盐胁迫下黑小麦的萌发特性及...盐评价指标与耐盐种质的筛选_吴秀宁.pdf

书书书贵州农业科学 ，（）：收稿日期：基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目“栽培措施对旱地小麦商麦 产量和品质的调控效应及其生理基础探究”（）；商洛学院科学与技术研究基金项目“不同播期下商麦系列小麦品种（系）农艺性状分析及其抗寒生理机制研究”（）；商洛市科技计划项目“黑色小麦综合开发应用关键技术研究”（）作者简介：吴秀宁（），女，讲师，硕士，从事作物高产栽培与耕作模式优化研究。：盐胁迫下黑小麦的萌发特性及耐盐评价指标与耐盐种质的筛选吴秀宁，赵麟，徐芳琴，张军，于浩世，王新军（商洛学院 健康管理学院，陕西 商洛 ；洛南县四皓街道办农业综合服务站，陕西 洛南 ；商洛学院生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 ）摘要：【目的】研究盐胁迫对黑小麦萌发特性的影响，并进行耐盐性综合评价，为黑小麦萌发期耐盐指标筛选和耐盐品种的评价提供参考。【方法】溶液模拟盐胁迫下，测定份黑小麦的发芽势、发芽率、主胚根长、芽长、根干重、芽干重、根冠比和贮藏物质转运率个萌发性状指标，利用隶属函数法并通过聚类分析对黑小麦品种耐盐性进行综合评价。【结果】盐胁迫后，黑小麦发芽势、发芽率、芽长和贮藏物质转运率呈下降规律；主胚根长、根干重和芽干重呈下降趋势；根冠比变化趋势因品种而异。发芽势、发芽率、主胚根长、芽长和根干重在萌发期耐盐性评价指标中占有较大权重，可将此指标作为黑小麦萌发期耐盐性筛选的有效指标。份黑小麦品种的耐盐性分为高耐盐型、中等耐盐型和弱耐盐型类。【结论】筛选出黑小麦萌发期耐盐性评价指标为发芽势、发芽率、主胚根长、芽长和根干重。份黑小麦品种中，杨紫号属高耐盐型，珍选号、秦紫号、珍选号、西黑 和黑优号属中等耐盐型，秦紫号属弱耐盐型。关键词：黑小麦；萌发期；耐盐性；聚类分析；指标筛选中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；，；，）：【】，【】，【】，；，；，【】，；，；：；引言【研究意义】土壤盐渍化是限制作物生产的主要非生物胁迫因子之一，全球盐碱地面积约 亿，我国盐碱化土地面积近亿，潜 在 盐 碱 地 面 积 约 万。受不合理灌溉和耕作影响，农田次生盐渍化呈加剧趋势。开发利用盐碱地，对于保障粮食安全和改善生态环境具有重要的意义。选用耐盐作物品种是开发利用、改良、控制盐碱地的有效途径。小麦是世界范围内主要的粮食作物，约 世界人口以小麦作为主要食物。因此，研究盐胁迫对小麦萌发特性的影响，并筛选小麦耐盐品种应用于盐渍化土壤，对我国粮食安全具有现实意义。【前人研究进展】受世界人口增加和耕地资源约束，人们对小麦耐盐性研究愈发关注。萌动发芽是小麦生命历程的开始，是小麦耐盐的关键时期。在盐渍土壤中，小麦会出现发芽率低、出苗延迟、生长不整齐、缺苗断垄等，生长发育受到明显抑制。利用 模拟盐胁迫已成为小麦萌发期耐盐性鉴定的主要方法，并筛选出发芽率、发 芽 率、胚 芽 鞘 长 度、苗 高 等 可 靠 指标，。在分析方法上，多采用隶属函数法综合分析品种耐盐性，。【研究切入点】黑小麦是普通小麦的重要组成部分，因其含有丰富的营养物质、表现出特殊的保健功效而被人们关注。目前有关黑小麦的研究多集中在品种选育 和营养加工 等方面，有关黑小麦耐盐性研究尤其是萌发期的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以份黑小麦为材料，溶液模拟盐胁迫，测定其萌发指标，并采用隶属函数分析法综合评价供试材料的耐盐性，以期为黑小麦品种选用和萌发期耐盐性鉴定提供参考。材料与方法 试验材料参试材料为份黑小麦品种，分别为珍选号（）、珍 选号（）、西 黑（）、杨紫号（）、秦紫号（）、秦紫号（）和黑优号（），黑优号为商洛学院旱地小麦育种团队选育，其余材料种子由商洛市秦岭植物良种繁育中心收集和保存。试验设计设个盐浓度（、和）进行预试验，筛选耐盐性鉴定的适宜盐浓度。