劉一明，郇恒福，丁西朋，陳志堅(jiān)，李欣勇，劉攀道，馮 宇,2，王志勇，白昌軍，劉國道

(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部華南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 儋州 571737; 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，江蘇 南京 210095; 3.海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南 儋州 571737)

55份不同生態(tài)型假儉草的耐鹽性評價(jià)

劉一明1，郇恒福1，丁西朋1，陳志堅(jiān)1，李欣勇1，劉攀道1，馮 宇1,2，王志勇3，白昌軍1，劉國道1

(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部華南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 儋州 571737; 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，江蘇 南京 210095; 3.海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南 儋州 571737)

本研究采用水培的方法，在200 mmol·L-1NaCl脅迫下對55份假儉草(Eremochloaophiuroides)生態(tài)型進(jìn)行耐鹽性評價(jià)。鹽處理18 d 后對目測質(zhì)量(TQ)、枯葉率(WLR)、相對生長量(ΔW)、葉綠素(Chl)含量和相對含水量(RWC)進(jìn)行測定。結(jié)果表明,55份假儉草生態(tài)型間耐鹽能力存在顯著差異;與對照相比，鹽處理18 d后55份假儉草生態(tài)型及‘翠綠1號’品種的TQ、ΔW、Chl含量及RWC都顯著降低(Plt;0.05)，WLR都顯著上升(Plt;0.05)；相關(guān)分析表明，WLR與RWC及TQ顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.85及-0.73，而RWC與TQ顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.70。通過主成分分析，提取到3個(gè)主成分，可以解釋總變異的91.79%。隸屬函數(shù)法耐鹽能力排序及聚類分析表明，CP52、CP15、CP51及CP49的耐鹽性最強(qiáng)，這些假儉草生態(tài)型有望在濱海鹽堿土的草坪綠化中應(yīng)用。

假儉草；耐鹽；野生生態(tài)型；綜合評價(jià)；主成分分析；隸屬函數(shù)排序；變異系數(shù)

Bai Chang-jun E-mail：baichangjun@126.com.

我國鹽堿地面積大約1億hm2，占世界鹽堿地的1/10，并且以每年100萬～400萬hm2的速度增加[1-2]。鹽脅迫在生理上可造成草坪草葉綠素降解，相對含水量降低，光合速率減弱，生長速率下降，葉片枯黃甚至死亡，是限制草坪草生長的主要逆境因子之一[3]。鹽脅迫前期，滲透勢的降低造成草坪草吸水困難，引起生理干旱；隨著脅迫時(shí)間的延長，Na+進(jìn)入蒸騰流而逐漸傷害蒸騰作用的葉片進(jìn)而降低生長速率，造成草坪草一系列代謝混亂，被稱為單鹽(Na+)毒害[4]。在鹽堿地面積日益增長的趨勢下，篩選適合不同鹽濃度土壤的優(yōu)良草坪草材料對于提高城鎮(zhèn)綠化、研究草坪草對鹽的適應(yīng)和調(diào)節(jié)機(jī)制具有重要的意義。

假儉草(Eremochloaophiuroides)是禾本科黍亞科蜈蚣草屬的一種多年生C4草本植物，起源于我國，目前在全球廣泛分布。假儉草具有許多優(yōu)良性狀：其植株低矮，根深耐旱，耐貧瘠，耐踐踏，耐陰濕，綠色期較長，生長迅速，再生能力強(qiáng)，成坪快，覆蓋率高，草層厚，耐粗放管理，是建植各類草坪及公路護(hù)坡、護(hù)埂、護(hù)堤的理想綠化地被材料[5]。相對于其他暖季型草坪草，不耐鹽是假儉草最大的限制因子[6]。前期研究工作表明，暖季型草坪草中，海濱雀稗‘Salam’ (Paspalumvaginatum)、結(jié)縷草‘Matrella’ (Zoysiamatrella)、狗牙根‘Tifway’ (Cynodondactylon×C.transvaalensis)和假儉草‘Civil’的耐鹽閾值分別為261、203、135和131 mmol·L-1[7]，假儉草耐鹽性相對較弱；相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)縷草及海濱雀稗等耐鹽性較好，其半致死濃度約為400 mmol·L-1[8]，而不耐鹽的假儉草其半致死濃度約為170 mmol·L-1；Maeda等[9]通過1-150 mmol·L-1的鹽處理，明確耐鹽假儉草品種‘TifBlair’與不耐鹽假儉草品種‘Common’間的耐鹽差異主要與滲透調(diào)節(jié)、離子外排及抗氧化酶合成相關(guān)；高桂娟[10]以馴化的四川雅安野生假儉草為材料研究發(fā)現(xiàn)，假儉草拐點(diǎn)鹽濃度分別為0.21%和0.43%，鹽濃度高于0.43%會造成假儉草死亡；周興元和曹福亮[11]對假儉草、結(jié)縷草和溝葉結(jié)縷草3種草坪草在不同NaCl脅迫下研究發(fā)現(xiàn)，假儉草的致死濃度為0.8%，假儉草的適宜栽植的土壤鹽分含量不超過0.4%。假儉草的不耐鹽性限制了假儉草新品種的培育，不利于我國本土植物的推廣和應(yīng)用，而目前系統(tǒng)地對假儉草野生型耐鹽性的評價(jià)并不多。本研究以不同生境的假儉草生態(tài)型為材料，明確假儉草與耐鹽能力最相關(guān)的指標(biāo)，構(gòu)建假儉草耐鹽評價(jià)體系，挖掘耐鹽型假儉草，這對進(jìn)一步培育假儉草耐鹽新品具有重要意義。

