摘要:為了研究不同苜蓿品種在硫酸鈉鹽堿脅迫下的耐受性,篩選抗性強(qiáng)的苜蓿品種,以4種紫花苜蓿品種為試材,研究50,100,150,200和250 mmol·L-1硫酸鈉脅迫對紫花苜蓿種子耐鹽堿性的影響,并運用隸屬函數(shù)法對種子萌發(fā)期的耐鹽堿能力進(jìn)行綜合評價。結(jié)果表明,4種苜蓿品種種子在不同濃度硫酸鈉脅迫下種子萌發(fā)指標(biāo)(發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù))和芽苗生長指標(biāo)(胚根長度、胚軸長度、單株鮮重和單株干重)均表現(xiàn)出不同的變化趨勢,100 mmol·L-1 的鹽堿濃度能較好地反映苜蓿品種間的耐鹽堿性差異,其中WL343HQ苜蓿種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的耐鹽堿系數(shù)最高,分別為44.08,20.00,20.73和20.55,WL343HQ苜蓿芽苗胚根長度、胚軸長度和龍牧806苜蓿芽苗單株鮮重和單株干重的耐鹽堿系數(shù)最高,分別為49.93,29.38,48.55和69.23。對種子萌發(fā)期各指標(biāo)耐鹽堿系數(shù)的隸屬函數(shù)值和綜合評價D值分析可知,4種苜蓿品種的耐鹽堿性依次為WL343HQ>W(wǎng)L525HQ>龍牧806>龍牧807,本研究選擇的4個苜蓿品種對硫酸鈉的抗性有較大差異,其中WL343HQ抗鹽堿能力最強(qiáng)。
關(guān)鍵詞:紫花苜蓿;鹽堿脅迫;種子萌發(fā);隸屬函數(shù)法;綜合評價
鹽堿脅迫是一種常見的非生物脅迫,主要通過滲透作用和離子毒性抑制種子萌發(fā),極大程度地限制了植物的生長和發(fā)育[1-2]。在植物生長發(fā)育過程中,種子的萌發(fā)期是對鹽堿脅迫最為敏感和最為關(guān)鍵的時期,因此該階段抗鹽堿能力強(qiáng)弱可以衡量植物的抗鹽堿能力[3-4]。鹽堿脅迫下植物種子的萌發(fā)和芽苗的生長等性狀指標(biāo)均遭受不同程度的危害[5-7],而中國東北鹽堿化土地的主要致害鹽堿為NaCl、Na2SO4、Na2CO3和NaHCO3[8-9],目前鹽堿地改良利用的主要措施是種植耐鹽堿作物,因此,挖掘耐鹽堿牧草品種(系)對實現(xiàn)牧草高產(chǎn)尤為重要 [9-10]。
紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一種營養(yǎng)價值豐富的豆科牧草,具有產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)、易于家畜消化等特點[11],與其他牧草相比,具有更高的耐鹽堿性和改善土壤鹽堿化的能力,可作為修復(fù)鹽堿化土壤的理想牧草[12]。生長在鹽堿地的苜蓿在生長發(fā)育的各階段都受到一定鹽堿脅迫的影響,對種子萌發(fā)階段脅迫效應(yīng)遠(yuǎn)高于其他生長發(fā)育階段。在苜蓿種子萌發(fā)期耐鹽種質(zhì)篩選和綜合評價研究中,前人主要集中在NaCl脅迫,而對硫酸鈉脅迫的研究相對比較少,馬亞麗等[13]報道Na2SO4對7個苜蓿品種種子發(fā)芽的影響,其中新牧1號雜花苜蓿耐鹽性最強(qiáng),Na2SO4脅迫下種子萌發(fā)的耐受臨界濃度為99~141 mmol·L-1;武祎等[14]選用兩種中性鹽(NaCl、Na2SO4 )和兩種堿性鹽(Na2CO3、NaHCO3) 對黃花苜蓿種子發(fā)芽的影響進(jìn)行研究,隨著鹽和堿脅迫濃度的增加,種子發(fā)芽率和發(fā)芽速度降低,且堿性鹽的脅迫作用大于中性鹽。不同的苜蓿品種對鹽堿的抗性表現(xiàn)不同,本研究利用隸屬函數(shù)法,對4個紫花苜蓿種質(zhì)材料進(jìn)行萌發(fā)期耐鹽堿性綜合評價,初步篩選出抗鹽堿脅迫能力強(qiáng)的苜蓿品種,以期為鹽堿土種植紫花苜蓿和提高其產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
以4種國內(nèi)外不同的紫花苜蓿品種種子為試驗材料,分別為龍牧806(中國黑龍江)、龍牧807(中國黑龍江)、WL525HQ(美國)、WL343HQ(美國),其種子由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)分院提供。
1.2 方法
1.2.1 試驗設(shè)計
