， ， (.新疆兵團(tuán)第一師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 新疆 阿拉爾 843300；.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院， 新疆 阿拉爾 843300)

小黑麥耐鹽種質(zhì)資源的篩選

張榮慶1，陳慧2，王瑞清2
(1.新疆兵團(tuán)第一師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 新疆 阿拉爾 843300；2.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院， 新疆 阿拉爾 843300)

利用200 mmol/L NaCl溶液對(duì)來(lái)源于石河子大學(xué)麥類作物研究所的47個(gè)春性六倍體小黑麥進(jìn)行處理，以期獲得耐鹽性較好的小黑麥種質(zhì)資源。采用室內(nèi)種子萌發(fā)試驗(yàn)，研究了47個(gè)不同品種(系)小黑麥在200 mmol/L NaCl溶液處理下種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)變化。結(jié)果表明：不同品種的小黑麥萌發(fā)性狀有著極顯著差異，具有豐富的多樣性。將47份材料根據(jù)其鹽害指數(shù)分為五級(jí)，其中1級(jí)5份，2級(jí)7份，3級(jí)11份，4級(jí)14份，5級(jí)10份。H 11-2的鹽害指數(shù)最低，耐鹽性最好；HJ 10-40的鹽害指數(shù)最高，耐鹽性最差。

小黑麥； 耐鹽性； 種質(zhì)資源； 篩選

種質(zhì)資源又稱遺傳資源。種質(zhì)系指農(nóng)作物親代傳遞給子代的遺傳物質(zhì)，它往往存在于特定品種之中。如古老的地方品種、新培育的推廣品種、重要的遺傳材料以及野生近緣植物等。

小黑麥?zhǔn)怯尚←満秃邴溄?jīng)過(guò)屬間雜交,應(yīng)用染色體工程育種方法人工培育的新物種。它既保持了小麥的優(yōu)良品質(zhì)和豐產(chǎn)性,又結(jié)合了黑麥的抗病性和繁茂性,同時(shí)還具備蛋白質(zhì)和賴氨酸含量高于雙親的特性[1]。小黑麥的耐鹽堿性及其生物改良鹽堿地的作用日益受到關(guān)注。土地鹽漬化是嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要因素。土壤鹽漬化會(huì)造成土壤溶液的滲透壓增大，土體通氣性、透水性變差，養(yǎng)分有效性降低，植物不能正常生長(zhǎng)，使得地表植被群落退化。因此，土壤鹽漬化成為許多生態(tài)學(xué)家研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題[2-4]。培育耐鹽堿的植物品種是改良和利用鹽堿地資源比較經(jīng)濟(jì)、有效的措施之一,它對(duì)鹽堿地區(qū)盡快建立合理的地貌結(jié)構(gòu),加速抑鹽脫鹽進(jìn)程,提高作物產(chǎn)量都具有重要意義,可能是長(zhǎng)遠(yuǎn)而有效地利用鹽漬化土壤資源的一條根本途徑[5]。

小黑麥耐鹽種質(zhì)資源的篩選在國(guó)內(nèi)起步較晚。王白羽等[3]以耐鹽脅迫性能具有差異的六倍體小黑麥材料為對(duì)象，通過(guò)cDAN-AFLP技術(shù)篩選在鹽脅迫下差異表達(dá)的基因片段,進(jìn)而利用RACE技術(shù)克隆其DNA全長(zhǎng),并對(duì)其功能進(jìn)行檢驗(yàn)，旨在為小黑麥耐鹽基因工程育種提供候選基因，同時(shí)為從分子水平上理解小黑麥的耐鹽機(jī)理提供理論依據(jù)。任麗彤等[6]為了解不同基因型小黑麥萌發(fā)期的耐鹽能力，以87份小黑麥品種(系)為材料，分析了不同濃度NaCl溶液(100～250 mmol/L)處理后小黑麥種子萌發(fā)的變化，結(jié)果表明，200～250 mmol/L NaCl對(duì)小黑麥種子萌發(fā)影響顯著。在200 mmol/L NaCl脅迫下，可以鑒別不同小黑麥材料的耐鹽性差異。利用200 mmol/L NaCl脅迫下的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及幼苗干重的耐鹽系數(shù)進(jìn)行聚類分析，87份材料中，耐鹽性較強(qiáng)的材料有32份，中間型有14份，鹽敏感型41份。這些試驗(yàn)對(duì)小黑麥耐鹽種質(zhì)資源的篩選起到重大作用。