1 材料與方法

1.1植物材料

參試的假儉草生態(tài)型來自海南、廣東、四川、浙江及河南等14個(gè)省(區(qū))。野外采集后，在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所牧草基地進(jìn)行統(tǒng)一擴(kuò)繁，從中選出具有代表性的55份假儉草種質(zhì)進(jìn)行了耐鹽性評價(jià)(表1)，選用假儉草現(xiàn)有品種 ‘翠綠1號’作為參照。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

從資源圃中挖取不同的假儉草生態(tài)型植株，用自來水沖凈根部土壤，選長勢一致、根系完整的各材料4～5株，用海綿包裹后，定植于泡沫板上，將泡沫板漂浮在內(nèi)裝1/2 Hoagland營養(yǎng)液的長×寬×高分別為90 cm×70 cm×9 cm 的塑料培養(yǎng)盆中，用氣泵進(jìn)行供氧。草坪草定植后，于溫度(25±3) ℃，光周期為12 h 的溫室內(nèi)養(yǎng)護(hù)管理。當(dāng)草坪草植株在溫室內(nèi)生長45 d后，開始進(jìn)行鹽處理，處理鹽濃度為200 mmol·L-1NaCl。處理后每天用去離子水補(bǔ)充因蒸騰蒸發(fā)而損失的水分，使?fàn)I養(yǎng)液的鹽濃度保持恒定。為防止因植物的吸收而造成的鹽分損失，每周換新營養(yǎng)液一次。

表1 供試假儉草生態(tài)型種質(zhì)編號及來源

續(xù)表1

編號No．采樣地點(diǎn)Samplinglocation經(jīng)度Longitude(E)緯度Latitude(N)海拔Altitude/mCP35福建福州市FuzhouCity，F(xiàn)ujianProvince119．23°26．08°610．0CP36廣西省天等縣都康鄉(xiāng)DoukangTown，TiandengCounty，Guangxi107．07°22．05°437．0CP37廣東潮州市官塘鎮(zhèn)GuantangTown，ChaozhouCity，GuangdongProvince116．47°23．37°25．3CP38福建永泰縣大洋鎮(zhèn)DayangTown，YongtaiCounty，F(xiàn)ujianProvince118．49°25．52°380．0CP39河南信陽市柳林鄉(xiāng)楊家灣YangjiawanVillage，LiulinTown，XinyangCity，HenanProvince114．05°31．56°95．0CP40廣西省大新縣下雷鎮(zhèn)XialeiTown，DaxinCounty，GuangxiProvince106．46°22．59°518．0CP41廣西玉林市新橋鎮(zhèn)XinqiaoTown，YulinCity，GuangxiProvince110．06°22．31°69．2CP42江西德安縣隘口鎮(zhèn)AikouTown，DeanCounty，JiangxiProvince115．49°29．21°46．6CP43江西省上饒市鉛山縣九師村JiushiVillage，QianshanCounty，ShangraoCity，JiangxiProvince117．43°28．19°88．0CP44海南儋州市文羅鎮(zhèn)WenluoTown，DanzhouCity，HainanProvince109．56°18．31°57．2CP45廣西賀州市賀縣鳳凰鄉(xiāng)FenghuangTown，HeCounty，HezhouCity，GuangxiProvince111．31°24．23°109．7CP46海南儋州市大成鎮(zhèn)DachengTown，DanzhouCity，HainanProvince109．24°19．30°118．9CP47廣東省定南縣嶺北鎮(zhèn)LingbeiTown，DingnanCounty，GuangdongProvince115．02°24．51°335．1CP48福建福州市FuzhouCity，F(xiàn)ujianProvince119．22°26．06°553．5CP49安徽蚌埠市五河縣WuheCounty，BengbuCity，AnhuiProvince117．56°33．06°19．0CP50廣東鶴山市HeshanCity，GuangdongProvince112．55°22．44°29．2CP51福建武夷山市WuyishanCity，F(xiàn)ujianProvince117．56°27．38°366．8CP52湖南長沙市弼時(shí)鎮(zhèn)BishiTown，ChangshaCity，HunanProvince113．08°28．26°53．6CP53湖北省黃梅縣分路鎮(zhèn)FenluTown，HuangmeiCounty，HubeiProvince115．54°29．45°12．9CP54福建武夷山市WuyishanCity，F(xiàn)ujianProvince117．58°27．37°197．2CP55湖南汨羅市新市鎮(zhèn)XinshiTown，MiluoCity，HunanProvince113．11°28．51°47．0