試驗于2019年春季于齊齊哈爾大學(xué)生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院進(jìn)行。供試的每個苜蓿品種種子各挑選600粒,均勻擺放在鋪有兩層濾紙的發(fā)芽盒中,將不同濃度的 Na2SO4 溶液(50,100,150,200 和 250 mmol·L-1)約20 mL分別倒入發(fā)芽盒中,對苜蓿種子進(jìn)行脅迫處理,對照組(CK)用蒸餾水,每天稱重補(bǔ)水維持脅迫液的濃度,各處理濃度設(shè)有3個生物學(xué)重復(fù)。將發(fā)芽盒置于25 ℃光照培養(yǎng)箱中,光周期為光照16 h/黑暗8 h,光照強(qiáng)度為108 μmol·m-2·s-1,每隔24 h觀察發(fā)芽種子個數(shù),觀察萌發(fā)總天數(shù)為7 d。
1.2.2 測定項目及方法
試驗期間以胚根長度大于種子長度的1/2作為種子發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn),直到第7天發(fā)芽試驗結(jié)束。測定發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根長度和胚軸長度等指標(biāo)。采用以下的公式進(jìn)行計算。
發(fā)芽率(%)= G7/N×100
式中,G7為試驗結(jié)束后的發(fā)芽種子數(shù),N為總種子數(shù)。
發(fā)芽勢(%)=G3/N×100
式中,G3為試驗第3天發(fā)芽種子數(shù)。
發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt
式中,Gt 為相對應(yīng)的每天種子發(fā)芽數(shù),D7為相應(yīng)的發(fā)芽試驗天數(shù)。
活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×平均主根長
種子萌發(fā)結(jié)束后,在每個發(fā)芽盒中取10株長勢基本一致的芽苗,用直尺測量每株的胚根長度(Radicle Length,RL)和胚軸長度(Hypocotyl Length,HL),對不同處理下的 10 株芽苗的胚根和胚軸長度取平均值。將芽苗用吸水紙吸干其上的水分,后稱量 10 株芽苗的總鮮重,對稱量完鮮重的芽苗在 60 ℃下烘干至恒重即為總干重,分別計算單株質(zhì)量,3次平均值即為芽苗的單株鮮重(Fresh Weight,F(xiàn)W)和單株干重(Dry Weight,DW)。
1.2.3 耐鹽性評價及分析
用不同鹽濃度下的測定值和對照組測定值計算單項指標(biāo)耐鹽堿系數(shù)。
耐鹽堿系數(shù)(%)=(不同鹽濃度處理下平均測定值/對照組測定值)×100(1)
運用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對各指標(biāo)的耐鹽系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,對測定數(shù)據(jù)運用模糊數(shù)學(xué)隸屬度公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
式中,U(Xij)為第i個品種第j項指標(biāo)的隸屬度;Xij表示第i個品種第j項指標(biāo)測定值;Xmax、Xmin分別為 j 項指標(biāo)的最大值和最小值。
各綜合指標(biāo)權(quán)重和綜合評價值的計算:采用標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法,用公式(3)計算標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)(Vj),經(jīng)公式(4)歸一化后得到各個耐鹽堿指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)(Wj),再計算耐鹽堿綜合評價值(D)。
式中,X-ij 表示第i個品種第 j 個指標(biāo)平均值;V j表示第 j 個指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù);Wj 表示第 j 個指標(biāo)權(quán)重系數(shù);D 表示各材料的綜合評價值。
1.2.4 數(shù)據(jù)分析
