袁軍偉,李敏敏,賈 楠,劉長江,韓 斌,尹勇剛,孫 艷,郭紫娟,趙勝建
(河北省農(nóng)林科學院 昌黎果樹研究所,河北昌黎 066600)
中國現(xiàn)有各類鹽堿地面積總計9 913.3萬hm2,而且每年鹽堿化和次生鹽堿化都在不斷加重[1],探索鹽堿地種植模式成為鹽堿地開發(fā)當務(wù)之急。葡萄作為重要的經(jīng)濟果樹之一,對多種氣候條件有較強的適應(yīng)性,尤其是近些年葡萄砧木的應(yīng)用使其的種植范圍進一步擴大[2]。研究葡萄砧木耐鹽特性,選育優(yōu)良耐鹽葡萄砧木品種,對鹽堿土地資源的開發(fā)利用有重要意義。近年來,國內(nèi)外學者圍繞植物耐鹽性評價開展了大量研究工作,主要包括鹽處理方法和鑒定指標的選擇兩大方面:鹽脅迫處理方法主要有盆栽試驗[3-4]、水培試驗[5]、營養(yǎng)袋苗沙培試驗[6-7]、組培試驗[8]、葉片生根實驗[9]等。這些方法各有優(yōu)缺點,目的都是盡量將苗木根際鹽分濃度控制均勻一致。鹽脅迫下植物組織會產(chǎn)生一系列生理變化,可作為植物耐鹽性鑒定的指標,如有害離子的積累量[10]、組織中激素水平[11]、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累量[12]、光合速率的變化量[13]等均與植物耐鹽性相關(guān),但耐鹽性評價指標最經(jīng)典直接的還是鹽害指數(shù)[14-15]。中國葡萄砧木的耐鹽性研究起步較晚,在耐鹽水平鑒定、耐鹽品種的篩選等方面還有許多工作有待開展[16]。本試驗于2016-2017年利用營養(yǎng)缽基部浸泡鹽液法[7]對21個葡萄砧木品種耐鹽性進行鑒定,并對砧木遺傳背景進行分析,既可為現(xiàn)有砧木資源的推廣應(yīng)用提供指導(dǎo),也能為砧木耐鹽育種工作提供依據(jù)。
本試驗選用中國21個主要葡萄砧木品種為試材,所有試材均采自昌黎果樹研究所砧木資源圃,選取生長一致的1 a生自根苗,供試砧木材料及來源[17]見表1。
選用大小一致的1 a生自根苗為試材,在5月1日栽入溫室內(nèi)的大營養(yǎng)缽(13 cm×15 cm),基質(zhì)配方為沙子∶蛭石∶珍珠巖∶草炭土=2∶2∶2∶1(體積比);每年6月1日(2016-2017年)選擇7~8片葉大小一致的營養(yǎng)缽苗作為試材,試驗在溫室中進行,設(shè)100 mmol/L鹽處理和對照(不加鹽)2個處理,每處理鹽池(2 m×2 m)設(shè)3個重復(fù),每重復(fù)每品種10株營養(yǎng)缽苗,營養(yǎng)缽苗木基部浸泡鹽池液面深度3~5 cm,每3 d換1次鹽水,每天傍晚補充當天散失水分至刻度,鹽濃度每天增加25 mmol/L,直至達到100 mmol/L[18],此時視為處理開始。
表1 供試砧木材料及來源Table 1 Raw materials and origin for grape rootstocks
鹽脅迫處理后20 d計算鹽害指數(shù)(SI),鹽害分級標準為[19]0級:無鹽害癥狀;1級:輕度受害,有少部分葉尖、葉緣或葉脈變黃;2級:中度鹽害,有大約 1/2的葉尖、葉緣焦枯;3級:重度鹽害,大部分葉尖、葉緣焦枯或落葉;4級:極重度鹽害,枝枯、葉落、最終死亡;鹽害指數(shù)(SI)=(1×S1+2×S2+3×S3+4×S4)/(4×總株數(shù))×100%,其中,S為相應(yīng)鹽害級的株數(shù)。
利用SPSS 17.0數(shù)據(jù)處理軟件進行聚類分析。