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。篩選試驗(yàn)重復(fù)兩次，以確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

1.3指標(biāo)測定及方法

1.3.1目測質(zhì)量 目測法，參照美國NTEP的標(biāo)準(zhǔn)，以草坪的色澤、密度、質(zhì)地、均一性進(jìn)行評分。最好質(zhì)量為9級，死亡草坪為0級，6級為可接受的正常目測質(zhì)量[12]。

1.3.2葉片相對含水量 取假儉草充分伸展的葉片樣品，混勻后立即用萬分之一天平稱取0.2 g，記錄為鮮重 (Fresh weight,FW)。常溫浸泡12 h后用吸水紙擦干葉片，稱重得飽和重 (Turgid weight, TW)。80 ℃烘干24 h后稱其干重 (Dry weight,DW)。葉片相對含水量[13](Relative water content,RWC) 的計(jì)算公式如下：

RWC=[(FW-DW)/(TW-DW)]×100%。

1.3.3葉綠素含量 用TYS-B葉綠素儀(浙江托普公司)測量其葉綠素含量SPAD值。

1.3.4鮮重 鹽脅迫處理前，將各假儉草生態(tài)型植株從泡沫板上取下，吸水紙吸干表面水分，用天平稱重。鹽處理18 d后，按同樣辦法進(jìn)行稱重。

1.3.5枯葉率 鹽脅迫處理前對假儉草所有生態(tài)型進(jìn)行修剪，除去枯葉，避免對鹽處理結(jié)果造成影響。鹽處理18 d后進(jìn)行枯葉率統(tǒng)計(jì)?？萑~率[14]計(jì)算公式為：50%面積出現(xiàn)干枯癥狀的葉片數(shù)占總?cè)~片數(shù)的百分比。

1.4假儉草不同生態(tài)型耐鹽能力綜合評價(jià)

為了更好地評價(jià)不同材料間的耐鹽性，常用耐鹽指數(shù)(salt tolerance trait index,STTI)來比較植株的耐鹽能力[15]。計(jì)算公式為：

耐鹽指數(shù)=處理性狀表現(xiàn)值/對照性狀表現(xiàn)值×100%。

為減少個(gè)體間差異引起的試驗(yàn)誤差，利用所有指標(biāo)求得的耐鹽指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。利用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法對所有假儉草進(jìn)行綜合評價(jià)[16]，計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

(3)

式中：X為某種群中某一指標(biāo)的測定值，Xmin為該種群中某一測定指標(biāo)的最小值，Xmax為該種群中某一測定指標(biāo)的最大值。若某一指標(biāo)與耐鹽能力成正相關(guān)，則可用隸屬函數(shù)(公式1)計(jì)算其隸屬函數(shù)值，反之，可用反隸屬函數(shù)(公式2)進(jìn)行計(jì)算。最后將各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加求其平均值(公式3)，該值越大，表明耐鹽能力越強(qiáng)，反之則耐鹽能力越弱。

1.5統(tǒng)計(jì)分析方法

采用SAS 軟件進(jìn)行方差分析及最小顯著差異性檢驗(yàn)(LSD 法)(Plt;0.05)。用DPS v 7.55軟件對所有指標(biāo)的耐鹽指數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析、主成分分析(Principal components analysis,PCA)及聚類分析(WPGMA法)。

2 結(jié)果與分析

2.1鹽脅迫對不同假儉草目測質(zhì)量的影響

鹽脅迫降低了56份假儉草的目測質(zhì)量(TQ)(圖1)。并且56份假儉草間TQ存在顯著差異。在鹽脅迫下，CP52、CP51、CP5、CP49和CP15的TQ耐鹽指數(shù)均在70%以上，說明鹽脅迫對這5份材料的影響相對較??；CP26、CP11、CP32、CP21和CP7的TQ耐鹽指數(shù)均低于12%，說明鹽脅迫對這5份材料影響相對較大。假儉草品種 ‘翠綠1號’的TQ耐鹽指數(shù)為17.25%，耐鹽性相對較差。

