鹽脅迫對高粱種子萌發及芽期生長的影響

范娜，白文斌，曹昌林，彭之東，史麗娟，張建華，李光，郭瑞峰，江佰陽

（1高粱遺傳與種質創新山西省重點實驗室，山西晉中030600；2山西省農科院高粱研究所，山西晉中030600）

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鹽脅迫對高粱種子萌發及芽期生長的影響

范娜1，2，白文斌1，2，曹昌林1，2，彭之東1，2，史麗娟1，2，張建華1，2，李光1，2，郭瑞峰1，2，江佰陽2

（1高粱遺傳與種質創新山西省重點實驗室，山西晉中030600；2山西省農科院高粱研究所，山西晉中030600）

本研究以60份高粱品系為材料，對不同高粱品系種子萌發及芽期生長耐鹽性進行分析，旨在篩選出高粱芽期耐鹽品系，為耐鹽高粱新品種及耐鹽種質資源的開發利用提供一定的理論依據，最終建立高效、快捷、準確的高粱耐鹽性篩選體系。試驗表明：150 mmol/L NaCl脅迫下，60份高粱親本材料的萌發、芽期生長指標基本都低于對照，不同品種降低幅度不同。各品種（系）發芽率呈降低趨勢。其中TX430.RHMC、晉五/R111-2、SSA-1、470312CD、吉7030-2×JW等材料在鹽脅迫條件下萌發指標值均較大而003533矮、9710B等材料在鹽脅迫下的萌發指標表現一般，說明其對鹽脅迫較敏感。本試驗篩選出一級耐鹽品種14個，芽期敏感品種12個。

高粱；耐鹽；萌發；芽期生長

0　引言

在自然或人為因素的影響下，鹽分在土壤中長期積累，導致土壤類型逐漸向鹽漬土演變的過程稱為土壤鹽漬化［1］。土壤鹽漬化導致土壤肥力水平降低、地表植被稀疏甚至寸草不生，最終影響了植物的生長和產量［2］。國內外研究證明，在鹽堿地上種植耐鹽植物，可以有效地改良鹽堿地、提高地力，是實現穩產高產的有效途徑之一［3］。利用耐鹽植物發展多元化經濟已成為現代農業的發展趨勢。高粱作為全球農業生態系統中重要的作物，具有抗逆性強，光合效率高等顯著特性，是干旱、鹽堿和瘠薄等邊際農田生長的先鋒作物、相對高產作物［4］。

植物耐鹽性的研究開始受到植物生理學和生態學研究專家的關注［5-6］。特別是近幾年，有關耐鹽堿性的研究取得了長足的進展，如在水果、蔬菜、牧草等許多種植物上都進行過研究。耐鹽研究的內容十分廣泛［7-8］，主要研究鹽脅迫對植物形態發育、生理生化特性、細胞超微結構的影響以及鹽害機理、耐鹽機制等多個方面。而對高粱耐鹽性的篩選與評價也主要集中于芽期和苗期采取室內模擬試驗，諸多的研究中對高粱耐鹽性綜合評價研究較少［9-10］。

1　材料和方法

1.1供試材料

選取高粱育種親本材料60份，其中國內材料28份，國外材料32份。具體品種名稱及來源見表1。

表1　高粱育種親本材料一覽表

1.2試驗方法

將材料用酒精、次氯酸鈉進行前期消毒處理，然后用去離子水沖洗多次。選擇直徑為9 cm的培養皿，將種子表面水分吸干，置于培養皿中，每培養皿放高粱種子50粒。在潔凈烘干的培養皿中放入濾紙。用蒸餾水作為對照，3次重復。每培養皿中加入0（CK）或150 mmol/L NaCl溶液20 mL。溫度28℃/25℃，濕度為60%，光照/黑暗為12 h/12 h，定時補充水分［11-13］。

1.3試驗測試指標［14-15］

統計發芽勢、發芽率及相對鹽害率，發芽勢、發芽率計算如（1）～（2）所示。發芽以種子胚根達種子長的二分之一為標準。鹽害系數計算如（3）所示。

第10天測定葉長、根長和植株鮮重等指標。每培養皿測定3株，取平均值。

1.4分析軟件和分析方法

定理2.2 設f:X→Y為連續映射,若Y為可數sober空間,則存在唯一連續映射ξ:csX→Y使得f=ξη。此時我們稱csX為X的可數sober化。

用Excel 2003和DPS進行統計分析，計算各處理性狀的平均數，并進行方差分析。

續表1

2　結果與分析

2.1鹽分處理對高粱種子萌發的影響

筆者測定的種子萌發性狀包括發芽勢、發芽率。發芽勢反映種子發芽的快慢和整齊度，發芽率反映種子發芽的多少。測量結果如表2所示。

由表2可知：在150 mmol/L NaCl脅迫下，60份高粱親本材料的萌發指標基本都低于對照，不同品種降低幅度不同［16-17］。

表2　鹽分處理對高粱種子萌發的影響%

2.2鹽分處理對高粱芽期生長的影響

于試驗第10天測定葉長、根長和植株鮮重等指標。每培養皿測定3株，取平均值。

試驗結果表明，150 mmol/L NaCl脅迫下，60份高粱親本材料的芽期生長指標指標基本都低于對照，各品種（系）發芽率呈降低趨勢。其中TX430.RHMC、晉五/R111-2、SSA-1、470312CD、吉7030-2×JW等材料在鹽脅迫條件下萌發指標值均較大；而003533矮、9710B等材料在鹽脅迫下的萌發指標表現一般，說明其對鹽脅迫較敏感。

