海水胁迫下黄秋葵种质资源苗期耐盐性鉴定及综合评价

戴志刚，康泽培，谢冬微，刘 畅，刘 岩，孙 健

(1.中国农业科学院麻类研究所，湖南 长沙 410205； 2.南通大学生命科学学院，江苏 南通 226019)

fuzzy comprehensive evaluation

全世界范围内广泛分布着盐渍化土地，是制约农业生产可持续发展的重要逆境因素。土壤的盐渍化限制了作物的生长、发育和产量品质的形成，重度盐渍化土壤甚至导致作物无法正常生长或种植利用[1]。中国盐渍化土地总面积超过1亿hm2，主要分布在东部沿海地区、华北、西北、东北等内陆干旱、半干旱地区，且面积有逐年增加的趋势[2-3]。通过筛选、引种和培育新的耐盐植物材料，使其适应盐渍土环境，是对盐渍化土地进行改良和利用的有效方法[4]。

黄秋葵(AbelmoschusesculentusL. Moench)，又称秋葵、咖啡葵、羊角豆、补肾草，果实中富含类黄酮、多糖、脂肪酸、维生素、矿质元素和多种氨基酸等功能营养保健成分，是老幼皆宜的蔬菜[5]。目前，关于黄秋葵的研究主要集中在营养成分分析和高产栽培技术等方面，而关于耐盐性，特别是耐盐材料筛选的研究相对较少。刘雅辉等[6]研究认为，黄秋葵具有较强的耐盐性，适宜在轻、中度盐渍土地区种植。王永慧等[7]采用NaCl胁迫对24个黄秋葵品种进行耐盐性筛选，通过盐害率的隶属函数值综合评价，筛选出耐盐性最强的品种“超级五角”。本研究以不同来源的100份黄秋葵种质资源为材料，分析黄秋葵苗期部分耐盐相关性状在海水胁迫下的变化规律，采用隶属函数法对黄秋葵种质资源的耐盐性进行鉴定和综合评价，为耐盐黄秋葵新品种选育及沿海滩涂地区盐渍土地的开发利用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

100份黄秋葵种质资源由国家科技资源共享服务平台国家作物种质资源库(蔬菜花卉分库、麻类分库)和福建省农业科学院亚热带农业研究所提供。本试验材料的编号及来源详见表1。

1.2 试验设计

将黄秋葵种子用3%的次氯酸钠消毒10 min，用蒸馏水冲洗3次。用规格为52 cm×26 cm×10 cm的育苗盘育苗，每个育苗盘含50穴，共10排，每排5穴，穴的规格为5 cm×5 cm。育苗盘内装满营养土，将每份黄秋葵材料分两份播种，一份为海水处理，一份为对照。每份材料每个处理播种5穴，每穴3粒种子，3次重复。

黄秋葵幼苗在温室内培养，待子叶展平后进行间苗，每穴留1棵苗。苗长至两叶一心时进行海水处理。海水取自江苏省南通市东灶港镇，盐度为3.12%。用自来水将海水稀释为50%浓度，向育苗盘底座内浇灌，每隔1 d浇一次，每次浇500 mL，对照浇灌自来水。

于处理的第20天进行性状测定。苗高、叶长、叶宽、叶柄长、茎粗按照《黄秋葵种质资源描述规范和数据标准》[8]进行，叶绿素含量采用SPAD-502型叶绿素仪测定。每份材料测定育苗盘每排中间的3棵苗。

表1 供试黄秋葵种质资源的编号及来源Table 1 The numbers and sources of okra germplasm resources

1.3 数据处理与统计分析

采用相对性状值反映海水胁迫对各指标的影响，相对性状值(%)=(处理值/对照值)×100%。采用模糊综合评价法[9-10]对海水胁迫下黄秋葵各项指标进行分析，进而对黄秋葵种质资源的耐盐性进行综合评价。首先计算各个指标在海水处理下的盐害率，盐害率(%)=[(对照值-处理值)/对照值]×100%。盐害率反映的是海水处理下某一指标与对照相比遭受胁迫的程度，盐害率越小说明该材料受海水盐胁迫的影响越轻。然后计算出每个指标盐害率的隶属函数值，公式为：