2.2鹽脅迫對假儉草相對含水量的影響

鹽脅迫處理對假儉草的相對含水量(RWC)產(chǎn)生了顯著的影響，出現(xiàn)了不同程度的抑制作用。對56份假儉草間按RWC耐鹽指數(shù)由高到低的順序進(jìn)行排列(圖1)，假儉草間RWC存在顯著差異。CP41、CP15、CP49、CP18和CP51的RWC耐鹽指數(shù)均在80%以上，說明鹽脅迫對這5份材料的RWC影響相對較??；CP13、‘翠綠1號’、CP11、CP33和CP32的RWC耐鹽指數(shù)均低于51%，說明鹽脅迫對這5份材料影響相對較大。

2.3鹽脅迫對葉綠素含量的影響

跟TQ、RWC的趨勢一樣，鹽脅迫顯著降低了56份假儉草的葉綠素(Chl)含量(圖2)。鹽脅迫18 d后，耐鹽的假儉草生態(tài)型CP49、CP15、CP18、CP52和CP9的Chl的耐鹽指數(shù)均大于77%，而不耐鹽的假儉草生態(tài)型CP13、CP45、CP26、CP11和假儉草品種‘翠綠1號’的Chl耐鹽指數(shù)均低于21%，耐鹽與鹽敏感假儉草間Chl差異顯著。

2.4鹽脅迫對相對生長量的影響

相對生長量(ΔW)為鹽處理18 d后的鮮重減去0 d時(shí)的鮮重。所有假儉草材料的對照ΔW都為正值，表明18 d內(nèi)對照的生長情況良好，生物量不斷增加。而鹽脅迫處理下，所有材料經(jīng)過鹽脅迫后的ΔW都低于對照，表明鹽脅迫處理抑制了假儉草的生長(圖2)。鹽脅迫處理下，不同假儉草材料間ΔW值差異極大，而有些假儉草材料的ΔW甚至為負(fù)，表明鹽脅迫對這些材料的生長抑制較為嚴(yán)重。ΔW耐鹽指數(shù)表明，CP31、CP12、CP33、CP28和CP51的ΔW耐鹽指數(shù)均在52%以上，說明鹽處理對以上假儉草的生長影響相對較輕，而CP13、CP21、CP18、CP6和CP37的耐鹽指數(shù)均低于-33%，說明鹽處理對這5份假儉草材料的生長影響非常大，生物量呈負(fù)增長。

2.5鹽脅迫對枯葉率的影響

為防止假儉草個(gè)別枯葉對鹽處理的結(jié)果造成干擾，鹽脅迫處理前對假儉草進(jìn)行修剪，除去所有枯葉。鹽處理18 d后，所有假儉草對照長勢良好，幾乎無枯葉，因此，本指標(biāo)只用鹽處理18 d后的枯葉率(WLR)對各假儉草材料進(jìn)行評價(jià)(圖3)。對56份假儉草間按耐鹽指數(shù)由高到低的順序進(jìn)行排列，假儉草間耐鹽能力存在明顯差異。CP15、CP52、CP3、CP49和CP51的WLR耐鹽指數(shù)均在22%以下，而CP26、CP33、CP36、CP13和CP8的WRL耐鹽指數(shù)均大于84%，說明前5份材料比后5份的耐鹽性要強(qiáng)。

2.6相關(guān)分析及主成分分析

對所有指標(biāo)的耐鹽指數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果表明，WLR與其他指標(biāo)間極顯著負(fù)相關(guān)(Plt;0.01)，其中與RWC的相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為-0.85。除WLR之外，其他指標(biāo)兩兩間都呈顯著或極顯著正相關(guān)，其中TQ與RWC相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為0.70(表2)。

圖1 鹽脅迫18 d對56份假儉目測質(zhì)量和相對含水量的影響

利用各指標(biāo)的耐鹽指數(shù)進(jìn)行主成分分析(PCA)，以找出假儉草耐鹽評價(jià)的主要因子。分析結(jié)果表明，所有的因子被主要分成3個(gè)主成分，這3個(gè)成分可以解釋總變化的91.79%(表3)。3個(gè)主成分公式如下：

PC1=0.476 5TQ+0.507RWC+0.435Chl-0.505 1WLR+0.267 5ΔW;

PC2=-0.272TQ-0.032 8RWC-0.156 6Chl+0.076 5WLR+0.945 8ΔW;

PC3=-0.232 1TQ-0.280 2RWC+0.885Chl+0.286 9WLR+0.046 9ΔW。

2.7假儉草耐鹽能力綜合評價(jià)

利用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法對假儉草各材料的耐鹽能力進(jìn)行排名(圖3)，其中耐鹽能力排名前五的假儉草材料分別為CP52、CP15、CP51、CP49和CP41；耐鹽能力排名最差的為CP13、CP11、CP32、CP21及CP26。利用各指標(biāo)的耐鹽指數(shù)進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明，參試的56份假儉草材料在歐氏距離約為54處，被分為五大類：Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ及Ⅴ類。其中，Ⅰ類和Ⅱ類均為耐鹽能力較差的材料，Ⅲ類為中等耐鹽，Ⅳ類為耐鹽性最好的材料，Ⅴ類為耐鹽性最差的材料。對假儉草采集地進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，來自于同一省份的各假儉草材料間變異系數(shù)較大，說明來源相同的材料耐鹽能力差異較大(表4)。

圖2 鹽脅迫18 d對56份假儉草葉綠素含量和相對生長量的影響

表2 鹽脅迫條件下各生理參數(shù)之間的相關(guān)性分析

注：*Plt;0.05,**Plt;0.01。

Note: *Plt;0.05,**Plt;0.01.

