高油酸花生品种(系)耐碱性评价

鲁成凯，卢家毅，宋晓峰，董晓娜，于田利，付春，任建军，于复欣，乔利仙

(1. 潍坊市农业科学院，山东潍坊 261071；2. 东营青农大盐碱地高效农业技术产业研究院，山东东营 257091)

我国现有盐渍化及次生盐渍化耕地达4 ×107hm2以上，约占我国耕地面积的10%[1]，为此，开发利用盐碱地是提高我国农业生产能力和改善环境的重要途径。 通过提高农作物的耐盐碱性、增加盐碱地农作物产量是开发利用盐碱地的重要手段之一。

花生是世界上重要的油料作物之一，也是我国重要的经济作物和油料作物，在国民经济和人民生活中占有重要地位[2]。 高油酸花生是指油酸含量占总脂肪酸量较高的花生，具有营养价值高、保质期长等特点。 随着人们生活水平的提高和膳食结构的改善，高油酸花生及其制品逐渐受到市场的青睐，该项产业的发展越来越受到重视[3-4]。 目前，我国花生育种主要以高油酸花生新品种选育为主。 因此，筛选耐盐碱的高油酸花生品种对扩大花生种植面积、提高盐碱地利用率和保障我国花生产业的健康、可持续发展具有重要意义。

目前，花生耐盐碱研究已有一些报道[5-9]。对花生品种(系)萌发期耐盐性的鉴定表明，盐胁迫对花生种子萌发具有显著的抑制作用[10]。 慈敦伟等[11]利用盆栽试验研究发现，在高盐胁迫下不同类型花生种子萌发期和苗期指标差异显著。也有研究者对花生全生育期的耐盐能力进行过评价[12]。 田家明等[13]研究表明，盐碱胁迫会抑制花生主茎和侧枝生长，降低净光合速率、叶面积指数和叶片SPAD 值。 在花生萌发期耐盐碱综合评价及耐盐碱品种筛选研究中，大部分研究集中在NaCl 胁迫上，缺少碱胁迫的相关研究[14-16]。

本研究选用8 个高油酸花生品种(系)，通过测定其萌发期种子活力指标对其耐碱性进行综合评价，旨在为筛选耐盐碱品种、开展高油酸花生耐盐碱育种和相关研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为青岛农业大学选育的8 个高油酸花生品种(系):宇花18、宇花32、宇花33、宇花61、宇花91、宇花169、宇花208、宇花625。

1.2 试验设计及方法

碱胁迫液由分析纯NaHCO3配制。 共设6 个处理，分别为清水对照(0.0)、0.1% NaHCO3、0.2% NaHCO3、0. 3% NaHCO3、0.4% NaHCO3、0.5% NaHCO3。 每个处理分别选取均匀饱满的花生籽仁20 粒，75%乙醇消毒1 min 后用去离子水冲洗3 次，每次冲洗1 min。 将消毒后的种子分别置于带盖的发芽盒中，加入30 mL 相应试验设计浓度的NaHCO3溶液，每处理重复3 次。 将发芽盒置于光照培养箱内，在26 ℃、黑暗条件下培养7 天。 为确保碱胁迫浓度的相对稳定，发芽期间每2 天更换一次碱胁迫液，对照同期更换清水。

1.3 测定指标及方法

调查不同浓度碱胁迫下花生种子的发芽势、发芽率，按下列公式计算不同品种(系)的发芽指数、相对发芽势(率、指数) 。 以相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数为指标分析不同花生品种(系) 的耐碱能力。

发芽势(%)＝发芽第3 天正常发芽粒数/供试种子数×100 ；

发芽率(%)＝发芽第7 天正常发芽粒数/供试种子数×100 ；

发芽指数＝∑每天正常发芽的种子数/相对应的天数；

相对发芽势(率、指数)＝处理发芽势(率、指数) /对照发芽势(率、指数) ×100%。

参照姜慧芳等[17]编写的《花生种质资源描述规范和数据标准》进行碱害率的计算和耐碱性分级。

碱害率(%)＝(对照发芽率-处理发芽率)/对照发芽率×100 。

表1 花生碱害等级及耐碱标准划分

1.4 数据分析

采用Duncan’s 法对不同浓度NaHCO3胁迫下种子发芽指标进行多重比较。 为确保方差分析的同质性，对数据进行反正弦转换。 所采集的数据用Microsoft Excel、SPSS 19.0 软件进行处理和统计分析。

为了更好地综合评价不同品种之间的耐碱性差异，参考陈新等[18]研究中的隶属函数法进行分析。 隶属函数值公式如下:

式(1)中，Uij为i 品种(系)基于鉴定指标j 的隶属函数值，Xij为i 品种(系)的j 指标值，Ximin、Ximax分别为j 指标的最小值和最大值；式(2)中，Vj是标准差系数，n 是品种(系)数量；式(3)中，Wj是归一化后各个耐碱指标的权重系数；式(4)中，Di是i 品种(系)耐碱性综合评价值，m 是评价指标数。 D 值越大，综合耐碱性越好[19]。

