不同番茄品种幼苗期耐盐性鉴定

王琪 岳江 岑青芙 张万萍 李云洲 须文 闫见敏

摘 要：为筛选番茄耐盐种质资源，给番茄抗盐栽培提供理论依据及参考，以20个番茄品种为试材，4叶1心时在3种不同NaCl浓度（40 mmol/L、80 mmol/L、120 mmol/L）的盐胁迫下进行幼苗期耐盐鉴定。盐胁迫处理10 d后，测定各个番茄品种的形态指标（株高、茎粗）及生理指标（丙二醛含量、质膜透性、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、CAT活性），以聚类分析为依据，比较20个番茄品种苗期的耐盐性。结果表明：不同番茄品种的过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性这两项指标随盐溶液浓度的增加酶活性的变化差异也随之增大。120 mmol/L NaCl浓度胁迫下，耐盐性较强的番茄品种的脯氨酸含量明显低于耐盐性弱的品种，丙二醛含量明显高于耐盐性较弱的品种，可溶性蛋白质含量则无明显变化。低浓度（40 mmol/L）的盐溶液可促进番茄植株生长，但随盐浓度增加，明显表现出抑制番茄幼苗生长。20个番茄品种中，耐盐性强的3个品种为爱美特、凌派、宝迪，耐盐性弱的4个品种为卡西欧、紫罗兰、富康、粉桃。

关键词：番茄;盐胁迫;幼苗期;耐盐性

中图分类号：S641.2

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2021）06-0020-10

国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.06.003

Abstract：In order to screen salt-tolerant germplasm resources of tomato and then provide theoretical basis forits salt-tolerant cultivation.Using 20 tomato varieties as test materials，the seedlings were tested for salt tolerance under three different NaCl concentrations （40 mmol/L，80 mmol/L，and 120 mmol/L） under salt stress with 4 true leaves and 1 growth pointin this study.After 10 days treatment，2 morphological indexes （plant height，stem diameter） and 7 physiological indexes （malondialdehyde content，plasma membrane permeability，soluble protein content，proline content，SOD activity，POD activity，CAT activity） were measured.Based on the coefficient of variation and cluster analysis，the salt tolerance of 20 tomato varieties at seedling stage was compared.The results showed that the changes of catalase activity（CAT）and peroxidase activity（POD）of different tomato varieties were increased with the increase of salt solution concentration.Under the stress of 120 mmol/L NaCl，the proline content of tomato varieties with strong salt tolerance was significantly lower than that of the weak salt tolerant varieties，the contents of malondialdehyde were significantly higher than those with low salt tolerance，but there was no significant change in soluble protein content.Low concentration （40 mmol/L） of salt solution could promote the growth of tomato plants，，but the seedling growth inhibition was obvious with the increase of concentration.Three strong salt-tolerance tomato varieties were Emmett，Lingpai，Baodi，while 4 weak salt tolerance tomato varieties were Casio，Violet，Fukang and Pink peach.

Keywords：tomato;salt stress;seedling stage;salt-tolerance

番茄（Solanum lycopersicum L.）是茄科番茄屬一年生或多年生草本植物，是重要的食品和营养品，研究价值高，应用前景广。随着人们对番茄产品的需求日渐提高，设施栽培面积也随之迅速增大，由于栽培过程中难以做到合理轮作，且盲目过量施用化肥等原因，土壤盐分含量升高，土壤盐渍化现象越来越严重[1]，导致番茄产量和品质下降。因此，本文拟开展不同品种番茄的耐盐性筛选与鉴定。关于植物耐盐性的研究目前已有许多报道，有研究表明植物在不同发育期对盐的抗性不同。大部分番茄耐盐性研究在种子萌发期及幼苗期进行，一般在种子萌发期选择发芽势和发芽率作为耐盐性指标，而苗期耐盐性指标的选择不尽相同。常尚连等[2]选择比较植株地上部和地下部的干鲜比及根冠比，周琦等[3]认为在进行番茄耐盐性研究时可选择的形态指标有株高、叶片数、生根率等，在比较不同基因型之间的差异时应测定相对生长率，干、鲜重的变化可反映植株的耐盐性，同时植物体内可反映耐盐性的指标有相对电导率、光合速率、叶绿素含量、叶绿素荧光、脯氨酸含量、可溶性糖、丙二醛、POD活性、SOD活性等。许立志等[4]、郏艳红等[5]、张匀等[6]的番茄耐盐性综述中也提到上述指标，认为可以作为鉴别番茄苗期耐盐性的指标有全株干质量、地上部干质量、根干质量、株高、茎粗、功能叶片数和壮苗指数，而根冠比不可作为耐盐性的鉴别指标。周琦等[3]建议建立以产量性状为主要评价标准的评价体系以考察耐盐性的长期效应。