表3 TQ、WLR、ΔW、Chl及RWC耐鹽指數(shù)的PCA分析

圖3 鹽脅迫18 d對56份假儉草枯葉率的影響及耐鹽指數(shù)的聚類分析

表4 不同省份假儉草材料間耐鹽能力比較

3 討論與結(jié)論

鹽分脅迫是限制植物生長的主要逆境因子之一[17]。鹽脅迫發(fā)生的機(jī)理主要為滲透脅迫和離子毒害[18]。土壤鹽分先是降低了植物吸收水分的能力而導(dǎo)致了低生長速率，通常稱為鹽滲透脅迫造成的“生理干旱”效應(yīng)，隨著鹽脅迫時(shí)間的延長，鹽離子在植物體內(nèi)不斷積累，對植物葉片造成離子傷害，使葉片呈燒焦?fàn)羁蔹S[19]。植物響應(yīng)鹽脅迫反應(yīng)是一個(gè)涉及多基因、多信號途徑及多基因產(chǎn)物的復(fù)雜過程，主要通過滲透調(diào)節(jié)、營養(yǎng)元素平衡、離子區(qū)隔化和增強(qiáng)抗氧化脅迫等途徑實(shí)現(xiàn)其耐鹽[20-21]。草坪草在受到鹽脅迫時(shí)，一般先從老葉開始枯黃，即以犧牲老葉保護(hù)新葉的方式應(yīng)對鹽脅迫[22]。在高鹽濃度下，耐鹽敏感的植物新葉也會黃化甚至死亡，而耐鹽性強(qiáng)的草坪草葉片則較少受到傷[23]。研究表明，假儉草作為我國本土草種及重要的暖季型草坪草種之一，其種內(nèi)存在著豐富的遺傳變異，且假儉草耐踐踏及耐粗放性管理特性使其具有較好的開發(fā)前景[24]。因此，篩選優(yōu)質(zhì)耐鹽的假儉草進(jìn)行鹽堿地綠化非常重要。

篩選耐鹽植物常采用的方法主要有水培和沙培。其中水培法能較好地控制鹽處理濃度，在草坪草耐鹽性鑒定中廣泛利用[25]。在鹽脅迫評價(jià)研究中，草坪質(zhì)量、葉片相對含水量、葉綠素含量、生物量及枯葉率等是評價(jià)草坪耐鹽性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)[26]。草坪質(zhì)量是反映植物綜合表現(xiàn)的指標(biāo)，由色澤、密度和均一性決定[12]。葉片相對含水量是描述葉片含水狀態(tài)的指標(biāo)，受脅迫時(shí)間和脅迫強(qiáng)度的影響[27]。鹽脅迫影響葉綠素的降解，測定葉綠素含量及枯葉率的變化是判斷葉綠素降解程度的好方法[28]。另外，還有生理類如有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物脯氨酸、甜菜堿、可溶性糖，無機(jī)離子Na+、Cl-、K+等含量及活性氧清除酶類SOD、POD、APX、CAT等衡量指標(biāo)[29]。對于大批量篩選草坪草種質(zhì)資源，如何快速、高效、準(zhǔn)確鑒定其耐鹽性顯得更加重要[30]。

本研究表明，200 mmol·L-1的鹽脅迫條件下處理18 d，參試的56份假儉草的目測質(zhì)量、相對生長量、葉片相對含水量、葉綠素含量及枯葉率的耐鹽指數(shù)差異顯著，表明56份假儉草耐鹽性能力存在較大差異。相關(guān)分析表明，各指標(biāo)間皆呈顯著相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中相關(guān)系數(shù)較高的為WLR與RWC。主成分分析表明，3個(gè)主成分中，主成分1(PC1)主要為TQ、RWC、Chl和WLR的主成分(65.81%)；PC2主要為ΔW的主成分(16.89%)，PC3主要為Chl 的主成分(9.087%)。

