地毯草種質資源耐鹽性初步評價

廖 麗，黃小輝，胡化廣，白昌軍，王志勇，4

（1．灘涂生物資源與環境保護重點建設實驗室，江蘇 鹽城224051；2．海南大學農學院，海南 海口570228；3．中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所熱帶牧草研究中心，海南 儋州571737；4．海南大學熱帶作物種質資源保護與開發利用教育部重點實驗室，海南 ?？?70228）

鹽堿土是全球陸地分布廣泛的一種土壤類型，全球鹽堿地面積約9．5億hm2。據我國第二次土壤普查資料，我國鹽堿地面積約0．352億hm2，其中鹽堿耕地面積0．059億hm2。而且，耕地次生鹽堿化和草地鹽堿化面積呈增加趨勢［1－2］。土壤鹽堿化地區植被稀少，生態系統脆弱，嚴重制約了當地經濟的可持續發展。草坪作為園林綠化的重要組成部分，對城市環境起著保護、改善和美化的作用，然而鹽脅迫是鹽堿地地區限制草坪草生長的一個最主要的環境因子［3］。因此，鑒定并篩選出耐鹽性強的優良草坪草野生種質資源，以應對目前耐鹽草坪草種質的匱乏，尤其培育擁有自主知識產權的、優良的、抗逆性強的地毯草（Axonopus compressus）品種是國內外亟需解決的問題［4］。

野生種質資源常具有栽培物種缺乏的某些抗逆基因，可通過遠緣雜交和其他技術轉移至栽培物種，是抗性育種的重要基礎材料［5－6］。目前，國內外學者已對大量植物開展耐鹽性的研究［7－12］。許多暖季型草坪草的耐鹽性存在屬間及種間的抗鹽性差異［13－19］。Uddin等［16］通 過 水 培 法 利 用 莖 的 相 對 生長速率為指標進行研究，結果表明，地毯草相對于其他草坪草耐鹽性相對較弱。席嘉賓［12］利用土培法對15份地毯草種質的研究發現，不同株系之間的耐鹽性也存在一定的差異。本研究根據多年的動態觀測和黃小輝等［17］、陳靜波等［14－15，18］的研究結果，從100余份地毯草種質資源中篩選出19份優良的野生地毯草種質資源，以國內外廣泛種植的‘華南地毯草’品種為對照，運用水培法和葉片枯黃率對草坪草的耐鹽性進行快速鑒定，并結合其他相關指標進行綜合評價，研究種質間的耐鹽性差異，以期為篩選優良耐鹽性強的地毯草品系（種）提供理論依據。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況 試驗地位于中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所溫室大棚（大棚四周為鐵絲網，頂端為鋼化玻璃，通風良好）內進行，地理坐標為19°31′N，109°34′E，海拔131m，屬熱帶季風氣候，太陽輻射強，光熱充足，年平均光照時數在2 000h以上。雨量適中，年降水量900～2 200mm，平均1 815mm。由于受季風影響，全年降水分布很不均勻，干季雨季分明。5－10月為雨季，占年降水量的84%，11月－次年4月為干季，占年降水量的16%。試驗期間正處于雨季，平均氣溫為33℃左右。

1．2 試驗材料 試驗所用的地毯草種質資源是多年選育的19份優良品系和1份對照品種（表1）。

1．3 試驗方法

1．3．1 材料預培養 取帶有3個節的地毯草，插入裝有石英砂的250mL塑料杯（直徑6．5cm、高9．5 cm，杯底打孔）內，每杯種4個莖段，塑料杯懸掛于有54孔且底部有鐵絲支撐的泡沫板上（杯口在泡沫板的上面，杯體透過泡沫板上孔口，懸掛于泡沫板上），泡沫板放在45L大周轉箱（66．5cm×45．5cm×17cm）上，周轉箱內放入1／2Hoagland營養液40L，不間斷通氣，營養液浸沒杯底，培養2個月。

1．3．2 處理方法 2個月后，將莖段小心從中取出，選取大小一致的小苗種入1．3．1所述的塑料杯中，每杯4株，所有種源進行隔離處理，以避免不同種源間根系分泌物的干擾，將種有小苗的塑料杯懸掛于有孔的泡沫板上，泡沫板放在2．5L小桶（直徑17 cm、高15cm）上，每份材料每個處理單獨種植一個小桶，4個重復，每桶放2L1／2Hoagland營養液，根據前期預試驗［17］和 Uddin等［16］的試驗研究結果，設鹽處理濃度為150mmol·L－1，營養液pH值5．5～6．0，鹽為 NaCl。處理前統一修剪，修剪高度為4．0cm，并沿四周修剪至杯體邊緣處，杯體邊緣外全部剪除。為減少鹽沖擊效應，鹽以每天20 mmol·L－1的濃度逐漸增加，直至達到最高濃度（150mmol·L－1）后［17］，再在150mmol·L－1鹽濃度下，處理28d，處理期間不間斷通氣，每隔7d換一次營養液，每天調節營養液pH值為5．5～6．0，補充揮發的水分。營養液用去離子水配制。