表3　鹽分處理對高粱種子芽期生長的影響cm

表4　不同高粱品種在鹽脅迫條件下各指標的鹽害系數及其平均值%

2.3不同高粱各指標的鹽害系數

不同高粱各指標的鹽害系數及各鹽害系數的平均值在萌發階段的鹽害系數各不相同［17］。本試驗通過各項指標鹽害系數的平均值作為最終指標。不同高粱品種在鹽脅迫條件下各指標的鹽害系數見表4。

根據芽期耐鹽性評級標準：芽期耐鹽級別1級為“高耐”，鹽害系數［0.0，10.0］；芽期耐鹽級別2級為“耐”，鹽害系數（10.0，20.0］；芽期耐鹽級別3級為“中耐”，鹽害系數（20.0，30.0］；芽期耐鹽級別4級為“中敏”：鹽害系數（30.0，40.0］；芽期耐鹽級別5級為“敏感”，鹽害系數（40.0，100.0］。本試驗篩選出一級耐鹽品種14個；芽期敏感品種12個。

續表4

3　結論與討論

（1）土壤中鹽分含量過高，會影響植株的正常出苗和植株的生長。鹽分脅迫時，植株生長過程中會表現出一系列癥狀，如葉片發黃、生長緩慢甚至死亡的現象。非鹽生植物生長在鹽脅迫下，輸入能量減少，輸出能量增加，即能量消耗增大，植物在鹽脅迫下滲透調節耗能和維持滲透勢耗能增大了能量支出，導致碳素同化作用降低和用于器官建成的基本能耗減少，必然會造成生長量的降低［18-20］。

（2）應根據作物的不同以及鑒定的需要，選擇適宜的鹽濃度，綜合評價作物的耐鹽性［21］。本試驗選用150 mmol/L NaCl的鹽分濃度。

（3）植物在不同時期對鹽脅迫的反應不同，耐鹽性也不同，因此，本研究篩選出的指標是否適合于其他環境和生長發育階段，還有待進一步研究驗證。

（4）本試驗只是進行了室內鹽分模擬試驗。下一步將篩選出的耐鹽材料進行鹽堿地大田驗證，以期為高粱育種提高耐鹽材料。

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Salt Stress on Seed Germination and Bud Growth of Sorghum

Fan Na1，2，Bai Wenbin1，2，Cao Changlin1，2，Peng Zhidong1，2，Shi Lijuan1，2，Zhang Jianhua1.2，Li Guang1.2，Guo Ruifeng1，2，Jiang Baiyang2
（1Key Laboratory of Sorghum Genetic and Germplasm Innovation in Shanxi Province，Jinzhong 030600，Shanxi，China；2Sorghum Research Institute of Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Jinzhong 030600，Shanxi，China）

In order to select salt tolerance sorghum in bud stage and provide reference for the development and application of salt tolerance new variety and germplasm resource，and establish an efficient，fast and exact sorghum salt tolerance screening system，60 sorghum lines were used as materials，the salt tolerance of different lines were studied by the measurement of seed germination and bud growth.The results showed that under 150 mmol/L NaCl stress，the germination，bud growth indexes of 60 sorghum parent materials were lower than that of CK，but the decreasing rate was different.The germination rate of 60 varieties（lines）showed a decreasing trend.The germination indexes of TX430.RHMC，Shanxi five/R111-2，SSA-1，470312CD and Kyrgyzstan 7030-2×JW were higher，while that of 003533 short and 9710B were ordinary under salt stress，which indicated that they were sensitive to salt stress.The test screened out 14 first class salt tolerant varieties and 12 bud sensitive varieties.

sorghum；salt tolerance；germination；bud growth

S513

A論文編號：cjas16040014

高粱遺傳與種質創新山西省重點實驗室項目“粒用高粱耐鹽種質資源鑒選研究”（2015Q-03）；國家科技支撐計劃項目“優質高粱高效生產技術研究與示范”（2014BAD07B02）；山西省科技攻關項目“高粱深加工關鍵技術研究—醋糟在土壤改良中的應用研究”（20150311003-1）。

范娜，女，1981年出生，山西太原人，助理研究員，碩士，主要從事高粱栽培技術和生物有機肥研究工作。通信地址：030600山西省晉中市榆次區蘊華西街238號，0354-8593518，E-mail：glszps@163.com。

白文斌，男，1983年出生，山西長治人，副研究員，碩士，主要從事高粱栽培技術及精準農業研究工作。通信地址：030600山西省晉中市榆次區蘊華西街238號，Tel：0354-8593657，E-mail：baiwenbin1983@126.com。

2016-04-13，

2016-06-17。