單一指標(biāo)不能充分說明植物耐鹽能力的強(qiáng)弱，而隸屬函數(shù)法可以利用多個(gè)指標(biāo)對植物的耐鹽能力進(jìn)行綜合分析[31-32]。通過隸屬函數(shù)法對假儉草各材料的耐鹽能力進(jìn)行排名，發(fā)現(xiàn)耐鹽能力最強(qiáng)的假儉草材料有CP52、CP15、CP51、CP49和CP41，耐鹽能力最差的有CP13、CP11、CP32、CP21及CP26等材料，假儉草品種‘翠綠1號’耐鹽性相對較差。

通過相關(guān)分析及主成分分析發(fā)現(xiàn)，WLR與RWC可作為假儉草耐鹽的重要評價(jià)指標(biāo)。根據(jù)省份間假儉草耐鹽能力排名比較發(fā)現(xiàn)，同一省份的假儉草耐鹽能力存在較大差異。本研究中選用的56個(gè)假儉草材料按照耐鹽性強(qiáng)弱可分為五大類：CP52等4個(gè)材料為最耐鹽材料，CP13等5個(gè)為最不耐鹽材料，CP6等4個(gè)材料為中等耐鹽品種，CP47等14個(gè)材料為較耐鹽材料，CP20等26個(gè)材料為較不耐鹽材料。CP52、CP15、CP51、CP49和CP41有望成為濱海鹽堿地的綠化草坪品種。后續(xù)工作將對篩選得到的耐鹽假儉草及鹽敏感假儉草的生理生化機(jī)制進(jìn)行深入研究，包括光合生理機(jī)制、離子轉(zhuǎn)運(yùn)及吸收機(jī)制、滲透調(diào)節(jié)機(jī)制及活性氧清除機(jī)制等。

References:

[1] 張金林,李惠茹,郭姝媛,王鎖民,施華中,韓慶慶,包愛科,馬清.高等植物適應(yīng)鹽逆境研究進(jìn)展.草業(yè)學(xué)報(bào),2015,24(12):220-236.

Zhang J L,Li H R,Guo S Y,Wang S M,Shi H Z,Han Q Q,Bao A K,Ma Q.Research advances in higher plant adaptation to salt stress.Acta Prataculturae Sinica,2015,24(12):220-236.(in Chinese)

[2] 孫清洋,李志勇,李鴻雁,李俊.不同鹽濃度下9份老芒麥種質(zhì)材料的萌發(fā)及生理特性.草業(yè)科學(xué),2016,33(11):2266-2275.

Sun Q Y,Li Z Y,Li H Y,Li J.Seed germination and physiological characteristics of nineElymussibiricusaccessions under diferent salt stress.Pratacultural Science,2016,33(11):2266-2275.(in Chinese)

[3] Liu Y M,Du H M,Wang K,Huang B R,Wang Z L.Differential photosynthetic responses to salinity stress between two perennial grass species contrasting in salinity tolerance.Hortscience A Publication of the American Society for Horticultural Science,2011,46(2):311-316.

[4] Pandolfi C,Azzarello E,Mancuso S,Shabala S.Acclimation improves salt stress tolerance inZeamaysplants.Journal of Plant Physiology,2016,201:1-8.

[5] Zheng Y Q,Guo H L,Zang G Z,Liu J X.Genetic linkage maps of centipedegrass [Eremochloaophiuroides(munro) Hack] based on sequence-related amplified polymorphism and expressed sequence tag-simple sequence repeat markers.Scientia Horticulturae,2013,156:86-92.

[6] Marcum K B,Murdoch C L.Growth responses,ion relations,and osmotic adaptations of eleven C4turfgrasses to salinity.Agronomy Journal,1990,82(5):892-896.

[7] 劉一明,程鳳枝,王齊,胡玉詠,王兆龍.四種暖季型草坪植物的鹽脅迫反應(yīng)及其耐鹽閾值.草業(yè)學(xué)報(bào),2009,18(3):192-199.

Liu Y M,Cheng F Z,Wang Q,Hu Y Y,Wang Z L.Salinity stress responses and tolerance thresholds in four warm-season turfgrasses.Acta Prataculturae Sinica,2009,18(3):192-199.(in Chinese)

[8] Marcum K B,Murdoch C L.Salinity tolerance mechanisms of six C4turfgrasses.Journal of the American Society for Horticultural Science,1994,119(4):779-784.

[9] Maeda Y,Nagasawa T,Tsurumi T,Iida K,Nakazawa R,Tadano T.Physiological characteristics of salt tolerance in centipedegrass (Eremochloaophiuroides(munro) Hack. cv. Tifblair).Grassland Science,2011,57(2):65-71.

[10] 高桂娟.野生假儉草耐鹽性研究.雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2003.

Gao G J.Study on salt tolerance of Ya’an wild centipedegrass in Sichuan.Master Thesis.Ya’an:Sichuan Agricultural University,2003.(in Chinese)

[11] 周興元,曹福亮.NaCl脅迫對幾種暖季型草坪草的影響.草原與草坪,2005(4):66-69.

