鹽脅迫下不同玉米品種耐鹽性篩選

賈丹莉，郭軍玲，王永亮，郭彩霞，楊治平

（1.山西大學生物工程學院，山西太原030006；2.山西省農業科學院農業環境與資源研究所，山西太原030031；3.土壤環境與養分資源山西省重點實驗室，山西太原030031）

鹽脅迫下不同玉米品種耐鹽性篩選

賈丹莉1，2，3，郭軍玲2，3，王永亮2，3，郭彩霞2，3，楊治平2，3

（1.山西大學生物工程學院，山西太原030006；2.山西省農業科學院農業環境與資源研究所，山西太原030031；3.土壤環境與養分資源山西省重點實驗室，山西太原030031）

針對不同玉米品種篩選出耐鹽性較強的玉米品種，為進一步開展鹽堿土田間研究奠定基礎。試驗選用蛭石為介質，在人工氣候箱內進行培養，對比不同NaCl濃度梯度對不同玉米品種的株高、地上部生物量、地下部生物量等生長指標，研究不同濃度下不同品種各指標的變化趨勢和規律，對玉米品種進行耐鹽性篩選。結果表明，不同濃度梯度鹽脅迫下，隨著鹽濃度的增加，玉米苗期株高、地上部生物量、地下部生物量顯著下降，根冠比增大，不同品種間表現出明顯的差異；綜合比較可以得出，金蘋618是鹽脅迫下敏感的玉米品種，先玉335、奧玉3007、雅玉8號次之，潞玉39和華農618屬于耐鹽能力較強的玉米品種，更適宜在鹽堿土上進一步進行田間研究。試驗結果可為晉北鹽堿地區玉米品種篩選提供參考。

玉米品種；耐鹽性；NaCl脅迫；苗期

鹽堿土是中低產土壤類型之一，其影響植物的生長、限制農作物的產量和品質[1]。山西省鹽堿地分布面積廣，其中以晉北地區最多。大面積的土地鹽堿化，嚴重制約著當地農業的可持續發展，改良和利用鹽堿地意義重大。目前，國內關于改良和利用鹽堿地的研究很多[2-4]，其中，采用化學和水利措施改良等已取得了顯著成效。在土壤改良的基礎上，挖掘作物本身的耐鹽能力，篩選耐鹽品種也是加快利用鹽堿土壤最為經濟有效的途徑。王寶山等[5]研究結果表明，甜菜、大麥等為強耐鹽性作物，高粱、小麥等為較強耐鹽性作物，玉米、水稻為較好耐鹽性作物。然而，同種作物不同品種間耐鹽性差異也很大。桂枝等[6]對6種紫花苜蓿進行了耐鹽性篩選，結果得出，中苜1號的耐鹽性最強，新疆大葉、愛樂高和甘農3號次之，隴東和甘農1號的耐鹽性較差；李源等[7]對紫花苜蓿的18個品種進行了耐鹽性篩選，篩選出M7，M9，M15，810共4份耐鹽性較強的種質。

玉米是山西省的第一大糧食作物，開展玉米品種的耐鹽性篩選具有實踐意義。玉米在生育期對鹽堿比較敏感，不同玉米品種的敏感程度與基因型有密切關系[8-9]。目前，對于玉米品種耐鹽性的研究大多集中在生理生化方面[10-11]，而關于玉米不同品種間耐鹽性篩選的報道相對較少。作物在幼苗期對鹽分最敏感[12]，因此可在幼苗期進行耐鹽性篩選[13]。

為了研究玉米苗期對鹽脅迫的反應以及篩選耐鹽玉米品種，本試驗選用晉北地區6個玉米品種，研究不同NaCl濃度梯度對不同玉米品種幼苗的株高、地上部生物量及地下部生物量的影響，并對不同玉米品種的耐鹽性進行比較，旨在為進一步開展田間試驗研究提供支持，也為晉北鹽堿地區玉米品種篩選提供依據或參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗選取6個玉米品種，即華農618、先玉335、潞玉39、奧玉3007、金蘋618、雅玉8號。介質選用蛭石。