本研究采用47個(gè)小黑麥材料，探討一定濃度鹽脅迫對(duì)各品種(系)萌發(fā)的影響，旨在為新疆麥區(qū)小黑麥的推廣奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)材料來(lái)源于石河子大學(xué)麥類作物研究所(材料編號(hào)與名稱見(jiàn)表1)，均為春性六倍體小黑麥，材料名稱為石河子大學(xué)麥類作物研究所命名，無(wú)改動(dòng)。

1.2 方法與測(cè)定指標(biāo)

1.2.1 方 法

稱量NaCl(分析純)固體，用蒸餾水配置成200 mmol/L的NaCl溶液，清水(蒸餾水)作為對(duì)照(ck)。選擇健康飽滿的小黑麥種子，用0.4%的高錳酸鉀處理5 min，然后用自來(lái)水沖洗3遍，用蒸餾水沖洗2遍，再用200 mmol/L的NaCl溶液浸種2 h備用。試驗(yàn)用的培養(yǎng)皿、鑷子、剪刀、濾紙等器具均用75%的酒精進(jìn)行消毒。單因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。發(fā)芽床為紙床，每個(gè)發(fā)芽床準(zhǔn)備50粒種子，然后將種子均勻放入干凈并墊有4層濾紙的培養(yǎng)皿中，濾紙事先要用相應(yīng)濃度的鹽溶液浸透，再將培養(yǎng)皿置于25 ℃恒溫光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)期間每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù)，以便計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及其它指標(biāo)；第7天對(duì)每個(gè)培養(yǎng)皿中種子的幼苗生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，測(cè)定幼苗高度、幼根長(zhǎng)度、幼根數(shù)目、幼苗干重以及幼根干重等，然后對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

表1 試驗(yàn)材料名稱及編號(hào)

編號(hào)材料名稱編號(hào)材料名稱編號(hào)材料名稱1HJ10?61710鑒133311鑒62HJ10?4318H07?134H11?13H09?21910鑒1935H11?5410鑒1620HJ10?153610鑒17510鑒921H11?43710鑒156H10?422H10?638H11鑒87H11?223HJ10?173911鑒3808鑒A24HJ10?340HJ10?40911鑒125HJ10?241H10?710H010?126H10?242H11?81111鑒132711鑒124311鑒1612HJ10?2928H11?34411鑒1413新小黑麥4號(hào)2909鑒445H08?11411鑒73011鑒114611鑒101511鑒153110鑒347H11?71610鑒63211鑒4

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)

種子萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)：胚根與種子等長(zhǎng)、胚芽長(zhǎng)度達(dá)到種子長(zhǎng)度的一半。

發(fā)芽勢(shì)：第3天發(fā)芽數(shù)占種子總數(shù)的百分?jǐn)?shù)。

發(fā)芽率：第7天發(fā)芽數(shù)占種子總數(shù)的百分?jǐn)?shù)。

發(fā)芽指數(shù)：∑(Gt/Dt)，其中，Gt為在時(shí)間Dt的種子萌發(fā)數(shù)，Dt為從萌發(fā)開(kāi)始的天數(shù)。