Zhou X Y,Cao F L.Effects of NaCl stress on three warm-season turfgrasses.Grassland and Turf,2005(4):66-69.(in Chinese)

[12] Turgeon A.Turfgrass Management.5th edition.New Jersey:Prentice Hall:Upper Saddle River,1999.

[13] Barrs H,Weatherley P.A re-examination of the relative turgidity technique for estimating water deficits in leaves.Australian Journal of Biological Sciences,1962,15(3):413-428.

[14] 張智,夏宜平,常樂，孫曉杰.3種觀賞草在自然失水脅迫下的生理變化與耐旱性關(guān)系.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,35(12):17-20.

Zhang Z,Xia Y P,Chang L,Sun X J.Relationship between physiological changes and drought tolerance in three species of ornamental grasses under drought stress.Journal of Northeast Forestry University,2007,35(12):17-20.(in Chinese)

[15] Liu Y,Zhang X,Miao J,Huang L,Frazier T,Zhao B.Evaluation of salinity tolerance and genetic diversity of thirty-three switchgrass (Panicumvirgatum) populations.BioEnergy Research,2014,7(4):1329-1342.

[16] Sun J,Luo H,Fu J,Huang B.Classification of genetic variation for drought tolerance in tall fescue using physiological traits and molecular markers.Crop Science,2013,53(2):647-654.

[17] Acosta-Motos J,Ortuo M,Bernal-Vicente A,Diaz-Vivancos P,Sanchez-Blanco M,Hernandez J.Plant responses to salt stress:Adaptive mechanisms.Agronomy,2017,7(1):18.

[18] Huang B,Dacosta M,Jiang Y.Research advances in mechanisms of turfgrass tolerance to abiotic stresses:From physiology to molecular biology.Critical Reviews in Plant Sciences,2014,33(2-3):141-189.

[19] Munns R.Genes and salt tolerance:Bringing them together.New Phytologist,2005,167(3):645-663.

[20] Muchate N S,Nikalje G C,Rajurkar N S,Suprasanna P,Nikam T D.Plant salt stress:Adaptive responses,tolerance mechanism and bioengineering for salt tolerance.The Botanical Review,2016,82(4):371-406.

[21] Parida A K,Das A B.Salt tolerance and salinity effects on plants:A review.Ecotoxicology and Environmental Safety,2005,60(3):324-349.

[22] Wang H,Zhang M,Guo R,Shi D,Liu B,Lin X,Yang C.Effects of salt stress on ion balance and nitrogen metabolism of old and young leaves in rice (OryzasativaL.).BMC Plant Biology,2012,12(1):194.

[23] Uddin K M,Juraimi A S,Ismail M R,Othman R,Rahim A A.Relative salinity tolerance of warm season turfgrass species.Journal of Environmental Biology,2011,32(3):309-312.

[24] 趙瓊玲.中國假儉草種質(zhì)資源遺傳多樣性研究.?？?海南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2010.

Zhao Q L.Study on genetic diversity ofEremochloaophiuroidesgermplasm resources in China.Master Thesis.Haikou:Hainan University,2010.(in Chinese)

[25] 黃小輝,廖麗,白昌軍,王志勇.地毯草耐鹽濃度梯度篩選與臨界鹽濃度研究.草業(yè)科學(xué),2012,29(4):599-604.

Huang X H,Liao L,Bai C J,Wang Z Y.Study on screening of salt concentration gradient and critical concentration onAxonopuscompressus.Pratacultural Science,2012,29(4):599-604.(in Chinese)

[26] 陳靜波,褚曉晴,李珊,宗俊勤,王丹,劉建秀.鹽水灌溉對7屬11種暖季型草坪草生長的影響及抗鹽性差異.草業(yè)科學(xué),2012,29(8):1185-1192.

Chen J B,Chu X Q,Li S,Zong J Q,Wang D,Liu J X.Effects of saline water irrigation on growth of 7 genera and 11 species of warm season turfgrasses and their salinity tolerance difference.Pratacultural Science,2012,29(8):1185-1192.(in Chinese)

[27] Netondo G W,Onyango J C,Beck E.Sorghum and salinity:Ⅰ.Response of growth,water relations,and ion accumulation to nacl salinity.Crop Science,2004,44(3):797-805.

[28] 李淑文,李迎春,彭玉信.不同草坪草葉綠素含量變化及其與綠度的關(guān)系.草原與草坪,2008(6):54-56,74.

Li S W,Li Y C,Peng Y X.Dynamics variation of turfgrass chlorophyll content and the relationship between chlorophyll content and greenness.Grassland and Turf,2008(6):54-56,74.(in Chinese)

[29] Deinlein U,Stephan A B,Horie T,Luo W,Xu G H,Schroeder J I.Plant salt-tolerance mechanisms.Trends in Plant Science,2014,19(6):371-379.

