曹俊梅，蘆靜，張新忠，吳新元，周安定，黃天榮，高永紅，劉聯(lián)正，范貴強(qiáng)，哈力旦·依克熱木，方輝

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091)

11份新疆小麥品種幼苗耐鹽性及相關(guān)形態(tài)生理特性研究

曹俊梅，蘆靜，張新忠，吳新元，周安定，黃天榮，高永紅，劉聯(lián)正，范貴強(qiáng)，哈力旦·依克熱木，方輝

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091)

【目的】研究鹽脅迫對(duì)新疆冬小麥幼苗形態(tài)和生理特性的影響，了解新疆主栽小麥品種苗期耐鹽性差異。【方法】利用2%硫酸鈉模擬鹽分脅迫，對(duì)11個(gè)新疆主栽小麥品種幼苗的形態(tài)和生理特征進(jìn)行研究，利用加權(quán)隸屬函數(shù)法對(duì)鑒定指標(biāo)和幼苗的耐鹽性進(jìn)行分析?！窘Y(jié)果】鹽脅迫條件下，所測(cè)試指標(biāo)與對(duì)照相比均有不同程度的變化。鹽脅迫48 h時(shí)，不同品種幼苗根長(zhǎng)和葉片長(zhǎng)度與對(duì)照相比增減趨勢(shì)不同，但隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，所有品種均下降；多數(shù)參試品種的葉綠素含量在鹽脅迫下呈持續(xù)下降趨勢(shì)；多數(shù)品種幼苗在鹽脅迫下過(guò)氧化物酶活性先下降后上升；不同品種的丙二醛變化趨勢(shì)不盡相同?！窘Y(jié)論】單一的指標(biāo)無(wú)法全面、有效衡量小麥的耐鹽特性。根據(jù)加權(quán)隸屬函數(shù)的D值對(duì)各個(gè)參試品種苗期耐鹽能力綜合評(píng)價(jià)順序?yàn)椋盒露?8號(hào)>新冬35號(hào)>新冬19號(hào)>新冬22號(hào)>中優(yōu)9507>新冬32號(hào)>新冬40號(hào)>新冬23號(hào)>新冬28號(hào)>新冬17號(hào)>新冬20號(hào)。

小麥；幼苗期；耐鹽性；形態(tài)指標(biāo)；生理指標(biāo)

0 引 言

【研究意義】新疆位于我國(guó)西部?jī)?nèi)陸干旱區(qū)，受地形、氣候、水土等自然條件以及人為不合理開(kāi)發(fā)利用的影響，生態(tài)環(huán)境非常脆弱，土壤退化及鹽堿化現(xiàn)象比較嚴(yán)重。生物改良鹽堿土地具有投資少、適應(yīng)范圍廣和可持續(xù)性等優(yōu)點(diǎn)。耐鹽植物在一定程度上能夠適應(yīng)鹽堿環(huán)境，在改善生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，將鹽漬土‘變害為寶’，實(shí)現(xiàn)鹽堿土的資源化和可持續(xù)發(fā)展。利用鹽漬(堿)化土壤進(jìn)行小麥生產(chǎn)已有一些報(bào)道，與種植其它作物相比具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1]。因此，深入了解小麥耐鹽生理特性，鑒定和選擇耐鹽小麥資源，在提高低產(chǎn)田土壤單位面積的產(chǎn)量、突破資源約束、緩解生態(tài)惡化等方面都具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前已有很多學(xué)者對(duì)逆境脅迫下小麥生理機(jī)制的變化做過(guò)相關(guān)的研究，認(rèn)為逆境脅迫下，植物葉綠體等自由電子不能正常傳遞，使活性氧代謝系統(tǒng)的平衡受到影響，進(jìn)而破壞抗氧化酶系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與活性，引起一系列脅變，包括質(zhì)膜透性增大及膜脂過(guò)氧化等變化，最終導(dǎo)致細(xì)胞生理代謝異?；蛩劳鯷2-3]。近年來(lái)，新疆一些學(xué)者也對(duì)小麥耐鹽性做過(guò)一些相關(guān)的研究，劉恩良等[4]對(duì)三個(gè)耐鹽冬小麥進(jìn)行了研究，認(rèn)為萌發(fā)期比較可靠的數(shù)量指標(biāo)是發(fā)芽率、延時(shí)萌發(fā)率和 α-淀粉酶活力；三葉期最可靠的數(shù)量指標(biāo)是丙二醛。李士磊等[5]研究了31份新疆自育的春小麥品種耐鹽性差異，認(rèn)為新疆自育春小麥品種多數(shù)在苗期具有良好的耐鹽性。 【本研究切入點(diǎn)】新疆獨(dú)特的生態(tài)類(lèi)型形成了豐富的小麥種質(zhì)資源，鑒定和評(píng)價(jià)其耐鹽特性是積極改良和開(kāi)發(fā)利用大面積鹽堿地資源的有效途徑之一，但目前對(duì)這些材料的評(píng)價(jià)大多停留在表型鑒定上，或僅僅對(duì)少數(shù)幾個(gè)耐鹽品種進(jìn)行了較深入的研究，大多數(shù)生產(chǎn)上應(yīng)用的主栽品種，其耐鹽形態(tài)、生化、生理等特性沒(méi)有進(jìn)一步的挖掘與開(kāi)發(fā)，資源利用率很低?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】試驗(yàn)利用硫酸鹽模擬自然鹽分脅迫，對(duì)11個(gè)新疆主栽冬小麥品種幼苗的形態(tài)生理特征進(jìn)行研究。并利用加權(quán)隸屬函數(shù)法對(duì)不同鑒定指標(biāo)和參試品種的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從生理學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)角度了解新疆主栽品種小麥苗期的耐鹽特性，為耐鹽小麥資源的篩選和評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