活力指數(shù)：種苗生長(zhǎng)量(幼苗干重)×發(fā)芽指數(shù)。

相對(duì)鹽害指數(shù)[7]：按下列公式計(jì)算；0～20.0%為1級(jí)，20.1%～40.0%為2級(jí)，40.1%～60.0%為3級(jí)，60.1%～80.0%為4級(jí)，80.1%～100.0%為5級(jí)。鹽害指數(shù)隨材料對(duì)鹽的敏感性增加而增大。

鹽害指數(shù)(%)=(對(duì)照發(fā)芽率-處理發(fā)芽率)/對(duì)照發(fā)芽率×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

對(duì)所有數(shù)據(jù)用Excel、DPS軟件進(jìn)行處理，計(jì)算最大值、最小值、平均值、極差、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、多樣性指數(shù)。不同種質(zhì)間性狀的差異用變異系數(shù)和多樣性指數(shù)表示，多樣性指數(shù)[8]的計(jì)算采用Shannon-Weaver信息指數(shù)表示，計(jì)算公式：H’=-∑PiLnPi，其中Pi為某一性狀第i個(gè)級(jí)別出現(xiàn)的概率，Ln為自然對(duì)數(shù)。多樣性指數(shù)的劃級(jí)方法如下：先計(jì)算參試材料總體平均數(shù)(μ)和總體標(biāo)準(zhǔn)差(δ)，然后劃分為10級(jí)，從第一級(jí)[xilt;(μ-2δ)]到第十級(jí)[xigt;(μ+2δ)]，每0.5δ為一級(jí)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫下小黑麥種子萌發(fā)性狀的方差分析

表2 鹽脅迫下小黑麥種子萌發(fā)性狀方差分析

性 狀平方和均方F值p值發(fā)芽勢(shì)(%)54202．271178．315．820．0001發(fā)芽率(%)94870．582062．409．330．0001發(fā)芽指數(shù)16236．03352．969．200．0001活力指數(shù)16555．31359．907．190．0001幼苗長(zhǎng)度(cm)77．411．684．700．0001幼根長(zhǎng)度(cm)125．482．732．840．0001幼根個(gè)數(shù)(個(gè))133．392．904．870．0001幼苗干重(g)0．340．0137．260．0001幼根干重(g)1．950．043638．760．0001

從方差分析結(jié)果(表2)可看出，發(fā)芽勢(shì)的F=5.82，p=0.000 1，說(shuō)明不同品種(系)的小黑麥間發(fā)芽勢(shì)有著極顯著的差異。發(fā)芽率F=9.33，p=0.000 1，說(shuō)明不同品種(系)的小黑麥間發(fā)芽率有著極顯著的差異。從表2可看出，盡管小黑麥種子萌發(fā)性狀的F值不同，但它們的p值都等于0.000 1，說(shuō)明不同品種(系)的小黑麥間的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗長(zhǎng)度、幼根長(zhǎng)度、幼根個(gè)數(shù)、幼苗干重、幼根干重都有著極顯著的差異。

表3 鹽脅迫下小黑麥種子萌發(fā)性狀表現(xiàn)

性 狀最大值最小值平均值極差標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)多樣性指數(shù) 發(fā)芽勢(shì)(%)96．00000．000020．4397296．000019．710230．961．6139 發(fā)芽率(%)100．00000．000041．4043100．000028．46530．692．0119 發(fā)芽指數(shù)46．83330．000014．243746．833311．87000．831．8672 活力指數(shù)74．84800．000010．629874．848010．54770．991．5501 幼苗長(zhǎng)度(cm)4．18210．18931．28283．99280．90540．711．8247 幼根長(zhǎng)度(cm)8．90000．00003．24778．90001．25380．391．8928 幼根個(gè)數(shù)(個(gè))6．00000．00004．19506．00001．15560．281．8304 幼苗干重(g)0．30160．01460．13780．28690．06140．451．8939 幼根干重(g)0．87880．01930．21540．85950．14580．681．4569

表4 小黑麥種子耐鹽性表現(xiàn)