利用SPSS 21.0 統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05),采用 Excel 2020 對各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和耐鹽堿系數(shù)計算,結(jié)合隸屬函數(shù)法求出不同供試品種的D值并排序。
2 結(jié)果與分析
2.1 鹽堿脅迫對苜蓿種子萌發(fā)性狀的影響
2.1.1 發(fā)芽率和發(fā)芽勢
由圖 1 可知,在未經(jīng) Na2SO4 脅迫時,除龍牧807外其他 3 個品種種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均較高,龍牧806發(fā)芽率和發(fā)芽勢均最高。經(jīng) Na2SO4 脅迫后,與 CK 比較各品種種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢均隨脅迫濃度的增加呈不同程度下降,WL343HQ種子發(fā)芽率高于其他3個品種,除50 mmol·L-1的WL525HQ和WL343HQ種子的發(fā)芽率與CK差異不顯著外,其他脅迫組種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢均顯著低于CK(Plt;0.05)。
在 Na2SO4 脅迫濃度為100 mmol·L-1 時,龍牧806、龍牧807、WL525HQ和WL343HQ種子發(fā)芽率分別比CK降低了72.62%、73.62%、39.22%和25.10%,發(fā)芽勢分別比CK降低了72.62%、84.21%、80.08%和74.67%,該濃度下龍牧806和龍牧807發(fā)芽率顯著低于WL525HQ和WL343HQ,龍牧806發(fā)芽勢高于其他3個品種,且與 CK 比較龍牧807發(fā)芽率和發(fā)芽勢下降幅度最大。鹽堿脅迫濃度為200~250 mmol·L-1 時,其種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢極低或種子未能萌發(fā),說明高濃度Na2SO4 脅迫對4種苜蓿種子的萌發(fā)產(chǎn)生了明顯的抑制作用。
2.1.2 發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)
由圖 2 可知,在未經(jīng) Na2SO4 脅迫時,4個品種的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)整體較高,WL525HQ種子發(fā)芽指數(shù)和龍牧807種子活力指數(shù)均最高,分別為164.95和8 792.96。經(jīng) Na2SO4 脅迫后,與 CK 比較各品種種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均隨鹽堿脅迫濃度的增加呈不同程度下降趨勢,鹽堿脅迫組苜蓿種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)與 CK 比較差異均顯著。
在 Na2SO4 脅迫濃度為100 mmol·L-1 時,龍牧806、龍牧807、WL525HQ、WL343HQ種子發(fā)芽指數(shù)分別比CK降低了88.70%、85.11%、74.16% 和 67.68%,活力指數(shù)分別比CK降低了94.39%、95.82%、88.49% 和76.50%,且該濃度下龍牧806、龍牧807發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)低于WL525HQ、WL343HQ,且與 CK 比較龍牧806發(fā)芽指數(shù)和龍牧807活力指數(shù)下降最大。鹽堿脅迫濃度為200~250 mmol·L-1 時,幾乎完全抑制苜蓿種子活力和胚根生長及發(fā)育,致使種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)無法測定。
2.2" 鹽堿脅迫對苜蓿芽苗生長指標(biāo)的影響
2.2.1 胚根和胚軸長度
由圖 3 可知,在未經(jīng) Na2SO4 脅迫時,4個品種中龍牧807芽苗的胚根和胚軸長度較長,分別為73.187 mm和18.96 mm。Na2SO4 脅迫后,與 CK 比較各品種芽苗胚根和胚軸長度均隨鹽堿脅迫濃度的增加而不同程度下降,除50 mmol·L-1的WL525HQ芽苗的胚根長度與CK差異不顯著外,其他各芽苗胚根和胚軸長度與CK比較差異均顯著。