選取11份新疆冬小麥主栽品種為參試材料，即新冬17 號(hào)、新冬18 號(hào)、新冬19 號(hào)、新冬20 號(hào)、新冬22 號(hào)、新冬23 號(hào)、新冬28 號(hào)、新冬 32 號(hào)、新冬 35 號(hào)、新冬 40 號(hào)與中優(yōu) 9507，以上材料均來(lái)自新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

挑選完整飽滿的小麥種子，用20%次氯酸鈉消毒20 min，自來(lái)水反復(fù)沖洗3～5次。浸泡過(guò)夜，待種子露白后，挑選萌發(fā)一致的種子置發(fā)芽盒，于25℃條件培養(yǎng)。12 h光照和黑暗條件交替進(jìn)行，光照強(qiáng)度2 500 lx。幼苗長(zhǎng)至二葉一心時(shí)進(jìn)行鹽分脅迫。脅迫液體為2%的Na2SO4+1/2Ms營(yíng)養(yǎng)液，對(duì)照用1/2Ms營(yíng)養(yǎng)液，分別脅迫48和120 h，之后取植株進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)的測(cè)定，每個(gè)鑒定指標(biāo)設(shè)對(duì)照和處理，重復(fù)3次。

1.2.2 形態(tài)生理指標(biāo)測(cè)定

形態(tài)指標(biāo)：選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的5株幼苗量取最長(zhǎng)根長(zhǎng)和葉片的長(zhǎng)度，然后取其平均值。

生理指標(biāo)：葉綠素含量采用SPAD502葉綠素儀進(jìn)行測(cè)定，不同品種不同處理測(cè)試5個(gè)樣本；過(guò)氧化物酶采用愈創(chuàng)木酚法進(jìn)行測(cè)定；丙二醛含量的測(cè)定采用巴比妥酸顯色法測(cè)定。

1.2.3 耐鹽性分析和評(píng)價(jià)

1.2.3.1 計(jì)算耐鹽系數(shù)

各指標(biāo)耐鹽系數(shù)=鹽分脅迫下性狀值/對(duì)照性狀值

1.2.3.2 計(jì)算加權(quán)隸屬函數(shù)

以參試材料的各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)為依據(jù)，利用加權(quán)隸屬函數(shù)法對(duì)11份材料的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，計(jì)算公式如下：

μ(Xi)=(Xi-Ximin)/(Ximax-Ximin).

(1)

(2)

(3)

式中，Xi為各參試材料基于鑒定指標(biāo)i的耐鹽系數(shù)，Ximax、Ximin分別為參試材料中 Xi的最大值和最小值，μ(Xi)為各材料 Xi的隸屬函數(shù)值，CVi為各參試材料μ(Xi)的變異系數(shù)，Wi表示CVi在總變異中所占比率。用公式(1)計(jì)算隸屬函數(shù)值；鑒定指標(biāo)的權(quán)重用公式(2)計(jì)算；根據(jù)公式(3)計(jì)算D值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel處理數(shù)據(jù)并做圖，DPS7.05進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)小麥幼苗葉片長(zhǎng)度和根長(zhǎng)的影響

幼苗的根長(zhǎng)和葉片長(zhǎng)度屬于小麥的形態(tài)學(xué)特征，是衡量小麥生長(zhǎng)活性的重要指標(biāo)之一。對(duì)不同基因型小麥進(jìn)行48和120h的鹽脅迫，研究表明，參試材料幼苗的葉片和根長(zhǎng)均有不同程度的改變，其中48h鹽脅迫下的小麥根長(zhǎng)較對(duì)照有顯著的變化，48h脅迫下小麥葉片長(zhǎng)度和120h脅迫下的根長(zhǎng)和葉片長(zhǎng)度與對(duì)照相比均有極顯著的變化。從不同參試材料根長(zhǎng)來(lái)看，48h鹽脅迫處理下，新冬35號(hào)和新冬40號(hào)較對(duì)照增加最多，分別增加21.46%和21.33%，隨脅迫時(shí)間延長(zhǎng)至120h，新冬35號(hào)和新冬23號(hào)較對(duì)照根長(zhǎng)下降最少，為8.43%和8.57%；從葉片長(zhǎng)度來(lái)看，新冬19號(hào)和新冬18號(hào)在48h脅迫處理下較對(duì)照增加最多，為9.95%和4.44%，120h脅迫下，新冬18號(hào)和新冬40號(hào)葉片長(zhǎng)度較對(duì)照下降最少，分別下降5.47%和9.11%。表1