表1 供試地毯草的來源Table 1 List and sources of Axonopus compressus in this study

1．4 測定指標與方法 參考黃小輝等［17］、王志勇等［4］和陳靜 波 等［13－14，18］的 方 法。在 處 理 結 束 后，選用根冠比、相對總莖長、相對總二級分枝數、坪用質量和葉片枯黃率為觀測指標，除葉片枯黃率和根冠比外，各處理組測得的指標數值分別與各自的對照進行比較后進行方差分析。

1．4．1 葉片枯黃率 采用目測打分法記錄各材料葉片枯黃率（LF，采用百分制，5%以下表示草坪草基本沒有黃葉出現；50%表示草坪草有一半枯黃；95%以上表示基本沒有綠葉而死亡）［4，17，20－22］。

1．4．2 坪用質量 采用目測法，參照美國國家草坪評比項目（The National Turfgrass Evaluation Program，NTEP）標準，以草坪的密度、質地、均一性等為指標進行評分，質量最好為9分，6分為可以接受，0分為草坪死亡。3人或3人以上打分后求平均值。

1．4．3 根冠比 將每份地毯草處理后的根系和枝葉分開剪下，105℃殺青15min，80℃烘48h后稱量并記錄。

1．4．4 相對總莖長 記錄每份地毯草處理與對照的總匍匐莖長度。

1．4．5 相對總二級分枝數 記錄每份地毯草處理與對照的總二級分枝數。

1．5 數據處理 用SPSS 16．0和Excel 2003軟件進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2．1 供試材料各指標間多重分析 20份供試地毯草種源間的根冠比、相對總莖長、相對總二級分枝數、坪用質量和葉片枯黃率差異顯著（表2），變異范圍 分 別 為 0．084～0．132、21．1% ～86．7%、36．3%～80．4%、0．90～6．95 分 和 12．5% ～92．5%，變異系數分別為9．1%、27．8%、21．9%、50．9%和39．0%。不同指標篩選潛力有所不同，對新品種選育過程中指標的篩選有較好的參考價值，尤其是針對耐鹽型的新品種選育更具有指導作用。多重比較結果表明，20份材料的5個指標間存在顯著或極顯著差異，相對于對照品種，大部分種質耐鹽性都比較強，同時也表明地毯草的耐鹽性差異較大。

表3 各指標之間的相關性分析Table 3 Correlation analysis among five indexes

根據5個指標數據，初步篩選出3份鹽處理對植株生長影響最小的種源（耐鹽種源）A25、A64、A66和2份鹽處理對植株生長影響最大的種源（敏鹽種源）A5、A16作為后續試驗的材料。

2．2 供試材料各指標間的相關性分析 各項指標間的相關性較高（表3），大部分指標間均極顯著相關（P＜0．01），說明各項指標在不同鹽度處理下總的變化趨勢一致。相對總莖長、相對總二級分枝數、坪用質量和葉片枯黃率之間呈極顯著負相關；而根冠比與其他4個指標間無顯著相關關系。

圖1 20份地毯草種質的聚類分析Fig．1 Cluster analysis of 20 Axonopus compressus germplasm

2．3 聚類分析 采用歐氏距離平均法對供試材料5個主要性狀進行聚類分析（圖1）。在歐氏距離10．1處，將20份優良的地毯草品系（種）分為三大類，A類包括8份，表現一般，故稱之為中間型，該類型在品種選育或雜交育種上應視具體情況進行選擇和利用；B類包括8份種質，該類種質相對比較耐鹽，B類又可分為兩個小類，其中A25、A64和A66三份耐鹽性強且在鹽脅迫下坪用價值高，故稱之為耐鹽型；C類包括4份種源，該類在鹽脅迫下坪用質量較低，故稱之為敏鹽型，其中A5、A16表現最差（表2）。

3 討論與結論

不同植物耐鹽性各異，即便同一種植物其不同品種間也存在耐鹽性差異。篩選培育耐鹽品種，挖掘種質本身的耐鹽能力，直接種植于鹽漬土壤，是鹽漬土改良利用的重要途徑［23－26］。目前，關于地毯草抗逆性方面的研究甚少［12，16，27］，本研究是灘 涂生物資源與環境保護重點建設實驗室研究人員經過多年篩選評比后，從其中選出優良的地毯草種源，并結合培育的品種來進行全面鑒定，選取優良的地毯草種源作為潛在的育種材料。