[30] 陳靜波,閻君,郭海林,劉建秀.暖季型草坪草大規(guī)模種質(zhì)資源抗鹽性評價(jià)指標(biāo)的選擇.草業(yè)科學(xué),2008,25(4)4:95-99.

Chen J B,Yan J,Guo H L,Liu J X.Selection of assessment indexes used on salt tolerance of large-scale germplasm resources of warm season turfgrasses.Pratacultural Science,2008,25(4):95-99.(in Chinese)

[31] 周璐璐,伏兵哲,許冬梅,陳麗萍,吳小娟,高雪芹.鹽脅迫對沙蘆草萌發(fā)特性影響及耐鹽性評價(jià).草業(yè)科學(xué),2015,32(8):1252-1259.

Zhou L L,Fu B Z,Xu D M,Chen L P,Wu X J,Gao X Q.Effects of salt stress on germination characteristics ofAgropyronmongolicumand salt-tolerance evaluation.Pratacultural Science,2015,32(8):1252-1259.(in Chinese)

[32] 李培英,孫宗玖.33份偃麥草種質(zhì)芽期耐鹽性評價(jià).草業(yè)科學(xué),2015,32(4):593-600.

Li P Y,Sun Z J.Evaluation on the salt resistance of germplasm resources of 33Elytrigriarepensduring seed germination period.Pratacultural Science,2015,32(4):593-600.(in Chinese)

(責(zé)任編輯 張瑾)

Evaluationofsalinitytoleranceof55centipedegrassecotypes

Liu Yi-ming1, Huan Heng-fu1, Ding Xi-peng1, Chen Zhi-jian1, Li Xin-yong1, Liu Pan-dao1, Feng Yu1,2, Wang Zhi-yong3, Bai Chang-jun1, Liu Guo-dao1

(1.Institute of Tropical Crop Genetic Resources, Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences amp; Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China, Ministry of Agriculture, Danzhou, 570228, Hainan, China; 2.College of Agro-grassland Science, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, Jiangsu, China; 3.College of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Danzhou 570228, Hainan, China)

In this study, the salt tolerance of 55 centipedegrass (Eremochloaophiuroides) ecotypes was evaluated under 200 mmol·L-1NaCl using a hydroponic system. Turf quality (TQ), withered leaf rate (WLR), relative growth (ΔW), chlorophyll (Chl) content, and relative water content (RWC) were measured after 18 d of salt treatment. The results showed that there were significant salt tolerance differences among the 55 centipedegrass ecotypes. Compared with the control, the TQ, ΔW, Chl content, and RWC of all centipedegrass ecotypes and cv. ‘cuiw-1’were significantly decreased, whereas WLR was significantly increased (Plt;0.05). Correlation analysis showed that WLR was negatively correlated with RWC and TQ, with correlation coefficients of -0.85 and -0.73, respectively, whereas RWC was positively correlated with TQ, with a correlation coefficient of 0.70. Principal component analysis indicated three principal components, which could account for 91.79% of the total change. Membership function and hierarchical cluster analysis showed that ecotypes CP52, CP15, CP51, and CP49 had the best salt tolerance and were expected to be applied in the turf development of coastal saline soil.

centipedegrass; salinity tolerance; wild ecotypes; comprehensive evaluation; principal component analysis; membership function ranking; coefficient of variance

Liu Guo-dao E-mail:liuguodao2008@163.com

10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0290

劉一明,郇恒福,丁西朋,陳志堅(jiān),李欣勇,劉攀道,馮宇,王志勇,白昌軍,劉國道.55份不同生態(tài)型假儉草的耐鹽性評價(jià).草業(yè)科學(xué),2017,34(11)：2261-2271.

Liu Y M,Huan H F,Ding X P, Chen Z J,Li X Y,Liu P D,Feng Y,Wang Z Y,Bai C J,Liu G D.Evaluation of salinity tolerance of 55 centipedegrass ecotypes.Pratacultural Science，2017,34(11)：2261-2271.

S543+.901Q945.79

A

1001-0629(2017)11-2261-11

2017-05-27接受日期2017-07-11

中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(1630032017085)

劉一明(1981-)，男，山東沂水人，助理研究員，博士，主要從事牧草逆境生理及分子育種研究。 E-mail：liuyiming@catas.cn

劉國道(1963-)，男，云南騰沖人，研究員，博士，主要從事熱帶牧草種質(zhì)資源研究。E-mail:liuguodao2008@163.com

共同通信作者：白昌軍(1967-)，男，甘肅民勤人，研究員，博士，主要從事熱帶牧草種質(zhì)資源和栽培利用研究。E-mail：baichangjun@126.com