表1 不同小麥品種鹽脅迫下葉片長(zhǎng)度和根長(zhǎng)變化

2.2鹽脅迫對(duì)小麥幼苗葉綠素含量的影響

小麥葉綠素含量和光合作用有著密切的關(guān)系，通過(guò)光合作用產(chǎn)生內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是小麥植株生長(zhǎng)期或成熟期物質(zhì)積累的主要途徑。在不同時(shí)長(zhǎng)的鹽脅迫下，對(duì)11個(gè)小麥品種的幼苗葉綠素含量進(jìn)行測(cè)試，研究表明，48h的鹽脅迫處理下，對(duì)照和脅迫處理品種間的葉綠素含量差異極顯著，120h的脅迫處理下，對(duì)照品種間葉綠素含量差異極顯著，但處理品種間差異不明顯。新冬22號(hào)和新冬32號(hào)的葉綠素含量在48h的鹽脅迫處理下較對(duì)照呈上升趨勢(shì)，分別比對(duì)照增加11.73%和10.44%，這兩個(gè)品種在120h的脅迫處理下葉綠素含量較對(duì)照有所減少，其他品種在兩個(gè)時(shí)間段的脅迫處理過(guò)程中均呈持續(xù)下降趨勢(shì)。在120h鹽處理下，葉綠素較對(duì)照降低最少的是中優(yōu)9507、新冬22號(hào)和新冬18號(hào)分別為18.79%、22.34%和22.68%。表2

表2 鹽脅迫下11個(gè)小麥品種幼苗葉綠素含量變化

Table2Effectsofsaltstressonchlorophycontentof11wheatvarietiesseeding

品種Varieties48h120h對(duì)照Contrast鹽脅迫Saltstress比對(duì)照增減(%)Comparedwiththecontrol對(duì)照Contrast鹽脅迫Saltstress比對(duì)照增減(%)Comparedwiththecontrol新冬17號(hào)Xindong1739 73a36 73abc-7 5537 93ab27 23a-28 21新冬18號(hào)Xindong1834 43ab32 20cd-6 4935 13abc27 17a-22 68新冬19號(hào)Xindong1939 60a38 93a-1 6837 37ab28 20a-24 53新冬20號(hào)Xindong2035 70ab29 13d-18 3936 367ab25 70a-29 33新冬22號(hào)Xindong2234 67ab38 73ab11 7337 60ab29 20a-22 34新冬23號(hào)Xindong2339 70a36 50abc-8 0637 87ab24 93a-34 15新冬28號(hào)Xindong2833 23b30 77cd-7 4233 50bc22 17a-33 83新冬32號(hào)Xindong3231 30b34 57abcd10 4435 53ab25 13a-29 27新冬35號(hào)Xindong3537 37ab34 00abcd-9 0142 20a29 40a-30 33新冬40號(hào)Xindong4040 30a32 73bcd-18 7839 27ab27 60a-29 71中優(yōu)9507Zhongyou950734 90ab31 30cd-10 3228 03c22 77a-18 79

2.3鹽脅迫對(duì)小麥幼苗過(guò)氧化物酶活性的影響

鹽脅迫條件下，植物會(huì)產(chǎn)生大量活性氧，使植物的新陳代謝受到干擾，植物通過(guò)產(chǎn)生抗氧化酶清除活性氧等行為來(lái)維持正常的生理機(jī)制，降低鹽脅迫對(duì)植株的傷害。因此，過(guò)氧化物酶等抗氧化酶的活性被用作衡量植物抗逆境脅迫能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。研究表明，參試品種在不同時(shí)長(zhǎng)的鹽脅迫下過(guò)氧化物酶活性的變化趨勢(shì)不同。48 h鹽脅迫下，對(duì)照組和脅迫組的差異不明顯，當(dāng)脅迫時(shí)間延長(zhǎng)至120 h，對(duì)照組與脅迫組的過(guò)氧化酶活性有顯著的差異。不同品種在鹽脅迫下過(guò)氧化物酶活性的變化規(guī)律也不同，新冬17號(hào)、新冬18號(hào)等9個(gè)品種在鹽脅迫壓力下隨著時(shí)間的延長(zhǎng)過(guò)氧化物酶活性與對(duì)照相比呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)，新冬35號(hào)和中優(yōu)9507則表現(xiàn)出先增加后降低的規(guī)律。這可能與不同耐鹽能力的小麥品種應(yīng)對(duì)逆境脅迫的反應(yīng)敏感程度有關(guān)。表3

