间延长，各品种的根表面积、根体积均呈上升趋势，并在第5天时达到最大。在盐胁迫期间，Y1、Y2、Y6根表面积均无显著性差异。盐胁迫后第5天，各品种幼苗根表面积、根体积大小排列顺序为Y3>Y4>Y6>Y1>Y2>Y5，Y3品种根表面积最大，分别比Y1、Y2、Y4、Y5、Y6高56.06%、77.07%、14.38%、91.44%、43.67%，其中Y3、Y4与Y1、Y2、Y5品种存在显著性差异。

由图1F可知，随着盐胁迫时间延长，各品种的地下鲜质量呈上升趋势，在第5天时达到最大。盐胁迫后第5天，各品种地下鲜质量大小排列顺序为Y4>Y3>Y6>Y1>Y2>Y5，Y4品种地下鲜质量显著高于其他品种，是第1天的1.60倍，Y1、Y2、Y5、Y6品种间无显著性差异。

不同小写字母表示同一品种在不同处理时间存在显著性差异(P<0.05)，下同

2.2 盐胁迫下不同品种茄子幼苗质量的比较

由图2A可知，随着盐胁迫时间延长，各品种壮苗指数呈下降趋势，在第5天时达到最低。盐胁迫后第5天，各品种壮苗指数大小排列顺序为Y4>Y3>Y2>Y1>Y6>Y5，相比第1天，Y4品种壮苗指数值下降幅度最小，下降了3.9%。Y4、Y3与Y1、Y5、Y6品种间存在显著性差异。

由图2B可知，盐胁迫后第5天，各品种根冠比大小排列顺序为Y4>Y3>Y6>Y1>Y2>Y5，Y4根冠比明显大于其他品种，Y5品种根冠比值最小，Y5品种比Y1、Y2、Y6分别小15.48%、8.97%、17.92%，与Y1、Y2、Y6品种无显著性差异。

由图2C所知，各品种相对生长量顺序依次为Y4>Y3>Y6>Y1>Y5>Y2，Y4品种相对生长量最大，分别比Y1、Y2、Y3、Y5、Y6高44.75%、136.50%、14.60%、57.12%、15.75%。Y3和Y4品种与其他品种间存在显著性差异，其余各品种间差异不显著。

图2 盐胁迫下不同品种茄子幼苗质量指标的比较

2.3 盐胁迫下不同品种茄子幼苗生理特性的比较

2.3.1 脯氨酸含量 如图3所示，随着盐胁迫时间延长，各品种茄子幼苗的脯氨酸含量呈上升趋势，在第5天时达到最大。在盐胁迫期间，Y4品种显著高于其他品种。盐胁迫后第5天，各品种脯氨酸含量依次为Y4>Y3>Y6>Y1>Y2>Y5，Y4品种脯氨酸积累最多，Y3品种次之，Y5品种积累最少，Y4、Y3品种分别是Y5品种的2.10、1.71倍。

图3 盐胁迫下不同品种茄子幼苗脯氨酸含量的比较

2.3.2 MDA含量 如图4所示，随着盐胁迫时间延长，各品种茄子幼苗MDA含量呈上升趋势，在第5天时达到最大。在盐胁迫处理期间各品种MDA含量由大到小为Y5>Y2>Y1>Y6>Y3>Y4。盐胁迫后第5天，Y1、Y2、Y3、Y6品种之间无显著性差异，Y5品种MDA含量比Y2高9.28%，Y4品种显著低于其他各品种，比Y5品种低33.63%。

图4 盐胁迫下不同品种茄子幼苗MDA含量的比较

2.3.3 可溶性蛋白含量 由图5可知，随着盐胁迫时间延长，各品种幼苗的可溶性蛋白含量变化呈上升趋势，在第5天时达到最大，Y4品种的可溶性蛋白含量始终显著高于其他品种，盐胁迫后第5天，可溶性蛋白含量由大到小为Y4>Y3>Y6>Y1>Y2>Y5，Y4是Y5品种的2.04倍。

图5 盐胁迫下不同品种茄子幼苗可溶性蛋白含量的比较

2.3.4 可溶性糖含量 由图6可知，随着盐胁迫时间延长，各品种幼苗的可溶性糖含量呈上升趋势，在第5天时达到最大，Y4品种幼苗可溶性糖含量始终保持最高，与其他品种存在显著性差异。盐胁迫后第5天，各品种可溶性糖含量由高到低依次为Y4>Y3>Y6>Y1>Y2>Y5，Y4、Y3品种显著高于其他各品种。

图6 盐胁迫下不同品种茄子幼苗可溶性糖含量的比较

2.4 各品种茄子耐盐性评价

由表1可以看出，试验所测13个形态、生理指标中，多数指标间存在显著或极显著相关性，所测各指标间会发生信息交叉与重叠，同时，各项指标在茄子幼苗耐盐性评价中起的作用各不相同，说明以单一指标评价茄子耐盐性不可靠，其中，可溶性糖含量与脯氨酸含量相关系数值达到最大，为0.97。

表1 盐胁迫下茄子各单项指标相关系数

由表2可以看出，通过对13个指标进行主成分分析，得出主成分CI1、CI2这2个指标的特征根均大于1，其贡献率分别为86.31%、8.73%，累计贡献率为86.31%、94.98%，表明2个指标包含了原指标的大多数数据信息。根据主成分表达式(1)可知，CI1脯氨酸含量(X10)相关系数最大，为0.99；CI2壮苗指数(X7)相关系数最大，为0.67，根体积(X5)次之，为0.45。综合分析上述结果，脯氨酸和壮苗指数可作为茄子耐盐性快速筛选及鉴定的指标。