Xi=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)，

其中，Xi为黄秋葵某材料i指标的隶属函数值，X为该材料i指标的测定值，Xmax为所有材料i指标的最大值，Xmin为最小值。

将各材料不同指标盐害率的隶属值累加后求平均值，即为该材料海水胁迫的总隶属函数值，总隶属函数值越小表明其耐盐性越强。

表2 100份黄秋葵种质资源在海水胁迫和正常条件下幼苗的生长情况Table 2 Seedling growth of 100 okra germplasm resources under seawater stress and normal conditions

表3 海水胁迫下黄秋葵各相对性状的相关系数Table 3 Correlation coefficients of relative traits under seawater stress in okra

用Microsoft Excel 2019软件进行数据整理，SPSS 21.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 海水胁迫对黄秋葵种质资源耐盐相关性状的影响

海水胁迫下，100份黄秋葵种质资源耐盐相关性状的变化规律如表2所示。各性状在海水胁迫后均有不同程度的下降，苗高平均值降低了3.54 cm，叶长降低了0.40 cm，叶柄长降低了0.29 cm，茎粗降低了0.32 cm，叶绿素SPAD值降低了4.38。相对性状平均值排序为苗高<叶柄长<叶绿素含量<叶长<叶宽<茎粗，可见海水胁迫对苗高的影响较大，对叶宽和茎粗的影响相对较小。100份黄秋葵种质资源经海水胁迫后的各性状值存在广泛的变异，变异系数为15.15%～27.52%，说明海水胁迫对不同基因型黄秋葵的影响存在广泛的差异。

2.2 海水胁迫下黄秋葵各耐盐性状的相关分析

对海水胁迫下黄秋葵6个耐盐相关性状进行相关分析，结果(表3)表明，相对苗高与相对叶长、相对叶宽、相对叶柄长呈极显著正相关，与相对茎粗呈显著正相关，与相对叶绿素含量呈负相关，但相关性不显著。相对叶长与相对叶宽、相对叶柄长呈极显著正相关，与相对茎粗和相对叶绿素含量呈正相关，但相关性不显著。相对叶宽与相对叶柄长和相对茎粗呈显著正相关，与相对叶绿素含量呈正相关，但相关性不显著。相对叶柄长与相对茎粗呈极显著正相关，与相对叶绿素含量呈显著负相关。相对茎粗与相对叶绿素含量呈正相关，但相关性不显著。

2.3 黄秋葵耐盐性的综合评价

通过模糊隶属函数法对100份黄秋葵种质资源在海水胁迫下的耐盐性进行综合评价，总隶属函数值按从小到大的顺序进行排列，结果(表4)显示，OG 36、OG 39、OG 43、OG 60、OG 11、OG 10、OG 4、OG 62、OG 86、OG 53的总隶属函数值排在前十位，为耐盐品种。OG 72、OG 24、OG 34、OG 50、OG 46、OG 49、OG 61、OG 70、OG 87、OG 13的总隶属函数值排在后十位，为不耐盐品种。OG 36、OG 60、OG 11和OG 10的总隶属函数值小于0.3，将它们归为极耐盐品种；OG 70、OG 87和OG 13的总隶属函数值大于0.9，将它们归为盐敏感品种。

表4 海水胁迫下黄秋葵种质资源各指标盐害率的隶属函数值及耐盐顺序Table 4 Membership function values of salt damage rate and salt-tolerant rankings of okra germplasm resources under seawater stress

表4(续)

表5 海水胁迫下黄秋葵种质资源各指标隶属函数值的相关系数Table 5 Correlation coefficients of membership function values of okra germplasm resources under seawater stress

对各性状隶属函数值及总隶属函数值进行相关分析，结果(表5)显示，各性状隶属函数值之间均呈正相关，除茎粗和叶宽、叶柄长和叶绿素含量之外，均达到显著或极显著水平。各性状隶属函数值与总隶属函数值均表现为极显著正相关，苗高、叶长、叶宽、叶柄长、茎粗、叶绿素隶属函数值与总隶属函数值的相关系数分别为0.730 6、0.672 1、0.664 9、0.609 4、0.607 6和0.558 2，相关系数最高的为苗高，最低的为叶绿素。因此，可用苗高作为黄秋葵海水胁迫耐盐性筛选的一个重要指标。

