崔興國
(衡水學院 河北 衡水 053000)
小麥作為我國最主要的糧食作物之一,播種面積約占耕地面積的1/3,尤其是在我國北方地區(qū),糧食作物以小麥為主[1]。萌發(fā)期是小麥對鹽脅迫最敏感的時期,其耐鹽性強弱是小麥品種能否在鹽堿土壤種植的基礎,也是小麥出苗的前提條件。但是小麥種子在發(fā)芽過程中會發(fā)生復雜的生理生化反應,需要通過測定多項生理指標來對小麥萌發(fā)期的耐鹽性進行綜合評價和鑒定。試驗對9 個小麥品種(品系),用不同NaCl濃度進行鹽處理,測定并分析各小麥品種萌發(fā)期的各項生理指標,以期為優(yōu)良、高產且耐鹽性強的小麥新品種的鑒定提供依據(jù)。
1.1 試驗材料。選用由河北省旱作研究所提供的9 個小麥品種(品系),分別為:盈億165、盈億166、盈億186、盈億187、盈億189、盈億314、濟麥22、衡4399、石麥22。
1.2 試驗方法。采用分析純氯化鈉溶液模擬鹽脅迫低、中、高3 種程度,濃度分別為50 mmol/L、100 mmol/L、200 mmol/L,以蒸餾水作為空白對照組。每個處理重復3 次。連續(xù)處理10 d 后,測定各項生理指標[2]。
2.1 鹽脅迫對不同小麥幼苗鮮重的影響。幼苗鮮重的是反映植物綜合耐鹽能力的主要生理指標,能直接說明作物遭受鹽害的程度。由表1 可以看出,在50 mmol/L 的NaCl 處理下,盈億165、盈億166、盈億186、濟麥22、衡4399、石麥22 與對照組相比鮮重增加,盈億187、盈億189、盈億314 比對照組鮮重下降;在100mmol/L 的鹽處理下,與對照組相比均表現(xiàn)鮮重下降,其中盈億186、衡4399 與,下降程度較?。辉?00 mmol/L 的鹽處理下,所有品種均比對照鮮重顯著降低,表明隨鹽脅迫程度的增加,會造成小麥幼苗鮮重明顯降低。
表1 鹽脅迫對不同品種小麥幼苗鮮重的影響 (單位: g)
2.2 鹽脅迫對不同品種小麥葉綠素含量的影響。葉綠素作為綠色植物體內參與光合作用最基本的色素,可作為鑒定植物光合能力的指標。研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫對葉綠素含量起抑制作用。由表2 可知:在50 mmol/L鹽濃度下,與對照組相比,有些小麥品種葉綠素含量表現(xiàn)增加,有些則表現(xiàn)下降,其中衡4399 增多42.7%;盈億165、盈億166、濟麥22 葉綠素增長8.11%~16.36%;盈億187、盈億189、盈億186 表現(xiàn)下降,分別降低32.81%、15.63%和14.6%。在中等鹽脅迫(100 mmol/L)下,所有品種均比對照組下降,其中石麥22 降低最多,為61.4%。在200 mmol/L 鹽濃度下,葉綠素含量與對照組相比均明顯降低,其中盈億186、盈億165 和盈億189 降低較少,分別為6.7%、7.9%、8.1%,石麥22、盈億314 和濟麥22 降低明顯,分別為63.88%、63.01%和43.28%。表明低濃度鹽脅迫下葉片的葉綠素含量不受傷害或傷害較輕,隨鹽脅迫程度的增加,幼苗葉綠素含量呈下降趨勢。
表2 鹽脅迫對不同小麥品種葉綠素含量的影響 (單位: mg/g)
