白 云，張雨桐

(1.內(nèi)蒙古興安盟烏蘭浩特市草原工作站，內(nèi)蒙古烏蘭浩特 137400；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院/草地資源教育部重點實驗室/農(nóng)業(yè)部飼草栽培、加工與高效利用重點實驗室/內(nèi)蒙古自治區(qū)草地管理與利用重點實驗室，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018)

大麥(HordeumvulgareL.)是世界上重要的栽培作物，具有生育期短、產(chǎn)量高、耐鹽性強等特點，在我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中有較好的市場前景，同時也是改良和利用鹽堿地的良好作物[1,2]。國內(nèi)外對大麥的耐鹽性和耐鹽機理的研究較多，毛才良等[3]通過對比試驗發(fā)現(xiàn)，耐鹽大麥品種葉片中Na+含量和Na+/K+比率明顯低于不耐鹽的品種,而根中Na+含量和Na+/K+比率則高于不耐鹽品種，這表明由于細胞膜的選擇性Na+和K+從根向地上部的運輸存在差異；陳沁等[4]研究得出，大麥根部具有拒鹽性和排鹽性以減少鹽害。在土壤鹽分脅迫下,大麥還通過調(diào)節(jié)體內(nèi)有機物,使得細胞滲透勢等于或低于環(huán)境滲透勢,進而保證植株可從環(huán)境中吸收足夠的水分,同時維持細胞正常膨壓勢,保持細胞的正常生長[5,6]。在鹽脅迫下，根中游離態(tài)亞精胺、游離多胺和游離脯氨水平之間的平衡以及結(jié)合態(tài)之間的平衡，對大麥幼苗的耐鹽性至關(guān)重要[7,8]。OMT基因在耐鹽的大麥根中組成性表達，并且在鹽脅迫下表達水平提高了1.5倍，而對鹽敏感的大麥在根和葉中均未表達該基因[9]。大多數(shù)作物在種子萌發(fā)和早期幼苗階段對環(huán)境脅迫最為敏感[10],所以種子在發(fā)芽階段的耐鹽狀況在一定程度上反映了該物種的耐鹽程度。不同大麥種子萌發(fā)NaCl脅迫的程度不同，大致分為3個等級：耐鹽品種、不耐鹽品種和中等耐鹽品種[11]。本試驗擬對8份大麥材料種子萌發(fā)期的耐鹽性進行比較，以篩選出耐鹽性比較強的材料，為今后鹽堿地區(qū)大麥的種植提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試種子來源于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所牧草種質(zhì)中期庫，詳見表1。

表1 不同大麥種質(zhì)材料的來源及千粒重

1.2 鹽脅迫種子萌發(fā)試驗方法

首先將各材料種子用0.1%的高錳酸鉀溶液浸泡消毒5min，再以蒸餾水沖洗3次。將培養(yǎng)皿與濾紙一起用紫外照射消毒15min，然后數(shù)取50粒凈種子整齊、均勻地擺放其內(nèi)。配制不同濃度的NaCl溶液(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%、2.1%、2.4%、2.7%、3.0%)進行處理，3次重復(fù)，以蒸餾水為對照(CK)。將培養(yǎng)皿放置在溫度為25℃、光照為7200LX(16h)的人工氣候箱中進行培養(yǎng)。觀察種子發(fā)芽情況，連續(xù)4d不再有種子發(fā)芽時為發(fā)芽結(jié)束期。在發(fā)芽期間，每天定量補充蒸發(fā)的水分,每日記載種子萌發(fā)情況及發(fā)芽粒數(shù),發(fā)芽完畢后測幼苗干重，計算下列指標：發(fā)芽率(GP)=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；相對發(fā)芽率(RGi)=處理種子的發(fā)芽率/對照種子的發(fā)芽率×100%；發(fā)芽指數(shù)(GI)=ΣGt/Dt(Gt為t時間內(nèi)的發(fā)芽數(shù),Dt為發(fā)芽天數(shù))；相對發(fā)芽指數(shù)=處理種子的發(fā)芽指數(shù)/對照種子的發(fā)芽指數(shù)×100%；活力指數(shù)(GVI)=GI×幼苗的平均干重(重量單位:g)；相對活力指數(shù)=處理種子的活力指數(shù)/對照種子的活力指數(shù)×100%。

1.3 耐鹽性評價

依據(jù)相對耐鹽適宜濃度和耐鹽臨界濃度評價各種質(zhì)材料的耐鹽能力；以相對發(fā)芽率達75%的鹽分濃度作為植物種子耐鹽適宜濃度；以相對發(fā)芽率達50%的鹽分濃度作為植物種子耐鹽半致死濃度；以相對發(fā)芽率達10%的鹽分濃度作為植物種子耐鹽臨界濃度。同時,依各個指標的方差分析結(jié)果來打分,A=1分,B=2分,C=3分，D=4分，E=5分，F(xiàn)=6分,G=7分，因此總分高的耐鹽性弱，總分低的耐鹽性強。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