2 结果与分析

2.1 不同浓度NaHCO3胁迫对花生种子发芽势的影响

碱胁迫对8 个高油酸花生品种(系)发芽势都产生明显抑制作用，不同品种(系)发芽势变化趋势一致，均随碱浓度增加而下降(图1)。

图1 不同浓度碱胁迫对花生种子发芽势的影响

对照条件下，8 个品种(系)发芽势平均值为38.04%，0.1%～0.5% NaHCO3胁迫下分别降低至25.21%、20.96%、17.29%、12.46%、6.79%，0.4%和0.5% NaHCO3胁迫下降幅最大。 不同浓度碱胁迫下各品种(系)发芽势的降幅存在差异，其中宇花32 降幅最大，为100.00%；宇花208 降幅最小，为70.43%。 表明碱胁迫对高油酸花生种子发芽势有明显的抑制作用，这种抑制作用随着碱胁迫浓度的增加而增强，且不同品种(系)发芽势受碱胁迫抑制的程度不同。

2.2 不同浓度NaHCO3胁迫对花生种子发芽率的影响

不同高油酸花生品种(系)种子发芽率随碱浓度增加均呈逐渐下降趋势(图2)。 不同浓度NaHCO3胁迫下，发芽率总体均表现为宇花33 最高，宇花32 最低；宇花32 对照的发芽率仅为45.00%，这可能是种子质量不好造成的。 0.1%NaHCO3胁迫下，8 个高油酸花生品种(系)发芽率表现为宇花33＞宇花18＞宇花208＞宇花169＞宇花61＞宇花91＞宇花625＞宇花32，与对照组表现一致；NaHCO3浓度增加到0.3%及以上时，8 个花生品种(系)发芽率高低顺序发生改变，0.3%NaHCO3胁迫下表现为宇花33＞宇花208、宇花61＞宇花18＞宇花169＞宇花91＞宇花625＞宇花32，0.4%浓度下表现为宇花33＞宇花61＞宇花18＞宇花208＞宇花91 ＞宇花169 ＞宇花625 ＞宇花32，0.5%浓度下表现为宇花33＞宇花91＞宇花61＞宇花18、宇花208＞宇花169＞宇花625＞宇花32。 说明较低浓度碱胁迫下，8 个高油酸花生品种(系)种子发芽率受抑制程度相近；较高浓度碱胁迫下花生种子发芽率受抑制程度发生明显变化。

图2 不同浓度碱胁迫对花生种子发芽率的影响

2.3 不同浓度NaHCO3胁迫对花生种子发芽指数的影响

由图3 可知，8 个供试品种(系)的发芽指数随着碱胁迫浓度增加整体均呈下降趋势。 宇花625、宇花91、宇花169 发芽指数受碱胁迫的影响较大，发芽指数降幅较大，0.5% NaHCO3胁迫下这3 个品种(系)的发芽指数均低于10%；宇花33 受碱胁迫程度最小，较对照组下降幅度较小；0.5%NaHCO3胁迫下其发芽指数最高，宇花208、宇花61 和宇花18 受影响较小，0.5% NaHCO3胁迫下发芽指数较宇花33 略低；宇花32 对照的发芽指数仅为12.72%，这可能与其种子质量有关。

图3 不同浓度碱胁迫对花生种子发芽指数的影响

2.4 不同浓度NaHCO3胁迫对花生碱害率的影响

从图4 可以看出，随NaHCO3浓度增加，供试花生品种(系)碱害率整体均呈上升趋势，不同品种(系)间变化趋势存在差异。 NaHCO3浓度为0.2%时，宇花32 和宇花625 的碱害率已超过60%，宇花91 的碱害率高于40%，其他5 个品种的碱害率均低于40%。 0.4% NaHCO3胁迫下宇花33 和宇花61 的碱害率低于40%，其中宇花33 的碱害率低于20%；碱害率在40%～60%之间的为宇花18 和宇花208；碱害率高于60%的有4 个品种(系)，宇花625 碱害率最高，为76. 81%。NaHCO3浓度达到0.5%时，碱害率低于40%的只有宇花33；碱害率在60%～80%之间的有3 个品种(系)；高于80%的有4 个品种(系)，分别为宇花32、宇花169、宇花91 和宇花625。

图4 不同浓度碱胁迫对花生碱害率的影响

2.5 不同浓度NaHCO3胁迫下的花生碱害等级

根据碱害率结果得出不同浓度NaHCO3胁迫下各品种的碱害等级。 如表2 所示，0. 1%NaHCO3胁迫下，宇花32 的碱害等级表现为3 级，宇花91 和宇花625 均表现为2 级，其他5 个品种(系)均表现为1 级。 随着NaHCO3浓度升高，供试品种(系)的碱害等级均呈升高趋势。 宇花33表现最稳定，在0.5% NaHCO3胁迫下，碱害等级仅为2 级；宇花32、宇花91、宇花169 和宇花625表现最差，碱害等级均达到5 级。