2.3 鹽脅迫對不同品種小麥游離脯氨酸含量的影響。游離脯氨酸作為植物細胞內滲透調節(jié)的重要物質,其含量在受到逆境脅迫時會增加,增量的多少可體現(xiàn)出植物抗逆性的強弱,增量越多,抗逆性越強[3]。選取中等鹽脅迫(100 mmol/L)處理的幼苗,測定葉片的游離脯氨酸含量。如表3 所示,在鹽處理下,各品種小麥脯氨酸含量較對照組呈不同程度的增長,其中石麥22 的增長量最明顯,達495%;盈億166、盈億187、盈億189、盈億314、濟麥22 的增長量接近,約250%;盈億165 增長較少,為92.6%。不同品系的小麥幼苗體內游離脯氨酸含量增量不同,表明其抗性強弱不同。
表3 鹽脅迫對不同小麥游離脯氨酸含量的影響 (單位: μg/g)
2.4 鹽脅迫對不同品種小麥丙二醛含量的影響。逆境可使植物細胞遭受損害,發(fā)生膜脂過氧化反應,反應終產物丙二醛會加劇膜損傷,幼苗中丙二醛含量的高低可表明植物遭受逆境傷害的程度[4]。選取中等鹽脅迫(100 mmol/L)處理的幼苗,測定葉片的丙二醛含量。如表4 所示,各小麥幼苗在鹽處理下的丙二醛含量較對照組呈現(xiàn)不同程度的增加,其中盈億314 的增加量最大,達2 067.6%,表明其受傷害程度最重;盈億187 增加量為873.8%,盈億165、盈億166、盈億186、盈億189、石麥22 的增加量在147.1% ~668.3%,衡4399 為93.6%,濟麥22 與對照相比變化最小,僅為7.2%,表明其受傷害程度最小。
表4 鹽脅迫對不同小麥丙二醛含量的影響 (單位: mmol/kgFW)
2.5 綜合分析。由于植物的抗鹽機制并不是單一的,各指標間存在相互聯(lián)系與制約,為得到更準確可信的結果,運用隸屬函數(shù)法綜合評價各小麥品種的各項生理指標[5],得出抗鹽性:盈億166、盈億165、濟麥22、盈億187、衡4399 抗鹽性較強,盈億189、石麥22 抗鹽性較弱,盈億314、盈億186 抗鹽性最弱。
表5 鹽脅迫下9 個小麥品種(品系) 生理指標的隸屬函數(shù)值
在鹽脅迫下植物會發(fā)生不同程度的生理生化變化,幼苗鮮重、脯氨酸、丙二醛、葉綠素含量等一些與抗鹽性關系密切的指標可作為抗鹽性的鑒定指標。運用多個指標進行綜合評價,避免了單一指標的片面性,能比較全面體現(xiàn)品種的特性,使評價結果可靠和客觀。
鹽脅迫下植物的光合作用減慢,因此會影響有機物質的積累,表現(xiàn)為幼苗鮮重降低,并且和葉綠素含量的變化相一致,即有些品種的鮮重和葉綠素含量表現(xiàn)為低鹽濃度下增加,中度和重度鹽脅迫含量降低,分析原因為低濃度鹽不但沒有造成脅迫效果,反而為植物提供了生長需要的Na 和Cl 元素,促進了葉綠素的合成,提高了植物的光合作用,所以表現(xiàn)為幼苗鮮重、葉綠素含量增加;隨著鹽濃度增高,則葉綠素合成受阻,含量下降,光合作用減弱,抑制幼苗生長,幼苗鮮重降低。游離脯氨酸、丙二醛作為耐鹽性篩選的重要指標,9 個小麥品種(品系)的游離脯氨酸含量均高于對照組,試驗結果與張軍[6]等人的研究結果一致,分析認為是由于鹽脅迫導致蛋白質分解造成的。丙二醛是植物遭遇鹽脅迫造成的膜傷害產物,中度和重度鹽脅迫處理的小麥幼苗,丙二醛含量表現(xiàn)升高。綜合分析測定結果,得出9 個品種(品系)小麥的抗鹽性強弱為:盈億166>盈億165>濟麥22>盈億187>衡4399>盈億189>石麥22>盈億314>盈億186。配合后期各階段的指標測定及產量測定進行綜合分析,以期篩選出優(yōu)良高產的小麥品種。