利用SAS 9.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對不同大麥種質(zhì)材料種子萌發(fā)的影響

由表2可知，在鹽濃度為0.3%～0.6%時，1號、3號、4號、5號和8號材料的相對發(fā)芽率均高于對照，說明低濃度鹽脅迫有促進種子萌發(fā)的作用。其中，1號材料在鹽濃度≤2.4%時的相對發(fā)芽率都較高(與對照相當)，表現(xiàn)出較強的耐鹽性；1號、8號材料的種子相對發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)出隨著鹽濃度的增加先升高后降低的趨勢，而其余材料均呈現(xiàn)出降低的趨勢。在鹽濃度為低鹽濃度0.3%和0.6%時，8號材料的相對發(fā)芽指數(shù)均較高。1號材料表現(xiàn)了對鹽分的不敏感性，隨著鹽濃度的升高，其相對發(fā)芽指數(shù)下降平緩。當鹽濃度達2.7%時，各材料間相對發(fā)芽指數(shù)差異不顯著。8號材料在低鹽濃度下表現(xiàn)出較高相對活力指數(shù)，1號、4號材料在0.6%濃度下，相對活力指數(shù)也有明顯的提高。隨著鹽濃度的提高，相對活力指數(shù)在緩慢降低，在1.2%鹽濃度下各材料的相對活力指數(shù)差異很大：3號、4號材料受鹽分抑制嚴重，相對活力指數(shù)值較?。欢?號、8號材料對鹽脅迫不敏感，受鹽脅迫程度淺，相對活力指數(shù)值較高。在高鹽濃度下，除1號材料外其他材料均受到了強抑制作用，相對活力指數(shù)值很低,接近于0。

表2 鹽脅迫下8份大麥材料的相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽指數(shù)和相對活力指數(shù)

注：表中完全不同字母表示在P<0.05水平下差異顯著。

2.2 大麥材料耐鹽性綜合評價

對各材料的相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽指數(shù)、相對活力指數(shù)等指標在不同鹽濃度脅迫下的分析表明，在1.5%鹽濃度下差異性顯著(小于1.5%時各材料之間差異不顯著，大于1.5%時對大麥材料萌發(fā)的抑制作用很大)。因此，利用在1.5%鹽濃度下各指標的方差分析結(jié)果，結(jié)合耐鹽致死濃度和耐鹽適宜范圍(表3)，對供試材料各指標進行賦值打分(表4)并進行耐鹽性大小評價，最后根據(jù)分值大小(總分高的耐鹽性弱，總分低的耐鹽性強)得出各材料的耐鹽順序為1號>2號>5號、6號、8號>7號>3號>4號。

表3 相對活力指數(shù)與鹽濃度的回歸分析

表4 供試大麥材料種子萌發(fā)期耐鹽性綜合評價

3 討論

鹽脅迫的相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽指數(shù)和相對活力指數(shù)均隨著鹽濃度的增加而呈下降趨勢，但在0.3%、0.6%低鹽濃度下，1號、4號、8號材料的相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽指數(shù)和相對活力指數(shù)值均高于對照，并達到了顯著水平，說明較低濃度的NaCl溶液對種子發(fā)芽有一定的促進作用。在2.7%、3.0%等高鹽濃度脅迫下，不同材料間相對發(fā)芽指數(shù)和相對活力指數(shù)下降率無差異，說明高鹽脅迫對大麥種子起到了較大的抑制作用。低鹽濃度脅迫可促進植物種子萌發(fā)，而高濃度則顯著抑制，這與很多研究結(jié)果是一致的[10～13]。低鹽濃度NaCl脅迫對不同材料種子萌發(fā)都有促進作用，這是因為種子在一定濃度的鹽脅迫條件下，無機鹽小分子在水溶液中可以解離為相應(yīng)的離子，滲透進入細胞降低了細胞水勢，控制種子的吸水速度，使種子緩慢吸水，增加水分的吸收量，從而提高發(fā)芽整齊度、出苗速率和成苗率。因此，在今后的大麥種子抗逆性播種中可以利用低濃度鹽溶液(0.3%、0.6%)對種子進行處理，以提高種子的出苗率。

由于不同種子的初始發(fā)芽率和初始活力指數(shù)等存在較大差異，所以選用相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽指數(shù)、相對活力指數(shù)來評價材料間的耐鹽性差異。另外，耐鹽半致死濃度和耐鹽適宜范圍在本試驗中也很好地反映了種子的耐鹽程度，因此可將其作為種子耐鹽能力評價指標的一部分。

4 結(jié)論

供試8份大麥材料的耐鹽性強弱順序為1號>2號>5號、6號、8號>7號>3號>4號，耐鹽性最強的1號材料其耐鹽適宜濃度范圍為1.16%以下，半致死濃度為1.72%，致死濃度為2.62%，可以作為耐鹽育種的親本材料，也可在鹽堿地引種栽培。在低鹽濃度下，8號材料表現(xiàn)出較強的耐鹽性，可以考慮在低濃度鹽堿地引種栽培。