2.4鹽脅迫對(duì)小麥幼苗丙二醛含量的影響

丙二醛是植物受到逆境脅迫后發(fā)生膜脂過(guò)氧化作用的主要產(chǎn)物之一，是衡量植物在逆境壓力下細(xì)胞膜系統(tǒng)被傷害程度和對(duì)不良條件反應(yīng)強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。研究表明，參試品種在不同時(shí)長(zhǎng)鹽脅迫條件下幼苗丙二醛含量有不同程度的變化趨勢(shì)。新冬17號(hào)、新冬18號(hào)、新冬23號(hào)、新冬32號(hào)和新冬35號(hào)隨鹽脅迫時(shí)間延長(zhǎng)幼苗丙二醛含量與對(duì)照相比表現(xiàn)為先降低后增加；新冬19號(hào)、新冬20號(hào)、新冬40號(hào)和中優(yōu)9507呈先增加后降低的變化；新冬22號(hào)和新冬28號(hào)則為持續(xù)上升的趨勢(shì)。表4

2.5 參試小麥品種間耐鹽性差異

通過(guò)不同參試品種各個(gè)指標(biāo)的抗旱系數(shù)可以看出，48 h鹽脅迫下，各個(gè)指標(biāo)在參試品種間表現(xiàn)出高低不同的趨勢(shì)，120 h鹽脅迫下小麥根長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)度和葉綠素含量的抗旱系數(shù)均小于1；48 h鹽脅迫下根長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉綠素含量、過(guò)氧化物酶活性、丙二醛含量和120 h脅迫下這些指標(biāo)抗旱系數(shù)最高的品種分別為新冬35號(hào)、新冬19號(hào)、新冬22號(hào)、中優(yōu)9507、中優(yōu)9507、新冬35號(hào)、新冬18號(hào)、中優(yōu)9507、新冬28號(hào)和新冬35號(hào)，研究表明，鹽脅迫壓力下，單一的指標(biāo)在不同品種中的變化趨勢(shì)不同，無(wú)法全面、有效地衡量小麥的耐鹽特性。表5

根據(jù)各鑒定指標(biāo)的耐鹽系數(shù)計(jì)算隸屬函數(shù)值，并通過(guò)權(quán)重利用加權(quán)隸屬函數(shù)法計(jì)算參試品種的耐鹽能力綜合評(píng)價(jià)值(D值)。從隸屬函數(shù)平均值可以看出，μ(48 h葉綠素)值最大，μ(120 h葉綠素)值最小；從權(quán)重來(lái)看，120 h下的丙二醛最大，其次是120 h的葉綠素和48 h的葉片長(zhǎng)度，48 h的葉綠素權(quán)重最小；根據(jù)D值對(duì)各個(gè)參試品種的耐鹽能力綜合評(píng)價(jià)，耐鹽順序?yàn)椋盒露?8號(hào)>新冬35號(hào)>新冬19號(hào)>新冬22號(hào)>中優(yōu)9507>新冬32號(hào)>新冬40號(hào)>新冬23號(hào)>新冬28號(hào)>新冬17號(hào)>新冬20號(hào)。表6，表7

表3 鹽脅迫下11個(gè)小麥品種幼苗過(guò)氧化物酶變化

Table 3 Effects of salt stress on peroxidase of 11 wheat varieties seeding

品種Varieties48h120h對(duì)照Contrast鹽脅迫Saltstress比對(duì)照增減(%)Comparedwiththecontrol對(duì)照Contrast鹽脅迫Saltstress比對(duì)照增減(%)Comparedwiththecontrol新冬17號(hào)Xindong17300 89bcd262 44b-12 78342 17ab361 44bc5 63新冬18號(hào)Xindong18326 11abcd292 11b-10 43354 22ab334 00c-5 71新冬19號(hào)Xindong19367 55abcd290 11b-21 07268 00b366 67bc36 82新冬20號(hào)Xindong20441 45a347 89ab-21 19394 50ab425 78bc7 93新冬22號(hào)Xindong22405 11ab318 11ab-21 48545 67a729 11a33 62新冬23號(hào)Xindong23327 22abcd313 22ab-4 28356 06ab421 89bc18 49新冬28號(hào)Xindong28394 22abc379 55ab-3 72304 00b587 78ab93 35新冬32號(hào)Xindong32347 33abcd337 44ab-2 85322 67ab398 44bc23 48新冬35號(hào)Xindong35254 41d339 00ab33 25392 89ab369 56bc-5 94新冬40號(hào)Xindong40267 6cd111 56b-58 31275 78b342 33c24 13中優(yōu)9507Zhongyou9507431 78a660 33a52 93360 00ab359 44bc-0 15