種質資源是育種的物質基礎，草坪草育種的重要突破均與優良種質資源的發現和利用有關［4］。因此，根據前期多年觀測的結果，對地毯草抗逆性進行評價的研究，發掘其優良的基因資源，對其遺傳改良具有重要意義。本研究利用5個相關性狀對19份優良的地毯草品系進行觀測，發現同一指標中，材料間存在極顯著差異（P＜0．01）。變異系數范圍在9．1%～50．9%，說明地毯草種質資源間的抗逆性差異較為豐富。地毯草選系都是具有典型代表性的種質資源，它們分布在海南、廣東、廣西、云南等地區，這些地區在國內都具有典型生境，這個可能是地毯草種質資源耐鹽性差異的原因之一。這對今后的遺傳選育和改良提供了理論基礎。

在不同的指標間，葉片枯黃率的變異范圍最大，而根冠比的變異范圍最小，其他指標處于兩者之間。這可能是在鹽處理過程中，部分種源的植株隨時間的延長受鹽傷害的程度逐漸加深，尤其是最后一周的傷害程度顯著高于前一周（數據未顯示），導致葉片枯黃率的差異比根冠比變異更顯著。在鹽處理過程中，不同種質的地毯草莖長和二級分枝數存在極顯著差異（P＜0．01）。鹽脅迫下分枝數的多少能較好地說明該種源密度的情況，而密度的大小是影響地毯草品種抗性選育的重要性狀之一。

在評價地毯草耐鹽差異中，5個指標之間存在不同程度的相關性，其中相對總莖長與相對總二級分枝數之間負相關性最大，相關系數為－0．927（P＜0．01）；而相對總莖長比率與根冠比之間相關系數僅為0．091，相關性最差。葉長枯黃率與坪用質量也高達－0．842，呈極顯著負相關，表明葉片枯黃率越大，草坪草的坪用價值越低，因為綠色葉片是影響草坪坪用價值的因素之一。在草坪草營養生長過程中葉片枯黃率對其他各指標間的影響非常明顯。在5個指標中，除根冠比外，其他各指標間都達到極顯著相關（P＜0．01）。在實際操作過程中，葉片枯黃率和坪用價值的觀測相對于相對總莖長比和相對總二級分枝數的觀測更加簡潔快速，對今后地毯草規?；Y選和評價具有重要的實際意義。

通過聚類分析將材料分為三大類，第一類是耐鹽類型，其中A25、A64和A66表現在鹽脅迫下，坪用性狀較為優良，綜合評價較高，這為培育具有自主知識產權的、優質的、抗逆的地毯草品種提供優良材料和試驗基礎；第二類種源有A8、A14、A18、A37、A38、A50、A69和A73，屬中間型材料，這些材料為今后新品種的系統選育或雜交育種方面提供優質的材料或對照；第三類為敏鹽類型，包括4份種源（A5、A12、A16和‘華南地毯草’），該類型在鹽脅迫下，草坪坪用價值較低。而席嘉賓［12］運用土培法對不同地毯草種質進行耐鹽性鑒定表明，‘華南地毯草’耐鹽性較強，與本結果有所偏差，這可能是在不同的培養方法、評價指標間和耐鹽的標準上存在一定差異，且采集的地毯草資源環境不同也可能導致該結果的出現［28－30］。

總之，我國幅員遼闊，生境復雜，氣候條件多變，蘊藏豐富的地毯草資源。今后在本研究的基礎上，需進一步利用地毯草耐鹽和敏鹽的極端種質資源，從生理和分子兩個方面對地毯草的耐鹽機理進行深入研究。

［1］ 郭永盛，陶波爾．內蒙古河套灌區鹽堿地枸杞種植效益分析［J］．林業資源管理，2008（2）：90－94．

［2］ 重度鹽堿地開發利用開啟新思路［EB／OL］．（2007－10－08）［2011－08－15］．http：／／www．edu．cn／nong－ye－ke－ji－1133／20071008／t20071008－257461．html．

［3］ Levitt J．Response of plants to environmental stress［M］．New York：Academic Press，1980：300－590．