在50 mmol·L-1 Na2SO4 脅迫下,能夠促進(jìn)龍牧806和WL343HQ芽苗胚根的生長,Na2SO4 濃度超過100 mmol·L-1 時,各品種芽苗胚根和胚軸長度均低于CK,在Na2SO4濃度達(dá)到 200 mmol·L-1 以上時,培養(yǎng)的芽苗出現(xiàn)壞死現(xiàn)象,無法測定其芽苗的胚根和胚軸長度。Na2SO4 濃度為 100 mmol·L-1 時,龍牧806、龍牧807、WL525HQ、WL343HQ芽苗的胚根長度分別比 CK 降低了50.00%、72.02%、55.47%和27.24%,胚軸長度分別比 CK 降低了69.37%、74.41%、73.71%和47.90%,該濃度下龍牧806、龍牧807胚根和胚軸長度低于WL525HQ、WL343HQ,且與 CK 比較龍牧807芽苗胚根和胚軸長度下降幅度最大。
2.2.2 單株鮮重和單株干重
由圖 4 可知,在未經(jīng) Na2SO4脅迫時,4個品種中WL343HQ芽苗的單株鮮重和單株干重最大,分別為29.483 mg和3.017 mg。除龍牧807和WL525HQ芽苗的單株鮮重外,其他各鹽堿脅迫組芽苗的單株鮮重和單株干重均隨鹽脅迫濃度的增加呈下降的變化趨勢,除50 mmol·L-1 Na2SO4脅迫濃度的龍牧806單株干重外,其他各苜蓿芽苗單株鮮重和單株干重均低于 CK。
50 mmol·L-1 Na2SO4 脅迫可促進(jìn)龍牧806芽苗單株干重的增加,其他各鹽堿脅迫組的單株鮮重和單株干重均低于CK,鹽堿濃度達(dá)到 200 mmol·L-1 以上時,培養(yǎng)的苜蓿芽苗均死亡,無法測定其鮮重和干重。鹽堿濃度為 100 mmol·L-1 時,龍牧806、龍牧807、WL525HQ、WL343HQ單株鮮重分別比 CK 降低了12.65%、25.87%、9.67%和34.63%,單株干重分別比CK增加了21.74%、降低了10.52%、22.00% 和37.79%,該濃度下龍牧806、龍牧807單株鮮重和單株干重低于WL525HQ、WL343HQ,且與CK比較WL343HQ芽苗單株鮮重和單株干重下降幅度最大。
2.3 耐鹽系數(shù)及相關(guān)性分析
2.3.1 耐鹽堿系數(shù)
耐鹽堿系數(shù)是耐鹽堿性評價的一個指標(biāo)[15]。由表1可知,各單項指標(biāo)的耐鹽系數(shù)在4個苜蓿品種間變化不一。WL343HQ苜蓿種子在發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的耐鹽系數(shù)均最高,分別為44.08,20.00,20.73和20.55;而龍牧806苜蓿種子在發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的耐鹽系數(shù)均最低,分別為18.40,18.40,9.54和9.54,說明 Na2SO4 脅迫對WL343HQ苜蓿種子萌發(fā)和活力的影響均低于其他3個苜蓿品種。
而在芽苗生長指標(biāo)變化上,WL343HQ在胚根長度、胚軸長度和龍牧806芽苗在單株鮮重、單株干重的耐鹽系數(shù)均最高,分別為49.93,29.38,48.55和69.23;龍牧807芽苗在胚根長度、胚芽長度、單株鮮重和WL343HQ芽苗單株干重的耐鹽系數(shù)均最低,分別為21.96,17.69,38.89和37.35,說明 Na2SO4 脅迫對苜蓿芽苗生長性狀指標(biāo)的影響不同。
2.3.2 相關(guān)性分析
對 8 個數(shù)量性狀進(jìn)行相關(guān)性分析(表 2),結(jié)果表明測定的苜蓿性狀中有5對性狀顯著相關(guān)(α=0.05),其中發(fā)芽率與發(fā)芽勢和活力指數(shù)、發(fā)芽勢與活力指數(shù)、胚根長度與胚軸長度之間顯著正相關(guān),發(fā)芽指數(shù)和單株干重顯著負(fù)相關(guān)性(α=0.05),且這5對性狀間相關(guān)系數(shù)均為 0.95 以上,其他各指標(biāo)間均有一定的正相關(guān)和負(fù)相關(guān),說明鹽堿脅迫下苜蓿不同農(nóng)藝性狀之間具有一定關(guān)聯(lián)性。
2.4 隸屬函數(shù)值及耐鹽性綜合評價