表4 鹽脅迫下11個(gè)小麥品種幼苗丙二醛變化

Table 4 Effects of salt stress on malondialdehyde of 11 wheat varieties seeding

品種Varieties48h120h對(duì)照Contrast鹽脅迫Saltstress較對(duì)照增減(%)Comparedwiththecontrol對(duì)照Contrast鹽脅迫Saltstress較對(duì)照增減(%)Comparedwiththecontrol新冬17號(hào)Xindong175 23ab1 94ab-63 011 95ab2 67a37 10新冬18號(hào)Xindong183 78bc2 22ab-41 435 51a4 68a-15 13新冬19號(hào)Xindong191 79c2 37c32 262 64ab2 59a-1 83新冬20號(hào)Xindong202 64c3 35ab26 923 71b2 4a-35 34新冬22號(hào)Xindong223 3bc3 4ab3 032 58ab3 67a42 25新冬23號(hào)Xindong233 96bc2 31ab-41 742 52ab2 55a1 18新冬28號(hào)Xindong282 65c3 82ab44 152 86ab4 46a55 94新冬32號(hào)Xindong322 04c0 96b-53 162 54ab3 74a47 48新冬35號(hào)Xindong356 98a4 27ab-38 812 19ab3 53a61 28新冬40號(hào)Xindong402 38c2 84c19 504 04ab2 75a-31 91中優(yōu)9507Zhongyou95072 63c4 58a73 813 48ab3 03a-12 91

表5 參試品種在鹽脅迫條件下的耐鹽系數(shù)變化

Table 5 Salt tolerance coefficient of the tested wheat varieties under Salt Stress

品種Varieties48h120h根長(zhǎng)Rootlength葉片長(zhǎng)Leaflengh葉綠素Chlorophy過(guò)氧化物酶Peroxidase丙二醛Malondi-aldehyde根長(zhǎng)Rootlength葉片長(zhǎng)度Leaflengh葉綠素Chlorop過(guò)氧化物酶Peroxida丙二醛Malondi-aldehyde新冬17號(hào)Xindong170 730 950 920 870 370 700 780 721 061 37新冬18號(hào)Xindong181 091 040 940 900 590 900 950 770 940 85新冬19號(hào)Xindong190 941 100 980 791 320 770 770 751 370 98新冬20號(hào)Xindong200 760 890 820 791 270 630 860 711 080 65新冬22號(hào)Xindong220 950 921 120 791 030 810 900 781 341 42新冬23號(hào)Xindong230 940 880 920 960 580 910 860 661 181 01新冬28號(hào)Xindong280 930 860 930 961 440 780 760 661 931 56新冬32號(hào)Xindong321 050 831 100 970 470 850 700 711 231 47新冬35號(hào)Xindong351 211 040 911 330 610 920 760 700 941 61新冬40號(hào)Xindong401 210 900 810 421 190 780 910 701 240 68中優(yōu)9507Zhongyou95070 920 850 901 531 740 790 650 811 000 87

表6 參試小麥品種基于10種耐鹽系數(shù)的隸屬函數(shù)值

Table 6 The membership function values of the tested wheat varieties based on the salt tolerance coefficient of different salt tolerance index

項(xiàng)目Item48h120h根長(zhǎng)Rootlength葉片長(zhǎng)Leaflengh葉綠素Chlorophy過(guò)氧化物酶Peroxidase丙二醛Malondi-aldehyde根長(zhǎng)Rootlength葉片長(zhǎng)Leaflengh葉綠素Chlorophy過(guò)氧化物酶Peroxidase丙二醛Malondi-aldehyde平均值A(chǔ)verage0 510 380 610 540 420 430 470 270 370 30變異系數(shù)CV0 610 850 490 560 730 710 600 990 841 85權(quán)重Weight0 080 110 060 070 100 090 080 130 110 24

表7 鹽脅迫下參試品種D值比較

Table 7 Comparison of D value of tested varieties under Salt Stress

新冬17Xindong17新冬18號(hào)Xindong18新冬19號(hào)Xindong19新冬20號(hào)Xindong20新冬22號(hào)Xindong22新冬23號(hào)Xindong23新冬28號(hào)Xindong28新冬32號(hào)Xindong32新冬35號(hào)Xindong35新冬40號(hào)Xindong40中優(yōu)9507Zhongyou9507D0 3210 8780 5410 2530 4990 3590 3250 4400 6330 3700 439

3 討 論

幼苗形態(tài)、生理特性是耐鹽小麥早期個(gè)體鑒定與品種選擇的基礎(chǔ)，是鹽漬環(huán)境下群體建成的關(guān)鍵時(shí)期。鹽堿地小麥苗期鹽害主要表現(xiàn)在一些形態(tài)指標(biāo)和內(nèi)部生理指標(biāo)的變化，前人研究表明，幼苗葉片長(zhǎng)度、根長(zhǎng)、葉綠素含量、過(guò)氧化物酶活動(dòng)和丙二醛含量等指標(biāo)的變化與小麥耐鹽水平有一定的關(guān)系，但對(duì)其具體的變化趨勢(shì)未完全形成一致的觀點(diǎn)[1,3-17]。