在浓度的设置上，常尚连等[2]设置10个浓度梯度（0～90 mmol/L）的NaCl溶液对种子萌发期进行处理，而对幼苗期设置6个浓度梯度（0～250 mmol/L）进行处理，分别在两个时期都取得了可观的结果。陈火英等[7]设置了7个浓度梯度（0～120 mmol/L）的溶液对种子萌发期进行处理，结果显示不同番茄品种间存在明显差异。周琦等[3]认为盐土中往往有以Na2CO3和NaHCO3为主要成分的碱土并存，应根据具体情况选择合适的盐水进行盐胁迫处理，同时可添加适量的Ca2+。赵秋月[8]设置8个浓度梯度（0～80 mmol/L）的Na2CO3溶液对苗期进行处理。

番茄是中等耐盐植物，大量研究表明，番茄苗期是番茄对盐胁迫敏感的时期之一。尽快鉴定和筛选具有较高利用价值的耐盐碱种质资源至关重要，耐盐性鉴定是获得耐盐品种的直接手段。因此，通过不同NaCl盐溶液胁迫对番茄幼苗的形态指标和生理指标进行测定，综合评价20个番茄品种的耐盐性，以期筛选出耐盐性强的番茄品种，为克服土壤盐渍化对番茄生产的不利影响提供理论依据。

1 材料与方法

1.1  供试材料

20个番茄品种均购买于山东寿光航瑞农业有限公司，品种编号详见表1。

1.2 试验设计

每个品种分别筛选132粒饱满的种子，播种于72孔穴盘中，每孔播2粒，育苗用土按园土∶基质=1∶1的比例配制。待幼苗长至3叶1心时移栽至直径为40 cm的花盆中，每个花盆4株，每个品种移栽24盆。待缓苗之后，配制3个不同浓度的NaCl盐溶液（40 mmol/L、80 mmol/L、120 mmol/L）对番茄幼苗进行处理，设置0 mmol/L处理为对照，2盆为1个处理，3次重复，每次每盆用盐溶液100 mL，每隔1天处理一次。处理10 d后测定各项指标。形态指标的测定于贵州大学南校区蔬菜园进行，各项生理指标的测定于贵州大学农学院园艺系崇学楼一楼实验室进行。

1.3 试验指标与测定方法

1.3.1 形态指标

每个重复中随机选5株测定株高（用卷尺测定根茎相交处到最高生长点的高度）和茎粗（用游标卡尺测定子叶下1 cm处），重复3次，并计算出平均值。

1.3.2 生理指标

电解质外渗率的测定采用电导法[9]。可溶性蛋白质含量、丙二醛（MDA）、脯氨酸含量的测定分别参考许立志等[4]的考马斯亮蓝G250法、硫代巴比妥酸法、酸性茚三酮比色法。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）的活性测定分别参照李合生[10] 氮蓝四唑法、愈创木酚法。CAT活性测定采用紫外吸收法，酶液提取方法同SOD活性的测定方法。

1.4 数据处理与分析

用Excel 2010和SPSS 24.0处理试验数据，Origin 8软件绘制柱状图，用DPS 7.05对20个品种的各项指标进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度的NaCl溶液处理对不同番茄品种的形态指标的影响

表2、表3表明，在3个不同浓度的NaCl溶液处理下，供试番茄品种的耐盐性表现出一定的差异性，株高和茎粗的变异系数随盐溶液浓度的增加而升高。低浓度（40 mmol/L）处理下，大部分番茄品种表现为促进生长，在120 mmol/L处理下，有2个品种的番茄株高高于对照组的株高24 cm，其中株高最高的分别是粉桃27 cm和粉佳丽26 cm，最低的为卡地亚只有14 cm;大部分番茄茎粗高于对照组4.8 cm，其中最高的的是凌派6.3 cm，最低的是圣菲只有3.8 cm。但大部分番茄品种随溶液浓度的增加逐渐表现抑制生长。

以株高、茎粗两个形态指标做聚类分析（图1），当欧式距离达到49.94时，可将20个番茄品种分为3类：耐盐性强、耐盐性一般和耐盐性弱。其中5个品种耐盐性强，分别是福美来、卡西欧、凌派、索菲亚、奥菲斯。2个品种耐盐性弱，分别是夏朗、紫罗兰。其他13个品种耐盐性一般。