3 结论与讨论

盐渍土分为盐土、碱土和盐碱土，分布范围十分广泛，是影响作物产量和品质的主要非生物逆境因素。中国有漫长的海岸线，沿海滩涂盐渍土壤主要为盐土，盐海盐土的最大特点是土壤和地下水的盐分组成与海水一致[9]。以往用NaCl或Na2CO3模拟盐胁迫来研究沿海滩涂盐渍土对作物的影响与实际有一定的差距[11]。本研究采用海水浇灌处理黄秋葵幼苗，可有效地模拟盐海盐渍土，为沿海地区黄秋葵耐盐性筛选和耐盐机理研究提供依据。

盐害会对植物造成多方面的影响，植物的耐盐性涉及多个性状指标，仅采用一个指标评价其耐盐性会有一定的片面性，不能全面客观地反映植物的耐盐性。因此，在进行植物种质资源耐盐性鉴定评价时，应对多个性状进行综合分析，才能更加客观真实地反映其耐盐能力[12-13]。模糊综合评价是一种基于模糊数学的综合评价方法，是根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，用模糊数学对多个耐盐性指标进行综合分析，进而做出种质资源总体耐盐性大小的评价[10]。采用模糊综合评价法，吴纪中等[11]对小麦种质资源进行了人工海水胁迫下的耐盐性鉴定，发现小麦种质资源的芽期耐盐性依次为地方品种>育成品种>国外引进品种。张涛等[14]从100份辣椒种质资源中筛选出10个耐盐性种质和10个不耐盐种质。韩飞等[15]在63份谷子种质资源中筛选出5份耐盐谷子品种。徐晓雪等[16]筛选出龙米粱1号和锦杂106两个高粱品种具有较强的耐盐性。本研究通过测定黄秋葵的苗高、叶长、叶宽、叶柄长、茎粗、叶绿素含量，比较这些性状在海水胁迫和对照间的差异，采用模糊综合评价法，对100份黄秋葵种质资源在海水胁迫下的耐盐性进行排序，筛选出极耐盐种质4份，盐敏感种质3份，为黄秋葵耐盐育种提供了材料基础。

对植物耐盐性进行筛选鉴定，需要多个指标来综合反映，但也需要筛选出具有代表性的耐盐性指标来快速初步反映其耐盐性。姜静涵等[17]筛选出叶片失绿萎蔫程度、叶片SPAD值以及叶片Na+含量等3个指标，可定性和定量地鉴定大豆苗期耐盐性。姚金晓等[18]筛选出根长的盐害系数可以作为冬瓜苗期的耐盐性鉴定指标。彭振等[19]认为，最大光化学效率(Fv/Fm)可以作为鉴定陆地棉苗期耐盐性的关键指标。在黄秋葵耐盐性指标研究中，王永慧等[20]研究表明，MDA、K+含量、K+/Na+三个指标较好地反映了黄秋葵的耐盐性，可作为黄秋葵幼苗期耐盐性的鉴定指标，而发芽势盐害率、发芽指数盐害率和苗鲜重盐害率可作为萌发期耐盐性的鉴定指标[7]。刘雅辉等[6]筛选得到地上干物质重为黄秋葵的重要耐盐指标。本研究采用苗高、叶长、叶宽、叶柄长、茎粗、叶绿素含量作为海水胁迫下黄秋葵耐盐性鉴定的指标，测定方法简单，用直尺、游标卡尺和简单的仪器即可测定，与以上研究相比，更加方便多样本、群体类材料的耐盐性鉴定。对各性状指标的隶属函数值与总隶属函数值进行相关分析，结果表明，苗高与总隶属函数值的相关系数明显高于其他性状与总隶属函数值的相关系数。因此，可用苗高作为黄秋葵海水胁迫耐盐性筛选的一个重要指标，来进行大规模快速的耐盐性初步筛选。