预试验筛选出 为黑小麦萌发期耐盐性筛选的理想鉴定浓度。盐胁迫试验以份黑小麦为对象，在盐浓度 条件下，考察黑小麦萌发期耐盐性。人工精选大小基本一致的黑小麦种子，经 酒精溶液消毒 后自来水冲洗次。将种子腹沟朝下放置于铺有双层滤纸的培养皿内，每个培养皿放入 粒小麦种子，加入 盐溶液，并以蒸馏水作对照，将培养皿置于恒温培养箱中（）培养，每个处理次重复。测定指标与方法以胚芽生长超过种子长度的或胚根超过种子长度的为种子发芽标准。在培养第天测定发芽势，第天测定发芽率。发芽结束后每个培养皿挑选长势一致的幼苗，测定最大主胚根长和芽长。按照根、种子、芽分开，随后用滤纸包裹后 烘箱中杀青 ，烘，称取干重。计算发芽势、发芽率、根冠比、贮藏物质转运率，计算各项指标的耐盐系数和综合耐盐系数（品种所有测定指标耐盐系数的平均值）。发芽势第天发芽种子数供试种子总数 发芽率第天发芽种子数供试种子总数 贮藏物质转运率（芽干重根干重）（芽干重根干重残留种子干重 耐盐系数盐胁迫下测定值空白对照测定值 耐盐性评价以供试品种不同指标的耐盐系数为依贵 州 农 业 科 学据，加权隶属函数法 求得耐盐性综合评价值。值越大，表示该品种的耐盐性最强。（）（）（），、（）（|），、式中，（）为第个指标的隶属函数值；为第个品种第个指标的耐盐系数；、为各参试品种中第个指标耐盐系数的最大值和最小值。为第个指标耐盐系数与综合耐盐系数间的相关系数，|为指标权重，表示第个指标在所有指标中的重要程度。数据分析利用 进行数据整理，进行统计分析。结果与分析 盐胁迫黑小麦的发芽势和发芽率由图可看出盐胁迫后黑小麦发芽势和发芽率的变化。发芽势：盐胁迫处理黑小麦发芽势较空白对照明显降低，其中，秦紫号发芽势降幅最大，为 ；秦紫号次之，为 ；杨 紫号 降 幅 最 小，为 ；其 余 品 种 降 幅 在 。发芽率：盐胁迫后黑小麦发芽率较空白对照有不同程度下降，其中，秦紫号发芽率降幅最大，为 ；秦紫号降幅次 之，为 ；西 黑 降 幅 最 小，为 ；其余品种降幅在 。盐胁迫黑小麦的主胚根长和芽长由图可看出盐胁迫后黑小麦主胚根长和芽长的变化。主胚根长：盐胁迫后黑小麦品种主胚根长较空白对照呈下降趋势，其中，秦 紫号 主 胚 根 长 降 幅 最 大，降 幅 为 ；杨 紫号 降 幅 最 小，降 幅 为 ；珍选号、珍选号、秦紫号和黑优号降幅在 ；西黑 图盐胁迫处理个黑小麦品种的发芽势和发芽率 图盐胁迫处理个黑小麦品种的主胚根长和芽长 期吴秀宁 等盐胁迫下黑小麦的萌发特性及耐盐评价指标与耐盐种质的筛选主胚根长则较对照高，增幅为 。芽长：盐胁迫后黑小麦芽长较空白对照表现出下降规律，其中，秦紫号芽长降幅最大，为 ；秦紫号降幅次之，为 ；杨紫号降幅最小，为 ；其余品种降幅在 。盐胁迫黑小麦的根干重和芽干重由图可看出盐胁迫后黑小麦根干重和芽干重的变化。根干重：盐胁迫后黑小麦根干重较空白对照呈下降趋势，其中，秦紫号根干重降幅最大，达 ；杨紫号降幅最小，为 ；珍选号、珍选号、西黑 和黑优号降幅在 ；盐胁迫后秦紫号根干重则较对照高 。盐胁迫后黑小麦芽干重绝大多数呈下降趋势，其 中，珍 选号 芽 干 重 降 幅 最 大，为 ；珍选号和西黑 降幅次之，分别为 和 ；黑优号、秦紫号和秦 紫号 降 幅 相 对 较 小，在 ；盐胁迫后杨紫号芽干重较空白对照高 。图盐胁迫处理个黑小麦品种的根干重与芽干重 盐胁迫黑小麦的根冠比和贮藏物质转运率由图可看出盐胁迫后黑小麦根冠比和贮藏物质转运率的变化。根冠比：盐胁迫后，珍选号、珍选号和秦紫号根冠比较对照分别增加 、和 ，秦紫号、杨紫号、西黑 和黑优号根冠比则较对照下降 、和 。贮藏物质转运率：盐胁迫后黑小麦贮藏物质转运率较空白对照下降，其中，西黑 降幅最大，为 ；珍选号降幅次之，为 ；黑 优号 降 幅 最 小，为 ；其余黑小麦品种贮藏物质转运率降幅在 。图盐胁迫处理个黑小麦品种的根冠比与贮藏物质转运率 贵 州 农 业 科 学 黑小麦萌发指标耐盐系数间的相关性对萌发指标的耐盐系数进行相关性分析。由表看出，黑小麦萌发指标耐盐系数间存在不同程度的相关性。