2.2 不同浓度的NaCl溶液对不同番茄品种的生理指标的影响

2.2.1 不同浓度的NaCl溶液处理下不同番茄品种的丙二醛（MDA）含量

表4表明，随NaCl处理溶液浓度的升高，各番茄品种的丙二醛含量都有不同程度的增加或者降低。在120 mmol/L胁迫下，MDA含量超过对照组占供试验品种的50%，其中，圣菲和宝迪的MDA含量明显高于其他品种的番茄。夏朗、索菲亚、奥菲斯、粉桃和瑞丽5个番茄品种经不同NaCL溶液处理后的MDA含量低于明显低于对照组，占番茄总数的25%。

2.2.2 不同浓度的NaCl溶液对不同番茄品种脯氨酸含量的影响

表5表明，随NaCl處理溶液浓度的升高，各番茄品种的脯氨酸含量均有不同程度的增加。在120 mmol/L胁迫下，有13个品种的番茄脯氨酸含量高于对照组，占试验番茄总数的65%，爱美特、凌派、粉佳丽、劲翔、宝迪、粉桃、粉宝贝的脯氨酸含量均低于对照组，占试验番茄总数的35%。

2.2.3 不同浓度的NaCl溶液对不同番茄品种的电解质渗出率的影响

表6表明，随NaCl处理溶液浓度的升高，各番茄品种的相对电解质渗出率均有不同程度的增加。在120 mmol/L胁迫下，多数番茄的电解质渗出率高于对照组、40 mmol/L和80 mmol/L处理组的电解质渗出率，占试验番茄数量的65%。在高盐胁迫下福美来、圣菲和凌派的渗出率低于对照组，占试验番茄数量的15%。

2.2.4 不同浓度的NaCl溶液对不同番茄品种的可溶性蛋白质含量的影响

表7表明，随NaCl处理溶液浓度的升高，各番茄品种的可溶性蛋白质含量没有明显变化，但品种间有一定差异。在120 mmol/L胁迫下，索菲亚的可溶性蛋白质含量最高，其次是劲翔。分别在40 mmol/L、80 mmol/L以及120 mmol/L NaCl溶液处理下的番茄品种夏朗的可溶性蛋白含量均超过对照组。

2.2.5 不同浓度的NaCl溶液对不同番茄品种的POD活性的影响

表8表明，随NaCl处理溶液浓度的升高，各番茄品种的POD活性有明显的变化，在120 mmol/L胁迫下，参与试验的番茄的POD活性均低于对照组，占番茄总数的100%。

2.2.6 不同浓度的NaCl溶液对不同番茄品种的SOD活性的影响

表9表明，随NaCl处理溶液浓度的升高，各番茄品种的SOD活性有明显变化，在120 mmol/L胁迫下，供试验的20种番茄，有11种番茄的SOD活性高于对照组，占试验番茄总数的55%，其中，爱美特、夏朗、圣菲等7个品种的番茄在120 mmol/L NaCl溶液处理下的SOD活性高于对照组、40 mmol/L和80 mmol/L胁迫下的活性。

2.2.7 不同浓度的NaCl溶液对不同番茄品种的CAT活性的影响

表10表明，随NaCl处理溶液浓度的升高，各番茄品种的相对CAT活性均有不同程度的变化。在120 mmol/L胁迫下，夏朗、福美来、粉佳丽、紫罗兰和瑞丽5个品种的CAT活性均高于对照组、40 mmol/L和80 mmol/L NaCL溶液处理过的番茄，占番茄总数的25%。

表4、5、6、7、8、9、10列出了20个番茄品种在不同浓度NaCl溶液处理下各指标的含量，由此可看出在不同浓度处理下除可溶性蛋白质和POD活性外，各项指标的相对值都有明显的上升或下降。各项指标中株高和茎粗、POD活性、SOD活性和CAT活性等5项指标数值越高，表示番茄耐盐性越强，而相对丙二醛含量、相对脯氨酸含量、相对电解质外渗率、相对可溶性蛋白质含量等4项指标数值越高表示耐盐性越弱。各项指标中变异系数越大越能体现番茄耐盐性的差异，当浓度为120 mmol/L时，变异系数由大到小的顺序是丙二醛含量>脯氨酸含量>SOD活性>POD活性>CAT活性>电解质渗透率>株高>茎粗>可溶性蛋白质含量，其中丙二醛活性的变异系数最高，为1.05，可溶性蛋白质含量的变异系数最低，仅为0.12。

由图2可以看出，当聚类分析欧式距离达到289.2时，可将20个番茄品种分成3类，耐盐性强的有3个番茄品种，分别是爱美特、凌派、宝迪，耐盐性弱的有4个番茄品种，分别是卡西欧、紫罗兰、富康、粉桃，其余品种为耐盐性一般。