編號(hào)材料名稱鹽害指數(shù)耐鹽級(jí)別編號(hào)材料名稱鹽害指數(shù)耐鹽級(jí)別編號(hào)材料名稱鹽害指數(shù)耐鹽級(jí)別1HJ10?613．51級(jí)1710鑒1329．32級(jí)3311鑒646．03級(jí)2HJ10?4344．73級(jí)18H07?167．34級(jí)34H11?174．04級(jí)3H09?243．33級(jí)1910鑒1988．05級(jí)35H11?540．73級(jí)410鑒1626．72級(jí)20HJ10?1568．74級(jí)3610鑒1726．72級(jí)510鑒923．32級(jí)21H11?463．34級(jí)3710鑒1520．01級(jí)6H10?438．02級(jí)22H10?688．05級(jí)38H11鑒894．05級(jí)7H11?24．71級(jí)23HJ10?1723．32級(jí)3911鑒340．73級(jí)808鑒A71．04級(jí)24HJ10?362．74級(jí)40HJ10?4096．05級(jí)911鑒132．72級(jí)25HJ10?275．34級(jí)41H10?778．04級(jí)10H010?183．05級(jí)26H10?270．74級(jí)42H11?886．05級(jí)1111鑒1356．03級(jí)2711鑒1250．03級(jí)4311鑒1679．34級(jí)12HJ10?2965．04級(jí)28H11?343．03級(jí)4411鑒1487．05級(jí)13新小黑麥4號(hào)48．73級(jí)2909鑒420．01級(jí)45H08?166．74級(jí)1411鑒774．04級(jí)3011鑒1117．31級(jí)4611鑒1092．75級(jí)1511鑒1554．03級(jí)3110鑒353．33級(jí)47H11?784．05級(jí)1610鑒684．75級(jí)3211鑒465．34級(jí)

2.2 鹽脅迫下小黑麥種子萌發(fā)性狀表現(xiàn)

鹽脅迫下小黑麥種子萌發(fā)性狀(表3)表明，47個(gè)小黑麥材料在9個(gè)萌發(fā)性狀上均表現(xiàn)出一定的差異，不同材料間變異系數(shù)存在較大的差異，除幼根長(zhǎng)度、幼根個(gè)數(shù)、幼苗干重的變異系數(shù)在50%以下之外，其他性狀的變異系數(shù)均在60%以上，特別是活力指數(shù)和發(fā)芽勢(shì)的變異系數(shù)達(dá)到99%和96%。其中活力指數(shù)的變異系數(shù)最大達(dá)到了99%，其觀察值變化范圍為0～74.848 0，其次是發(fā)芽勢(shì)，其變異系數(shù)為96%，觀察值變化范圍為0～96，再就是發(fā)芽指數(shù)，變異系數(shù)達(dá)到了83%。從多樣性指數(shù)可以看出，發(fā)芽率的多樣性指數(shù)最高，為2.011 9，其它性狀由高到低依次為幼苗干重gt;幼根長(zhǎng)度gt;發(fā)芽指數(shù)gt;幼根個(gè)數(shù)gt;幼苗長(zhǎng)度gt;發(fā)芽勢(shì)gt;活力指數(shù)gt;幼根干重。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，小黑麥種子萌發(fā)各性狀差異較大，具有豐富的多樣性，平均多樣性指數(shù)為1.771 3，多樣性指數(shù)最大的為發(fā)芽率，最小的為幼根干重，可為小黑麥育種以及后代選擇提供較大的選擇空間。

2.3 小黑麥種子耐鹽性表現(xiàn)