其中，发芽势耐盐系数与发芽率耐盐系数和芽长耐盐系数均呈极显著正相关，与根长耐盐系数呈显著正相关。发芽率耐盐系数与根长耐盐系数和芽长耐盐系数均呈极显著正相关。芽长耐盐系数与根干重耐盐系数呈显著正相关。表盐胁迫处理黑小麦萌发指标耐盐系数间的相关系数 萌发指标耐盐系数 发芽势 发芽率 根长 芽长 根干重 芽干重 根冠比 贮藏物质转运率 发芽率 根长 芽长 根干重 芽干重 根冠比 贮藏物质转运率 注：、分别表示相关性显著（.）和极显著（）。：，黑小麦萌发期耐盐指标筛选在小麦萌发期，发芽势、发芽率、根长、芽长、根干重、芽干重、根冠比、贮藏物质转运率个单项耐盐性指标中，根冠比、贮藏物质转运率和芽干重个指标在耐盐性综合评价中权重分别为 、和 ，所占权重较小；芽长、根干重、发芽势、发芽率和主胚根长的权重分别为 、和 ，所占权重较大。因此，可将芽长、根干重、发芽势、发芽率和主胚根长个指标作为 黑 小 麦 萌 发 期 耐 盐 性 评 价 指 标 加 以应用。黑小麦品种萌发期的耐盐性综合评价根据耐盐性综合评价值（表）对黑小麦品种进行耐盐性聚类，结果（图）表明，个黑小麦品种萌发期的耐盐性可划分为类：杨紫号为一类，属高耐盐型；珍选号、秦紫号、珍选号、西黑 和黑优号为一类，属中等耐盐型；秦紫号为一类，属弱耐盐型。表黑小麦萌发期综合耐盐系数与耐盐性的综合评价值 （）品种 综合耐盐系数 隶属函数值 发芽势发芽率根长芽长根干重芽干重根冠比贮藏物质转运率值 珍选号 珍选号 西黑 杨紫号 秦紫号 秦紫号 黑优号 期吴秀宁 等盐胁迫下黑小麦的萌发特性及耐盐评价指标与耐盐种质的筛选图 份黑小麦品种的耐盐性树形聚类 讨论普通小麦中，籽粒颜色为紫色、蓝色、蓝紫色和紫黑色的小麦统称为黑小麦。黑小麦籽粒微量元素、和 含量均远高于普通白粒小麦，具有较强的保健功效。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，黑小麦品种的选育和加工越来越受到人们关注。目前商洛地区已有农户自发种植和加工黑小麦产品。开展黑小麦耐盐性品种筛选，可为黑小麦品种选用和区域作物布局提供参考。萌发期是作物盐胁迫十分敏感的阶段，作物能否在盐碱环境中正常生长，取决于其能否发芽以及发芽率的高低 。对逆境响应良好的指标有助于作物抗逆性筛选。孟祥浩等研究表明，盐胁迫后冬小麦发芽势、发芽率、根长、胚芽鞘长、苗高等呈下降趋势，可作为萌发期筛选的有效指标。韩丽萍等 研究认为，发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长、胚芽鞘长可作为萌发期小麦耐盐性筛选的主要评价指标。本研究中，盐胁迫后黑小麦发芽势、发芽率、主胚根长、芽长和根干重在个萌发指标中占有较大权重（介于 和 ），且发芽率与其均存在较高正相关，可将这个指标作为黑小麦萌发期耐盐性鉴定的指标。多个指标可从不同角度反映作物抗逆性，模糊数学隶属函数法可综合多个指标，得到的值是在，区间上的无量纲的纯数，使得品种间抗逆性具有可比性。通过 值可将供试品种抗逆性进行排序。库尼都孜阿依吐尔汗等 基于 胁迫后耐盐系数，对新疆冬小麦品种萌发期耐盐性进行筛选。王玉玲等 基于值进行聚类，筛选出百农 和周麦 为强耐盐性品种。本研究基于值和聚类分析，将个黑小麦品种分为类：杨紫号属高耐盐型；珍选号、秦紫号、珍选号、西黑 和黑优号属中等耐盐型；秦紫号属弱耐盐型。作物耐盐性是复杂的生物学性状，因此，小麦品种在其他生育阶段的耐盐性及遭盐胁迫后其产量品质表现还需进一步研究。结论研究盐胁迫对黑小麦萌发特性的影响，并对份黑小麦品种进行耐盐性综合评价。结果表明，盐胁迫后，黑小麦发芽势、发芽率、芽长和贮藏物质转运率、主胚根长、根干重和芽干重呈下降趋势。发芽势、发芽率、主胚根长、芽长和根干重在萌发期耐盐性评价指标中占有较大权重，可作为黑小麦萌发期耐盐性鉴定的指标。基于值和聚类分析，份黑小麦品种中，杨紫号属高耐盐型；珍选号、秦紫号、珍选号、西黑 和黑优号属中等耐盐型；秦紫号属弱耐盐型。参考文献 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