3 结论与讨论

不同浓度NaCl溶液处理下，相对株高和相对茎粗两项指标表明，低浓度（40 mmol/L）的NaCl溶液处理对番茄生长有促进作用，随溶液浓度升高，促进作用逐渐降低，到120 mmol/L时表现出抑制生长，与前人研究结果相似[12-16]。

植物體内的抗氧化酶（SOD、POD）可以消除盐胁迫下产生的活性氧，维持细胞膜稳定，在机体抗氧化平衡中起到关键作用[17]，SOD、POD的活性高低，可以反映逆境对植物的损害程度，可作为衡量番茄抗盐性的重要指标。NaCl处理溶液浓度的升高，各番茄品种的相对POT活性有不同程度的升高，在120 mmol/L胁迫下，相对POD活性最高的是爱美特，为191.30%。相对SOD活性没有明显变化，但品种间SOD活性有明显差异。说明抗盐性较强的番茄品种可以通过增加体内SOD、POD活性，减少活性氧对细胞膜的损害，保持植物正常的生理代谢，从而适应盐胁迫。

在盐胁迫下，植物自身会在体内积累各类有机物质来降低渗透势，以提高细胞液渗透压[18]，盐胁迫下耐盐性强的品种能够通过协调体内各种生理生化反应来抵御盐胁迫对植株的伤害，耐盐性弱的品种则协调能力相对较弱。盐胁迫下番茄的细胞膜受到损害，电解质外渗率可以衡量膜的受损程度，电解质外渗率越高，膜受损程度越大[19]。丙二醛是细胞膜脂氧化降解产物，其含量可以反映盐胁迫下细胞膜受损程度[20]。脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白质的含量及电解质外渗率4项指标，都可以作为评判番茄耐盐性的重要指标，本试验测得的相对电解质外渗率、脯氨酸含量、丙二醛含量等随盐溶液浓度升高均有明显变化，而3个浓度处理下的可溶性蛋白质含量几乎没有明显变化，这与许立志等[4]在以100 mmol/L溶液处理下进行的番茄耐盐性研究所测得可溶性蛋白质含量的结果相似，同时在本试验中当NaCl溶液的浓度达到120 mmol/L时才有少数几个品种表现为生长抑制明显，而常尚连等[2]采用150～250 mmol/L的浓度处理后生长抑制效果更明显，因此在以后的研究中可考虑增加浓度以及增加梯度数量的设置。同时，对本试验所得结果为耐盐性一般的番茄品种有待进一步筛选。

除去溶液浓度设置在本试验中对研究结果的影响，研究结果中随着浓度升高，相对株高、相对茎粗、相对可溶性蛋白质含量、相对活性等4个指标数据的变异系数变化不大，对耐盐性筛选的贡献率不高，而杨凤军等[11]以浓度为100 mmol/L的溶液进行番茄耐盐性研究中测定出的种子相对发芽势和相对发芽率两项指标的变异系数均较大，对耐盐性筛选的贡献率较高，但其测定的相对展叶数及叶与根的干鲜比所得的数据对结果影响不大，可见在进行耐盐性研究时有必要对耐盐性指标进行严格筛选。

由9个指标的相对值和两次聚类分析的结果可看出，从单一指标得出的结果不尽相同，但在所测定指标的数量足够多时，试验结果趋向于稳定在少数几个品种内，因此在以后的番茄耐盐性研究中，应尽可能多地测定与耐盐性相关的各项指标，方可得出准确性较高的结果。

有研究表明野生番茄耐盐性高于栽培番茄，周琦等[3]认为导入耐盐基因可以提高番茄的耐盐性，因此在常规栽培筛选的基础上，可适当增加对组织培养[21-24]、突变体[25]、外源因子[26]对植株生长的影响以及通过导入基因来的研究比较番茄的耐盐性。同时，通过构建人工miRNA表达载体进行遗传转化，也将成为培育抗盐胁迫的转基因植物的新途径[27]。

对变异系数大于10%的各项指标测得数值进行聚类分析，由两个形态指标得到的结果表明：耐盐性强的有5个品种，分别是福美来、卡西欧、凌派、索菲亚、奥菲斯;耐盐性弱的有2个品种，为夏朗、紫罗兰。其他品种为耐盐性一般。通过9项指标聚类分析结果显示：耐盐性强的有3个番茄品种，分别是爱美特、凌派、宝迪;耐盐性弱的有4个番茄品种，分别是卡西欧、紫罗兰、富康、粉桃，其他品种为耐盐性一般。

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