植株的生長(zhǎng)形態(tài)，包括幼苗根長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)度等是植物對(duì)鹽脅迫適應(yīng)能力的綜合體現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下參試品種的幼苗生長(zhǎng)受不同程度的抑制，一些品種(新冬18號(hào)、新冬19號(hào)、新冬32號(hào)、新冬35號(hào)、新冬40號(hào))在48 h脅迫下根長(zhǎng)和葉片長(zhǎng)度與對(duì)照相比出現(xiàn)增加趨勢(shì)，可能與植物在短時(shí)間逆境下出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)有關(guān),即在剛受到逆境脅迫時(shí)，植物為了抵御鹽分對(duì)植株的傷害，加大了自身物質(zhì)的積累，使得根長(zhǎng)和葉片長(zhǎng)度增加，隨著鹽脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，小麥內(nèi)部生理機(jī)制受到破壞，繼而造成這些指標(biāo)的顯著降低。

光合作用是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，是作物產(chǎn)量積累的關(guān)鍵途徑，葉綠素含量是反映光合能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。研究中，不同品種在鹽脅迫下葉綠素含量呈不同程度的降低趨勢(shì)，但也有個(gè)別品種如新冬22號(hào)和新冬32號(hào)幼苗在48 h鹽脅迫下葉綠素含量表現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，之后隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)又下降，這可能與不同基因型小麥葉綠素含量對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)方式不同有關(guān)，一些小麥品種在逆境中光合作用受到影響，在葉綠素解體的反饋調(diào)節(jié)下，葉綠素合成加強(qiáng)，造成了短時(shí)間內(nèi)葉綠素含量的增加，對(duì)這一特性進(jìn)行了類(lèi)似的報(bào)道[14-15]。

植物在遭受逆境脅迫時(shí)，體內(nèi)活性氧動(dòng)態(tài)平衡被打破，引起代謝紊亂，隨后植物通過(guò)啟動(dòng)保護(hù)機(jī)制，激活由過(guò)氧化物酶等組成的抗氧化酶系統(tǒng)，以清除多余的活性氧，隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)，膜脂過(guò)氧化物含量逐漸積累，最終膜脂釋放和膜結(jié)構(gòu)被破壞，植物失去正常的生理機(jī)能。實(shí)驗(yàn)中，不同參試品種在不同時(shí)長(zhǎng)的鹽脅迫下，抗氧化酶系統(tǒng)的過(guò)氧化物酶活性和膜脂過(guò)氧化物丙二醛含量均表現(xiàn)出不同趨勢(shì)的變化。一些品種這兩項(xiàng)指標(biāo)先上升后下降，另一些則先降低后上升。不同的變化特征可能與不同基因型小麥對(duì)逆境的敏感程度有關(guān)，同時(shí)也反映了其應(yīng)對(duì)不良環(huán)境能力的強(qiáng)弱，對(duì)此特性，也曾有過(guò)類(lèi)似的報(bào)道[9,15-17]。

4 結(jié) 論

經(jīng)過(guò)對(duì)11份新疆主栽冬小麥品種的耐鹽性及形態(tài)生理特征研究，48 h鹽脅迫下，不同品種小麥幼苗根長(zhǎng)和葉片長(zhǎng)度較對(duì)照相比升降趨勢(shì)不同，但隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，所有品種均下降；多數(shù)參試品種的葉綠素含量在48和120 h的鹽脅迫條件下呈持續(xù)下降趨勢(shì)；多數(shù)品種幼苗在鹽脅迫下過(guò)氧化物酶活性趨勢(shì)是先下降后上升；不同品種的丙二醛變化趨勢(shì)不盡相同。

單一的指標(biāo)在不同品種中的變化趨勢(shì)不同，無(wú)法全面、有效衡量小麥的耐鹽特性。根據(jù)加權(quán)隸屬函數(shù)的D值對(duì)各個(gè)參試品種的耐鹽能力綜合評(píng)價(jià)順序?yàn)椋盒露?8號(hào)>新冬35號(hào)>新冬19號(hào)>新冬22號(hào)>中優(yōu)9507>新冬32號(hào)>新冬40號(hào)>新冬23號(hào)>新冬28號(hào)>新冬17號(hào)>新冬20號(hào)。

References)

[1] 馬洪波, 寧運(yùn)旺, 陳杰，等.不同基因型小麥品種(系)的耐鹽性評(píng)價(jià)[J]. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào), 2012,32(6):1 049-1 054.

MA Hong-bo，NING Yun-wang，CHEN Jie，et al. (2012). Evaluation on Salt Tolerance of Different Genotypes of Wheat Cultivars (Strains) [J].JournalofTriticeaeCrops, 32(6):1,049-1,054. (in Chinese)

[2] 陳 潔，林棲鳳．植物耐鹽生理及耐鹽機(jī)理研究進(jìn)展[J].海南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003，21(2): 177-182.

CHEN Jie, LIN Qi-feng. (2003). Progress on Salt Tolerance Physiology and Mechanism of Plants [J].JournalofHainanUniversity(NaturalScienceEd.) , 21(2): 177-182. (in Chinese)

[3] 楊洪兵．NaCl與等滲PEG對(duì)不同耐鹽性小麥品種生理特性的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013,41(2):68-70.