2.6 不同高油酸花生品种(系)萌发期耐碱性评价的最适碱浓度

随着NaHCO3浓度增加，供试品种(系)的相对发芽势(率、指数)均表现为下降趋势，不同品种(系)间降幅不同，各品种(系)间相对发芽势(率、指数) 差异也不同。 宇花208 在0.3%、0.4%、0.5% NaHCO3胁迫下的相对发芽势均最高，且0.5% NaHCO3胁迫下与其他7 个品种(系)差异显著。 不同浓度NaHCO3胁迫下宇花33 的相对发芽率和相对发芽指数均表现最好，与其他7 个品种(系)差异显著。 宇花32 和宇花625 的相对发芽势(率)表现较差(表3～表5)。

表3 不同浓度碱胁迫下各花生品种(系)的相对发芽势 %

表4 不同浓度碱胁迫下各花生品种(系)的相对发芽率 %

8 个供试品种(系)的相对发芽率平均值，0.4%、0.5% NaHCO3胁迫处理与其他处理差异显著；相对发芽势平均值不同浓度NaHCO3胁迫处理间差异显著；相对发芽指数平均值，0.5%NaHCO3胁迫处理与其他浓度处理差异显著(表6)。

表6 不同浓度碱胁迫下的相对发芽指标均值 %

综合不同浓度NaHCO3胁迫下8 个品种(系)的相对发芽势(率、指数)及其平均值差异性分析得出，本试验所设碱胁迫浓度梯度下，0.5%为鉴定高油酸花生品种(系)萌发期耐碱性的最适NaHCO3浓度。

2.7 不同高油酸花生品种(系)萌发期耐碱性综合评价

采用隶属函数法分析0.5% NaHCO3胁迫下8个供试高油酸花生品种(系)种子相对发芽率(势、指数)和碱害率4 个指标的隶属函数值，对8个花生品种(系)进行耐碱性综合评价(表7)。0.5% NaHCO3胁迫下宇花33 的综合隶属函数值(D 值)最高(0.77)，表明其耐碱性最强；宇花32的D 值最低(0.14)，耐碱性最弱。 8 个供试高油酸花生品种(系)耐碱性由高到低排序为:宇花33＞宇花208 ＞宇花61 ＞宇花18 ＞宇花91 ＞宇花625＞宇花169＞宇花32。

表7 0.5% NaHCO3胁迫下供试品种(系)各指标隶属函数值及综合评价结果

3 讨论与结论

花生是中度耐盐碱作物，开展花生耐盐碱研究、培育耐盐碱花生品种，对提高盐碱地区花生产量、增加油脂供给具有重要意义[5-6]。 成苗率是决定花生产量的重要因素[3，20]，萌发期种子活力是决定花生成苗率的关键因素。 花生种子在萌发期可以敏锐感知外界环境，是花生对盐碱胁迫响应最为敏感的时期[21-25]。 发芽势、发芽率、发芽指数是评价种子发芽的重要指标，反映种子发芽速度、发芽整齐度和幼苗健壮的潜势[26]。 本研究系统分析了不同浓度NaHCO3胁迫下8 个高油酸花生品种(系)发芽率、发芽势、发芽指数和碱害率的变化趋势，表明随着NaHCO3浓度增加，各品种(系)的发芽率、发芽势和发芽指数均呈下降趋势，碱害率呈上升趋势，碱害等级逐渐升高。 说明NaHCO3胁迫能抑制高油酸花生种子的萌发，浓度越高抑制性越强。

不同高油酸花生品种(系)发芽率、发芽势、发芽指数的高低不仅受品种(系)间耐碱性差异的影响，还受种子自身活力的影响。 因此，仅以发芽势(率、指数)的绝对值为指标不能真实反映品种(系)的耐碱性强弱。 相对发芽势(率、指数)是各处理发芽势(率、指数)与对照的比值，比发芽势(率、指数)绝对值更能反映品种(系)间的耐碱性差异。 本研究表明，随着NaHCO3浓度增加，供试品种(系)的相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数表现为下降趋势，不同品种(系)间下降趋势不同；不同浓度NaHCO3胁迫下供试品种(系)的相对发芽势(率、指数)差异均达显著水平。0.5% NaHCO3胁迫下8 个供试品种(系)的相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数平均值与其他4 个浓度胁迫处理差异显著。 综合不同浓度NaHCO3胁迫下不同品种(系)的相对发芽势(率、指数)及其平均值的差异性分析结果认为，本研究所设碱胁迫浓度梯度下，0.5%为评价高油酸花生品种(系)萌发期耐碱性的最适浓度。

作物的耐盐碱性是受许多形态、解剖和生理生化特性控制的复合性状，仅对某一指标进行评价无法真正反映作物的耐盐碱水平，需要对多个指标进行综合评价[27-28]。 模糊数学隶属函数法是对多个指标进行综合评价的常用方法。 本研究以0.5% NaHCO3胁迫为筛选条件，用相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数和碱害率4 个指标对8 个供试高油酸花生品种(系)进行耐碱能力综合评价，通过分析隶属函数综合评价值得出，8个供试高油酸花生品种(系)的耐碱性由高到低排序为:宇花33＞宇花208＞宇花61＞宇花18＞宇花91＞宇花625＞宇花169＞宇花32。