單一指標(biāo)的應(yīng)用不能準(zhǔn)確反映Na2SO4脅迫對苜蓿種子萌發(fā)的脅迫效應(yīng)。由表3各指標(biāo)耐鹽系數(shù)綜合評價 D 值的變化可知,4 種苜蓿品種在 Na2SO4 脅迫下,綜合評價 D 值由大到小排序為:WL343HQ>W(wǎng)L525HQ>龍牧806>龍牧807,表明WL343HQ耐 Na2SO4 脅迫的能力最強(qiáng),兩個國外苜蓿品種的耐鹽堿能力高于兩個國內(nèi)苜蓿品種。
3 討論
3.1 硫酸鈉脅迫對苜蓿種子萌發(fā)的影響
種子萌發(fā)期是植株生長發(fā)育的初始,對鹽堿脅迫最為敏感,決定了植物在鹽堿環(huán)境下的生長狀況和后期是否能生長發(fā)育[16-17]。鹽堿脅迫下植物種子的發(fā)芽率等萌發(fā)性狀常受到不同程度的危害。本研究在種子萌發(fā)期對不同苜蓿品種的耐鹽性進(jìn)行比較研究,隨著硫酸鈉濃度的增加,種子萌發(fā)指標(biāo)受到不同程度抑制,鹽堿濃度超過150 mmol·L-1時,影響苜蓿種子的活力,致使種子無法萌發(fā),表明硫酸鈉造成的滲透脅迫和離子毒害的抑制作用。這與高昆等[18]研究 Na2SO4脅迫對紫蘇種子萌發(fā)和任琴等[19]研究硫代硫酸鈉對小麥種子萌發(fā)影響的抑制觀點一致。種子萌發(fā)后期的生長發(fā)育及對環(huán)境的耐受性直接關(guān)系到芽苗是否能成苗。本研究從芽苗的胚根長度、胚軸長度、鮮重、干物質(zhì)量變化分析,一定鹽害影響苜蓿芽苗生長和發(fā)育,當(dāng)硫酸鈉濃度達(dá)到 150 mmol·L-1時,苜蓿芽苗生長緩慢,超過200 mmol·L-1 時,培養(yǎng)的芽苗腐爛壞死,這和司馬義·巴拉提[20-21]研究3種鹽脅迫對光果甘草和苦豆子芽苗生長影響的抑制作用相符。
3.2 苜蓿耐鹽性綜合評價
植物的耐鹽堿性是復(fù)雜的數(shù)量性狀,常表現(xiàn)在形態(tài)和生理上的多樣性,僅用一兩個指標(biāo)無法全面反映植物的耐鹽堿性,應(yīng)根據(jù)各指標(biāo)和植物受抑制程度進(jìn)行權(quán)重分配[22-23]。耐鹽系數(shù)反映了對照和處理間的各指標(biāo)比較結(jié)果,常用作評價作物耐鹽性的標(biāo)準(zhǔn)[24-26]。本研究以8項指標(biāo)的耐鹽系數(shù)為基礎(chǔ),得到不同苜蓿品種種子萌發(fā)期的耐鹽堿性綜合評價D值,單一萌發(fā)指標(biāo)與綜合評價D值的耐鹽堿性評價結(jié)果間存在不一致現(xiàn)象,如本研究選擇的4種不同苜蓿品種中,龍牧807芽苗胚根和胚軸長度的耐鹽系數(shù)最高,但其綜合評價D值卻最低,因此為保證評價結(jié)果的準(zhǔn)確性,在苜蓿種質(zhì)資源的耐鹽性評價中應(yīng)選擇多個指標(biāo)進(jìn)行綜合評價。這與張靜等[27]研究燕麥種質(zhì)資源耐鹽堿性鑒定時運用綜合評價的方法可系統(tǒng)地反映種質(zhì)資源的耐鹽堿性差異觀點是一致的。通過賦予種子萌發(fā)各性狀指標(biāo)耐鹽系數(shù)的權(quán)重,獲得硫酸鈉脅迫下WL343HQ綜合D值排名第一,龍牧807綜合D值排名最后,研究結(jié)果可為耐鹽堿性優(yōu)質(zhì)苜蓿的選育提供一定理論依據(jù)。同時本研究未對硫酸鹽與其他鹽堿混合進(jìn)行不同苜蓿品種抗鹽堿性篩選,將在今后的研究中作進(jìn)一步探討。
4 結(jié)論
本研究以4種苜蓿種質(zhì)為材料,分析Na2SO4 脅迫對其種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根長、胚芽長、單株鮮重和單株干重的影響,并對種子萌發(fā)階段耐鹽堿性進(jìn)行綜合評價。隨著Na2SO4 脅迫濃度的增加,苜蓿種子的萌發(fā)指標(biāo)和芽苗生長指標(biāo)均呈不同程度下降趨勢,當(dāng)Na2SO4 濃度大于100 mmol·L-1時,鹽堿脅迫對各品種種子萌發(fā)的抑制作用明顯加重,4種苜蓿品種種子萌發(fā)階段耐鹽堿性由高到低依次為WL343HQ>W(wǎng)L525HQ>龍牧806>龍牧807,生產(chǎn)中可優(yōu)先選擇WL343HQ作為改良硫酸鹽堿含量高的鹽堿地的優(yōu)良品種。
參考文獻(xiàn):
[1]董飛,王燁楠,朱嬌,等.NaCl脅迫對5種菊科植物種子萌發(fā)的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2021,53(11):45-50.