YANG Hong-bin. (2013). Effects of NaCl and ISO osmotic PEG on physiological characteristics of Wheat Cultivars with different salt tolerance [J].JiangsuAgriculturalSciences, 41(2):68-70. (in Chinese)

[4] 劉恩良，金 平，馬 林，等. 新疆冬小麥耐鹽指標(biāo)篩選及分析評(píng)價(jià)研究[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，50(5):809-816.

LIU En -Liang，JIN Ping，MA Lin，et al. (2013). Study on Screening out Salt Tolerance Indexes of Xinjiang Winter Wheat and Their Relevant Analysis and Evaluation [J].XinjiangAgriculturalSciences，50(5):809-816. (in Chinese)

[5] 李士磊，霍 鵬，李衛(wèi)華，等.新疆春小麥品種苗期耐鹽性分析[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,49(1):9-15.

LI Shi-lei，HUO Peng，LI Wei-hua，et al. (2012). Analysis on Salt Stress of Spring Wheat Bred in Xinjiang during germination [J].XinjiangAgriculturalSciences, 49(1):9-15. (in Chinese)

[6] 孟祥浩，劉義國(guó)，張玉梅，等.不同小麥品種苗期抗氧化特性及根系活力對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)[J]．麥類(lèi)作物學(xué)報(bào),2015,35(8):1 168-1 175.

MENG Xiang-hao，LIU Yi-guo，ZHANG Yu-mei，et al. (2015). Responses of Antioxidant Properties and Root Activity of Different Wheat Varieties to Salt Stress at Seedling Stage [J].JournalofTriticeaeCrops, 35(8):1,168-1,175. (in Chinese)

[7] 周瑞蓮，趙彥宏，趙哈林，等.鈉鹽對(duì)冬小麥抗旱性增效作用調(diào)控機(jī)理的生理生態(tài)學(xué)分析[J].中國(guó)沙漠，2012，32(3)：784-792.

ZHOU Rui-lian, ZHAO Yan-hong, ZHAO Ha-lin, et al. (2012). Ecological and Physiological Analysis of Effect of Different Types of Sodium Salt Tecological and Physiological Analysis of Effect of Different Types of Sodium Salt Treatment on Winter Wheat Resistance to Drought [J].JournalofDesertResearch, 32(3)：784-792. (in Chinese)

[8] 孟祥浩，林 琪，張玉梅，等. 鹽脅迫對(duì)小麥萌發(fā)的影響及耐鹽指標(biāo)的篩選[J]．華北農(nóng)學(xué)報(bào),2014,29(4):175-180.

MENG Xiang-hao，LIN Qi，ZHANG Yu-mei，et al. (2014). Effect of Salt Stress on Germination of Wheat and Screening of Salt Tolerance Indices [J].ActaAgriculturaeBoreali-Sinica, 29(4): 175-180. (in Chinese)

[9] 張 軍, 王新軍, 于浩世.鹽脅迫對(duì)小麥幼苗生理生化特性的影響[J]．商洛學(xué)院學(xué)報(bào),2015,28(4):59-62.

ZHANG Jun, WANG Xin-jun, YU Hao-shi. (2015).Effects of NaCl Stress on Physiological and Biochemical Characteristics of Wheat [J].JournalofShangluoUniversity, 28(4):59-62. (in Chinese)

[10] 王康君，王 龍，顧正中，等.鹽脅迫對(duì)小麥種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的影響及外源物質(zhì)調(diào)控效應(yīng)[J]．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44(1):111-115.

WANG Kang-jun, WANG Long, GU Zheng-zhong, et al. (2016). Effects of salt stress on Seed Germination and seedling growth, and regulating effect s of exogenous substances of Wheat [J].JiangsuAgriculturalSciences, 44(1) :111-115. (in Chinese)

[11] 喬 佩,盧存福,李紅梅,等. 鹽脅迫對(duì)誘變小麥種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響[J]．中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,21(6):720-727.

QIAO Pei, LU Cun-fu, LI Hong-mei, et al. (2013). Influence of salt on seed germination and seedling physiological characteristics of mutagenic wheat [J].ChineseJournalofEco-Agriculture, 21(6): 720-727. (in Chinese)

[12] 孫永媛,肖 凱,王冬梅,等.不同小麥品種苗期的耐鹽性鑒定及其相關(guān)生理參數(shù)研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,33(6):84-90.

SUN Yong-yuan, XIAO Kai, WANG Dong-mei, et al. (2010). Associated Physiological Parameters during Seedling Stage in Wheat [J].JournalofAgriculturalUniversityofHebei, 33(6):84-90. (in Chinese)

[13] 王蘭蘭，劉新，劉賀楠，等. 小麥幼苗對(duì)鹽脅迫和水分脅迫的生理反應(yīng)對(duì)比[J]. 沈陽(yáng)師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,31(1):120-123.