鹽害指數(shù)隨著材料對(duì)鹽敏感程度的增加而增大，從小黑麥種子耐鹽性(表4)可以看出，HJ 10-6、H 11-2、09鑒4、11鑒11、10鑒15的耐鹽性為1級(jí)，占全部材料的10.64%；10鑒16、10鑒9、H 10-4、11鑒1、10鑒13、HJ 10-17、10鑒17的耐鹽性為2級(jí)，占全部材料的14.89%；HJ 10-43、H 09-2、11鑒13、新小黑麥4號(hào)、11鑒15、11鑒12、H 11-3、10鑒3、11鑒6、H 11-5、11鑒3的耐鹽性為3級(jí)，占全部材料的23.40%；08鑒A、HJ 10-29、11鑒7、H 07-1、HJ 10-15、H 11-4、HJ 10-3、HJ 10-2、H 10-2、11鑒4、H 11-1、H 10-7、11鑒16、H 08-1的耐鹽性為4級(jí)，占全部材料的29.79%；H 010-1、10鑒6、10鑒19、H 10-6、H 11鑒8、HJ 10-40、H 11-8、11鑒14、11鑒10、H 11-7的耐鹽性為5級(jí)，占全部材料的21.28%。耐鹽性為1級(jí)即耐鹽性最好，鹽害指數(shù)為0～20%，耐鹽性最差為5級(jí)，鹽害指數(shù)為80%～100%。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，在47個(gè)小黑麥材料中鹽害指數(shù)最小的是H 11-2，為4.7%，即耐鹽性最好；鹽害指數(shù)最大的是HJ 10-40，為96%，即耐鹽性最差，此結(jié)果可為小黑麥耐鹽性的選擇提供參考。

3 結(jié)論與討論

萌發(fā)期的耐鹽試驗(yàn)測(cè)試是對(duì)小麥耐鹽性早期鑒定及耐鹽個(gè)體與品種早期選擇的基礎(chǔ)，試驗(yàn)是以發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、幼苗生長(zhǎng)作為抗鹽性指標(biāo)的[13-14]。本研究結(jié)果表明，不同小黑麥品種在鹽脅迫下發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、幼苗長(zhǎng)度等萌發(fā)性狀有著極顯著的差異，說(shuō)明在同一種鹽同一濃度下，不同品種(系)小黑麥耐鹽程度不同。鹽脅迫下小黑麥萌發(fā)性狀均表現(xiàn)出一定的差異，變異系數(shù)波動(dòng)很大，其中活力指數(shù)和發(fā)芽勢(shì)的變異系數(shù)最大，為99%和96%；另外從多樣性性指數(shù)看出，發(fā)芽率的多樣性指數(shù)最大，不同品種(系)小黑麥具有豐富的多樣性，為小黑麥耐鹽種質(zhì)資源的篩選奠定了理論基礎(chǔ)。

通過(guò)計(jì)算相對(duì)鹽害指數(shù)可將小黑麥的耐鹽程度分為5級(jí)，試驗(yàn)材料中12份小黑麥材料為1～2級(jí)，表現(xiàn)出較高的耐鹽性；24份小黑麥材料為4～5級(jí)，表現(xiàn)出較差的耐鹽性，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)等萌發(fā)性狀顯著受到鹽脅迫而與其他品種(系)小黑麥產(chǎn)生極大的差距；11份小黑麥材料為3級(jí)，即在鹽脅迫條件下，影響到小黑麥種子的萌發(fā)，但比4～5級(jí)的材料表現(xiàn)略好。綜合所有測(cè)試指標(biāo)，HJ 10-6、H 11-2、09鑒4、11鑒11、10鑒15表現(xiàn)出較高的耐鹽性，H 010-1、10鑒6、10鑒19、H 10-6、H 11鑒8、HJ 10-40、H 11-8、11鑒14、11鑒10、H 11-7對(duì)鹽脅迫較為敏感，耐鹽性差。

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Screening on Salt-tolerant Germplasm Resources of Triticale

ZHANGRongqing1，CHENHui2，WANGRuiqing2

2016-06-13

張榮慶(1972—)，男，甘肅人；高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

王瑞清(1971—)，女，新疆人；副教授，主要從事作物育種教學(xué)與科研工作。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.10.061

S 512.4

A

1001-4705(2016)10-0061-04