[2]LI J, YIN L Y, JONGSMA M A,et al. Effects of light, hydropriming and abiotic stress on seed germination, and shoot and root growth of pyrethrum (Tanacetum cinerariifolium)[J]. Industrial Crops and Products, 2011, 34(3): 1543-1549.
[3]朱建峰,張會龍,楊秀艷,等.35個白榆優(yōu)良家系種子萌發(fā)期耐鹽堿性評價[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2020,29(9):1417-1429.
[4]張慶昕,張玉霞,劉慶鵬,等.33個油用向日葵品種種子萌發(fā)期抗鹽堿性的綜合評價[J].種子,2015,34(11):23-25,30.
[5]李珍,云嵐,張玉霞,等.10個飼用燕麥品種種子萌發(fā)期耐鹽堿性的綜合評價[J].種子,2019,38(11):90-95.
[6]HOSSEINI M K, POWELL A A, BINGHAM I J. Comparison of the seed germination and early seedling growth of soybean in saline conditions[J].Seed Science Research,2002,12(3):165-172.
[7]WANG L X, FANG C, WANG K. Physiological responses of Leymus chinensisto long-term salt, alkali and mixed salt-alkali stresses[J]. Journal of Plant Nutrition, 2015, 38(4): 526-540.
[8]ALMODARES A, HADI M R, DOSTI B. Effects of salt stress on germination percentage and seedling growth in sweet Sorghum cultivars[J]. Journal of Biological Sciences, 2007, 7(8): 1492-1495.
[9]楊春武,李長有,張美麗,等.鹽、堿脅迫下小冰麥體內(nèi)的pH及離子平衡[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2008,19(5):1000-1005.
[10]DENG X X,ZHANG X Q,SONG X J,et al. Response of transgenic rice at germination traits under salt and alkali stress[J]. African Journal of Agricultural Research,2011,6(18):4335-4339.
[11]張慧敏,高永,程波,等.接種根瘤菌后3個紫花苜蓿品種耐鹽性綜合評價[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2020,48(2):40-46.
[12]余如剛,王雪茄,王國良,等.紫花苜蓿品種苗期耐鹽性分析及評價指標(biāo)篩選[J].草地學(xué)報,2022,30(7):1781-1789.
[13]馬亞麗,阿不來提·阿不都依木,孫宗玖,等.NaCl,Na2SO4脅迫對苜蓿種子發(fā)芽及幼苗生長的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,28(4):20-23.
[14]武祎,田雨,張紅香,等.鹽、堿脅迫與溫度對黃花苜蓿種子發(fā)芽的影響[J].草業(yè)科學(xué),2015,32(11):1847-1853.
[15]劉藝平,張一琪,蘇少文,等.不同品種荷花耐鹽堿性評價及鑒定指標(biāo)篩選[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報,2023,35(1):103-111.
[16]吳秀寧,趙麟,徐芳琴,等.鹽脅迫下黑小麥的萌發(fā)特性及耐鹽評價指標(biāo)與耐鹽種質(zhì)的篩選[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2023,51(3):19-26.
[17]WAN H P, WEI Y K, QIAN J L, et al. Association mapping of salt tolerance traits at germination stage of rapeseed (Brassica napus L.)[J]. Euphytica, 2018, 214(10): 190.
[18]高昆,柳曉春.Na2SO4 脅迫對紫蘇種子萌發(fā)及其幼苗生理特性的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué), 2020, 26(11): 23-27.
[19]任琴,白雪,周速芳.硫代硫酸鈉對小麥種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2001,35(3):209-210.