WANG Lan-lan, LIU Xin, LIU He-nan, et al. (2013). Physiological responses of wheat seedlings to salt stress and water stress[J].JournalofShenyangNormalUniversity(NaturalScienceEdition) , 31(1):120-123. (in Chinese)

[14] 郭偉.鹽堿脅迫對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響及腐植酸調(diào)控效應(yīng)[D].沈陽(yáng)：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文，2011.

GUO Wei. (2011).WheatGrowthasAffectedbySalinity-alkalinityStressandRegulationHumicAcid[D]. Master Thesis. Shenyang Agrieultural University, Shenyang. (in Chinese)

[15] 孫永媛.小麥耐鹽生理及耐鹽相關(guān)基因TaNHX3功能的初步研究[D].保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)士論文,2011.

SUN Yong-yuan. (2011).AnalysisonPhysiologicalMechanismSaltToleranceandCloningofSaltTolerant-AssociatedGeneTaNHX3inWheat[D]. Master Thesis. Hebei Agricultural University. Baoding. (in Chinese)

[16] 郭 超，胡思遠(yuǎn)，鄭青煥，等. 部分美國(guó)小麥種質(zhì)資源的耐鹽性鑒定[J]. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào),2015，35(8):1 076-1 084.

GUO Chao，HU Si-yuan，ZHENG Qing-huan，et al. (2015). Identification of Salinity Tolerance of Some American Wheat Germplasm [J].JournalofTriticeaeCrops, 35(8):1,076-1,084. (in Chinese)

[17] 南炳東.轉(zhuǎn)TaEBP基因小麥株系抗旱性鑒定與評(píng)價(jià)[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士論文，2011.

NAN Bing-dong. (2011).IdentificationandEvaluationofDrought-resistanceofTransgenicWheatWithTaEBPGene[D]. Master Thesis. Northwest Agriculture and Forestry University. Yangling. (in Chinese)

StudyonSaltToleranceandRelatedMorphologicalandPhysiologicalCharacteristicsof11XinjiangWheatVarietiesSeedlings

CAO Jun-mei, LU Jing，ZHANG Xin-zhong，WU Xin-yuan，ZHOU An-ding，HUANG Tian-rong，GAO Yong-hong，LIU Lian-zheng，F(xiàn)AN Gui-qiang, Halidan Yikeremu, FANG Hui

(ResearchInstituteofGrainCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

【Objective】 To study the effects of salt stress on the morphological and physiological characteristics of winter wheat seedlings and to understand the difference of salt tolerance at the seedling stage of the main cultivated wheat varieties in Xinjiang.【Method】The morphology and the physiological parameters of 11 Xinjiang wheat varieties seedlings were studied by using 2% Na2SO4to simulate the salt stress, and the identification index and the salt tolerance of the seedlings were also analyzed by the weighted membership function method.【Result】Under the condition of stress, the test index and photographic ratio had varying degrees of change. Under the condition of 48 hours of salt stress, the root length and leaf length ratios of different varieties were different compared with the control group. But with the extension of stress time, all varieties declined and the chlorophyll content of the majority of species tested decreased under salt stress. Under the salt stress, the activities of peroxidase in the seedlings of most varieties decreased first and then increased. The changing trend of MDA in different cultivars was different.【Conclusion】The analysis results of salt tolerance coefficient showed that the changing trend of single index could not comprehensively and effectively measure the salt tolerance of wheat. According to theDvalue of the weighted membership function, the order of the comprehensive evaluation of salt tolerance of all tested varieties at seedling stage is: Xindong 18 > Xindong 35 > Xindong 19 >Xindong 22 > Zhongyou 9507 > Xindong 32 > Xindong 40 > Xindong 23 > Xindong 28 > Xindong 17 > Xindong 20.

wheat; seedling stage; salt tolerance; morphological index; physiological index

Zhang Xin-zhong (1969-), male, Xinjiang, researcher, research direction for wheat breeding and quality improvement,(E-mail) zxinzhong1031@163.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.08.002

2017-05-02

自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目(KYGY2016117)；農(nóng)業(yè)部西北地區(qū)小麥抗旱耐鹽生物學(xué)科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站；新疆維吾爾自治區(qū)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃重大專(zhuān)項(xiàng)(201230116-1)

曹俊梅(1978-)，女，新疆人，副研究員，研究方向?yàn)樾←溸z傳改良，(E -mail)caojm0508@ 126.com

張新忠(1969-)，男，新疆人，研究員，研究方向?yàn)樾←溣N與品質(zhì)改良，(E-mail)zxinzhong1031@163.com

S512

：A

：1001-4330(2017)08-1384-10

Supported by: the Basic Research Funding for Public Welfare Research Institutes of Xinjiang Uygur Autonomous Region (KYGY2016117); Ministry of Agriculture's Funding for Scientific Observation Experimental Station for Drought Resistance and Salt Tolerance of Wheat in Northwest of China; Major Special Program for R & D Research of Xinjiang Uygur Autonomous Region (201230116-1)