由表2可以看出,100 mmol/L鹽脅迫后20 d,所有21個品種葡萄砧木均出現(xiàn)不同程度的鹽害癥狀,不同品種的鹽害指數(shù)差異很大,‘鹽溪’鹽害指數(shù)最小,為20,而‘SO4’鹽害指數(shù)最大,為80.31。利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進行系統(tǒng)聚類分析,‘鹽溪’‘101-14’‘洛特’‘狗脊’為耐鹽性強的砧木品種,而‘自由’‘山河1號’‘5BB’‘188-08’‘420A’‘140R’‘1103P’‘SO4’耐鹽性弱,‘弗卡’‘8B’‘山河2號’‘山河4號’‘貝達’‘3309’‘山河3號’‘110R’‘5C’耐鹽性中等。
由表3可以看出,來自香檳尼葡萄的‘鹽溪’和‘狗脊’、來自沙地葡萄的‘洛特’‘河岸葡萄’ב沙地葡萄’的101-14耐鹽性強,來自‘山葡萄’ב河岸葡萄’組合的砧木耐鹽力中等,來自‘冬葡萄’ב沙地葡萄’、‘冬葡萄’ב河岸葡萄’、‘1613C’ב狗脊’3個組合的多數(shù)砧木品種耐鹽性弱。以上結(jié)果說明葡萄砧木的耐鹽性更多來自母本的遺傳。
對于葡萄耐鹽性的鑒定,國內(nèi)外均有報道[20-23],由于供試品種、環(huán)境條件和鑒定方法不同,所得結(jié)果也不盡相同。筆者采用營養(yǎng)缽基部鹽液浸泡法對昌黎果樹研究所保存的21份砧木資源進行鹽脅迫,根據(jù)鹽害指數(shù)進行聚類分析,通過2 a的試驗,鑒定結(jié)果穩(wěn)定,重復(fù)性好。研究結(jié)果表明,來自香檳尼葡萄、沙地葡萄或以河岸葡萄為母本的砧木品種耐鹽性強,而以冬葡萄為母本,以河岸葡萄為父本的多數(shù)砧木品種耐鹽性弱,來自山葡萄×河岸葡萄組合的砧木耐鹽性中等,這與樊秀彩等[24]利用水培法得到結(jié)論基本一致,但鹽脅迫濃度差異較大,這主要是由于試材狀態(tài)和處理方法不同造成的。來自同一雜交組合的砧木耐鹽性也存在一定差異,如河岸葡萄×沙地葡萄組合的砧木‘101-14’耐鹽性強,而‘3309’耐鹽性中等;‘山葡萄’ב河岸葡萄’組合的砧木,‘山河2號’‘山河4號’耐鹽力強、‘山河3號’耐鹽性中等、‘山河1號’耐鹽性弱,但差距并不大,說明葡萄砧木的耐鹽性更多來自母本的遺傳。
表2 鹽脅迫后20 d對葡萄砧木鹽害指數(shù)的比較Table 2 Comparison of salt damage index of grape rootstocks 20 d after salt stress
注:同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。
Note:Different lowercase letters indicate significant difference(P<0.05).
表3 不同來源葡萄砧木耐鹽綜合得分及耐鹽力比較Table 3 Salt tolerance score and salt tolerance of grape rootstocks from different sources
葡萄砧木耐鹽機制是極復(fù)雜的生理生化過程,而不同品種耐鹽機制也不盡相同[25],對于葡萄砧木耐鹽性的研究尚需進一步深入,自然條件下鹽堿土中離子組分比較復(fù)雜,砧木在自然條件下的耐鹽性尚需做進一步驗證。
耐鹽力強的‘鹽溪’‘狗脊’‘101-14’‘洛特’均來自香檳尼、沙地葡萄或河岸葡萄作為母本的雜交組合,而耐鹽力弱的‘5BB’‘188-08’‘420A’‘140R’‘1103P’‘SO4’均來自冬葡萄作為母本的雜交組合。所以耐鹽砧木育種中,選擇香檳尼、沙地葡萄和河岸葡萄作為母本比較適宜。