表2 盐胁迫下各综合主成分值及贡献率

采用隶属函数法对6个茄子品种形态、生理指标进行综合评价分析，结果如表3所示，各处理隶属函数平均值大小顺序依次为Y4>Y3>Y6>Y1>Y2>Y5，由此可看出，Y4、Y3品种耐盐性较强，Y6、Y1、Y2其次，Y5品种耐盐性最差。

表3 不同品种茄子幼苗耐盐性的综合评价

采用公式(4)，通过脯氨酸含量、壮苗指数隶属函数值结合贡献率计算出各品种综合分值D，各品种综合分值大小排序与隶属函数平均值排序一致，依次为Y4>Y3>Y6>Y1>Y2>Y5。

3 结论与讨论

3.1 盐胁迫下不同品种茄子幼苗根系的生长指标

植物的根系最早接收到土壤盐胁迫信号，也是最先受到伤害的器官，根系生长发育健康状况是植物地上部健壮生长的必要条件。植物的根系在地下呈网状分布，不同级别的根系对水分、养分的吸收运输作用不同，根系生长发育的好坏直接影响作物的抗逆能力[13]。盐胁迫对植物根长、根发育有明显的影响[14-16]。本试验结果表明,Y4、Y3品种根长、地下鲜质量、分根数、根尖数值明显大于其他品种，综合各根系指标，Y4、Y3品种的根系生长较好，说明Y3、Y4品种根系对盐胁迫有较强的抵抗性，Y6、Y1、Y2其次，Y5品种抵抗性最差。

3.2 盐胁迫下不同品种茄子幼苗的质量比较

植物的形态变化是植物受到逆境胁迫最直观的反应，其植物苗期形态变化直接影响后期植株生长发育[17]。杨发斌等[18]研究发现,盐胁迫条件下大白菜地上鲜质量急速下降。李晓梅等[19]研究NaCl对菊芋生长的影响时发现，可通过提高根冠比进而适应盐胁迫环境。匡朴[20]研究发现，耐盐性强的玉米叶面积、生物量积累值更大。本试验结果表明，随着盐胁迫处理时间的延长，Y4品种根冠比高于其他各品种，而Y3品种盐胁迫前期壮苗指数高于Y4品种，在后期Y3与Y4品种壮苗指数相同。说明Y3、Y4品种茄子幼苗质量比其他品种好。

3.3 盐胁迫下不同品种茄子幼苗的生理特性

贾丹莉等[21]研究发现，植物体内脯氨酸及MDA含量对盐胁迫环境很敏感，其变化可从不同程度体现植物的抗盐能力，耐盐性强的植物通常MDA含量较低。本试验结果表明，在整个处理期间，MDA含量略微上升，各品种MDA含量大小依次为Y5>Y2>Y1>Y6>Y3>Y4，Y3与Y4品种MDA含量较低。随着盐胁迫时间的延长，可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量均呈上升趋势，可溶性蛋白含量的上升幅度大于可溶性糖含量，其中Y4品种可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量最高，Y3品种次之，Y5品种值最小。这与李为民等[22]在大豆、蔡翔君等[23]在甘薯上的研究结果一致。可溶性糖含量升高可能是盐胁迫下茄子幼苗体内水解酶活性升高，茄子体内一些大分子物质逐渐水解，可溶性蛋白含量上升可能是茄子幼苗在逆境条件下其合成代谢能力加强，合成较多的可溶性蛋白。

前人对作物耐盐性的鉴定采用的鉴定指标各不相同，范娜等[24]将苗高、生长速度、盐害指数等9个形态、生理指标作为鉴定高粱耐盐性的可靠指标。牛远等[25]将MDA含量及株高的耐盐指数作为大豆苗期耐盐指标。刘祎等[26]认为,棉花耐盐性的鉴定主要是根据根系发育健壮情况。本试验在前人研究的基础上，采用隶属函数综合评价法评价盐胁迫下不同品种茄子幼苗耐盐性的强弱，结果表明，在南方常栽品种中Y3、Y4品种对盐胁迫有较强的抵抗性，可作为沿海地区主栽品种；本试验利用主成分分析法分析得出2个主成分CI1、CI2，其中CI1与脯氨酸含量的相关系数值最大，CI2与壮苗指数的相关系数值最大，为了验证脯氨酸含量、壮苗指数鉴定茄子幼苗耐盐性的可靠性，通过以主成分贡献率为权重，结合各品种脯氨酸含量、壮苗指数隶属函数值计算各品种综合分值，结果与隶属函数综合评价法排序一致，依次为Y4>Y3>Y6>Y1>Y2>Y5。因此，脯氨酸含量与壮苗指数可作为茄子幼苗耐盐性初步筛选与鉴定指标，并为鉴定茄子幼苗耐盐性提供高效、可靠的理论基础。

通过对6个不同品种茄子幼苗形态、生理指标进行主成分分析，表明脯氨酸含量、壮苗指数值分别与主成分CI1、CI2相关性最大，然后以主成分贡献率为权重，结合不同品种指标相应的隶属函数值，计算出各品种综合分值排序与隶属函数综合评价法鉴定茄子耐盐性的结果一致，排序依次为福农绿茄>农友长茄>7号白茄>圆绿茄>秀娘>圆紫茄，结果表明，福农绿茄、农友长茄品种耐盐性较强，7号白茄、圆绿茄、秀娘其次，圆紫茄耐盐性最弱。其中福农绿茄、农友长茄较适宜盐碱地栽培，脯氨酸含量及壮苗指数可作为茄子耐盐性快速鉴定的可靠指标。