［4］ 王志勇，劉建秀，郭海林．狗牙根種質資源營養生長特性差異的研究［J］．草業學報，2009，18（2）：25－32．

［5］ 張天真．作物育種學總論［M］．北京：中國農業出版社，2003：58－90．

［6］ 管志勇，陳發棣，滕年軍，等．5種菊花近緣種屬植物的耐鹽性比較［J］．中國農業科學，2010，43（4）：787－794．

［7］ Almansouri M，Kinet J M，Lutts S．Effect of salt and osmotic stresses on germination in durum wheat（Triticum durum Desf．）［J］．Plant and Soil，2001，231：243－254．

［8］ Krishnamurthy L，Serraj R，Hash C T，et al．Screening sorghum genotypes for salinity tolerant biomass production［J］．Euphytica，2007，156：15－24．

［9］ Marcum K B，Murdoch C L．Salinity tolerance mechanisms of six C4turfgrass［J］．America Society for Horticultural Science，1994，119（4）：779－784．

［10］ Qian Y L，Engelke M C，Foster M J V．Salinity effects on zoysiagrass cultivars and experimental lines ［J］．Crop Science，2000，40：488－492．

［11］ 王秀玲，程序，李桂英．甜高粱耐鹽材料的篩選及芽苗期耐鹽性相關分析［J］．中國生態農業學報，2010，18（6）：1239－1244．

［12］ 席嘉賓．中國地毯草野生種質資源研究［D］．廣州：中山大學，2004：23－56．

［13］ 陳靜波，閻君，姜燕琴，等．暖季型草坪草優良選系和品種抗鹽性的初步評價［J］．草業學報，2009，18（5）：107－114．

［14］ 陳靜波，閻君，姜燕琴，等．NaCl脅迫對6種暖季型草坪草新選系生長的影響［J］．植物資源與環境學報，2007，16（4）：47－52．

［15］ 陳靜波，閻君，張婷婷，等．幾種暖季型草坪草對長期鹽脅 迫 的 生 長反 應 ［J］．草 業 學 報，2008，17（5）：30－36．

［16］ Uddin M K，Juraimi A S，Ismail M R，et al．Growth response of eight tropical turfgrass species to salinity［J］．African Journal of Biotechnology，2009，8（21）：5799－5806．

［17］ 黃小輝，廖麗，白昌軍，等．地毯草耐鹽濃度梯度篩選與臨界鹽濃度研究［J］．草業科學，2012，29（4）：599－604．

［18］ 陳靜波，閻君，郭海林，等．暖季型草坪草大規模種質資源抗鹽性評價指標的選擇［J］．草業科學，2008，25（4）：95－99．

［19］ 陳靜波，張婷婷，閻君，等．短期和長期鹽脅迫對暖季型草坪草新選系生長的影響［J］．草業科學，2008，25（7）：109－113．

［20］ Chen J B，Yan J，Qian Y L，et al．Growth responses and ion regulation of four warm season turfgrasses to long－term salinity stress［J］．Scientia Horticulturae，2009，122：620－625．

［21］ Qian Y L，Engelke M C，Foster M J V．Salinity effects on Zoysiagrass cultivars and experimental lines ［J］．Crop Science，2000，40：488－492．

［22］ Kitamura F．Studies on the horticultural classification and development of Japanese lawn grasses ［D］．Tokyo：Bulletin Kemigawa Arboretum Faculty Agricultural University Tokyo，1970：1－60．

［23］ 陳德，俞仁培．鹽脅迫下不同小麥品種的耐鹽性及離子特征［J］．土壤學報，1999，35（1）：88－94．

［24］ 方先文，湯陵華，王艷平，等．耐鹽水稻種質資源的篩選［J］．植物遺傳資源學報，2004，5（3）：295－298．

［25］ 杜中軍，翟衡，羅新書，等．蘋果砧木耐鹽性鑒定及指標判定［J］．果樹學報，2002，19（1）：4－7．

［26］ 李衛欣，劉暢，王鵬，等．NaCl脅迫對不同南瓜幼苗生理特性的影響［J］．北方園藝，2010（6）：56－58．

［27］ Uddin M K，Juraimi A S，Ismail M R，et al．Effect of salinity of tropical turfgrass species ［C］．Brisbane，Australia：19th World Congress of Soil Science，Soil Solutions for a Changing World，2010：29－31．

［28］ 王珺，柳小妮．3個紫花苜蓿品種耐鹽突變材料的耐鹽性評價［J］．草業科學，2011，28（1）：79－84．

［29］ 王玉祥，陳愛萍，張博．不同苜蓿品種耐鹽性初探［J］．草業科學，2010，27（3）：102－106．

［30］ 李潔英，解安霞，白昌軍，等．周期性去葉對地毯草克隆生長的影響［J］．草業學報，2011，20（3）：115－121．