[20]司馬義·巴拉提.3種鹽脅迫對光果甘草種子萌發(fā)的影響研究[J].種子,2014,33(10):15-19.
[21]司馬義·巴拉提.3種鹽脅迫對苦豆子種子萌發(fā)的影響研究[J].種子,2016,35(10):47-50.
[22]李雪,沙栢平,高雪芹,等.不同紫花苜蓿種質(zhì)材料萌發(fā)期耐鹽性鑒定與綜合評價[J].草地學(xué)報,2020,28(2):437-445.
[23]梁瀟,侯向陽,王艷榮,等.羊草種質(zhì)資源耐鹽堿性綜合評價[J].中國草地學(xué)報,2019,41(3):1-9.
[24]李詩琴,于洪柱,劉藝杉,等.混合鹽堿脅迫對16個紫花苜蓿品種萌發(fā)期的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2020,48(3):194-198.
[25]朱琨,劉驊峻,馮成龍,等.鹽脅迫對不同苜蓿品種種子萌發(fā)的耐鹽性綜合評價[J].草地學(xué)報,2023,31(12):3724-3733.
[26]余如剛,張迪,余心悅,等.13種小白菜苗期耐鹽比較分析及耐性指標(biāo)篩選[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)),2022,37(1):24-31.
[27]張靜,高文博,晏林,等.燕麥種質(zhì)資源耐鹽堿性鑒定評價及耐鹽堿種質(zhì)篩選[J].作物學(xué)報,2023,49(6):1551-1561.
Effects of Salt-Alkali Stress on Seed Germination Traits of Alfalfa and Its Salt Tolerance Evaluation
CHEN Xuemei1,LIU Huajun2,YANG Zhao3,ZHU Kun4,LI Bo4
Abstract:In order to study the tolerance of different alfalfa varieties under sodium sulfate alkali stress and screen for alfalfa varieties with strong resistance, four alfalfa varieties were used as experimental materials.The effect of different concentrations of sodium sulfate (50, 100, 150, 200, 250 mmol·L-1) on salt-alkali tolerance of different alfalfa varieties’ seeds were studied. And the membership function method to comprehensively evaluate the salt-alkali tolerance of seeds during the germination period was used. The results showed that different alfalfa varieties exhibited different trends in seed germination indicators (germination rate, germination potential, germination index, vitality index) and seedling growth indicators (embryonic root length, embryonic axis length, fresh weight per plant, and dry weight per plant) under different concentrations of sodium sulfate stress. A salt-alkali concentration of 100 mmol·L-1 can effectively reflected the differences in salt-alkali tolerance among alfalfa varieties. The WL343HQ alfalfa seeds had the highest salt-alkali tolerance coefficients for germination rate, germination potential, germination index, and vitality index, with values of 44.08, 20.00, 20.73 and 20.55, respectively. The WL343HQ alfalfa sprouts had the highest salt-alkali tolerance coefficients for embryonic root length, embryonic axis length, and fresh and dry weight per plant of Longmu 806 alfalfa sprouts, with values of 49.93, 29.38, 48.55 and 69.23, respectively. According to the analysis of the membership function values and comprehensive evaluation D-values of the salt alkali tolerance coefficients of various indicators during the seed germination period, the salt-alkaline tolerance of the four alfalfa varieties was as follows: WL343HQgt;WL525HQgt;Longmu 806gt; Longmu 807. The four selected alfalfa varieties had significant differences in resistance to sodium sulfate salt alkali,WL343HQ had the strongest sal-alkali resistance.
Keywords:alfalfa;salt-alkali stress;seed germination;membership function method;comprehensive evaluation
收稿日期:2024-01-25
基金項目:科技創(chuàng)新2030—重大項目(2022ZD04012);黑龍江省省屬高等學(xué)?;究蒲袠I(yè)務(wù)費科研項目(145109312,135409216,YSTSXK201886);2021年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(國家級重點領(lǐng)域,202110232012);2022年黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(S202210232024,S202210232026S)。
第一作者:陳雪梅(1989-),女,碩士,中學(xué)一級教師,從事生物學(xué)研究。E-mail:1047193299@qq.com。
通信作者:李波(1962-),女,學(xué)士,教授,從事細(xì)胞生物學(xué)研究。E-mail:libo1962@163.com。