1.2 試驗方法

選用飽滿度一致的玉米種子，在室溫清水中浸泡12 h，然后將種子播種于裝有等量蛭石的塑料杯中，每杯播種5粒種子，同時澆灌等量的Hoagland-NaCl溶液（澆灌用量為蛭石持水量的80%）。以后每次按稱重法澆灌Hoagland營養液[14]，分別設置0（CK），45，95，145，195，245，295 mmol/L共7個NaCl溶液濃度梯度處理。每處理5次重復，于人工氣候培養箱中培養。培養箱的光強為4 000 lx，相對濕度60%，晝/夜溫度為（25±2）℃/（20±2）℃，每天光照12 h，黑暗12 h。

1.3 測定項目及方法

玉米幼苗的株高：其是以苗地上部分最高點的拉直高度為標準，每處理5次重復。

玉米幼苗鮮質量和干質量：取出完整植株，用去離子水沖洗掉蛭石，用吸水紙吸干植株表面殘留的去離子水后稱質量，即為鮮質量；然后將植株放進烘箱中，設置105℃殺青10 min，80℃烘干至恒質量后稱質量，即為玉米幼苗的干物質質量。

根冠比：將測完干物質質量的植株，在根連處將其切開，分別對地上部分和地下部分稱質量，計算根冠比[6]。

根冠比＝地下部干質量/地上部干質量。

1.4 數據處理

主要采用Graphpad prism6軟件和Minitable 15軟件對數據進行整理和相關分析。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫下玉米苗期株高及苗情的表現

由表1可知，鹽脅迫下6個玉米品種株高均表現出隨鹽濃度的升高而降低的趨勢；當鹽濃度為195 mmol/L時，不同玉米品種株高間都表現出顯著差異，其可作為本試驗研究玉米耐鹽的臨界值。高鹽濃度對金蘋618、奧玉3007、先玉335、潞玉39株高影響較為顯著，當鹽濃度為295 mmol/L時，與對照相比，金蘋618株高降幅最大，高達95.8%；雅玉8號降幅為81.3%；先玉335、奧玉3007降幅約70.0%；華農618降幅為67.0%；潞玉39的株高降幅最小，為61.9%。

表1 不同鹽濃度下不同玉米品種株高的多重比較 cm

由圖1可知，6個玉米品種苗情的變化規律與株高表現較為一致，其中，與對照相比，雅玉8號、潞玉39、華農618生長都較好；先玉335在鹽濃度為245 mmol/L時表現出鹽害癥狀；華農618、潞玉39、奧玉3007在鹽濃度為195 mmol/L時，表現出明顯的鹽害癥狀；而金蘋618在鹽濃度為145 mmol/L時，表現出明顯的鹽害癥狀。金蘋618為差異變化最明顯的品種。

2.2 鹽脅迫對玉米苗期地上部生物量、地下部生物量的影響

從圖2可以看出，在不同濃度NaCl溶液脅迫下，6個玉米品種苗期地上部生物量的變化趨勢與其株高變化趨勢相似，即鹽脅迫下6個玉米品種均表現出隨鹽濃度的升高而降低的趨勢。在鹽濃度低于45 mmol/L時，只有潞玉39地上部生物量高于對照，但隨著鹽濃度的增加，其生物量逐漸減少；其他5個品種在低鹽濃度下，地上部生物量所受影響較小；在濃度增加到195 mmol/L時，華農618地上部生物量降幅最少，金蘋618降幅最大；當鹽濃度上升到295 mmol/L時，與對照相比，金蘋618地上部生物量降幅最大，為86%，雅玉8號降幅為63%，先玉335、奧玉3007和華農618降幅約55%，潞玉39的降幅最小，為45%。

從圖3可以看出，在不同濃度NaCl溶液脅迫條件下，6個玉米品種苗期地下部生物量的變化趨勢與其地上部變化趨勢相似，即鹽脅迫下，6個玉米品種均表現出隨鹽濃度的升高而降低的趨勢。當鹽濃度低于45 mmol/L時，先玉335地下部生物量與對照沒有變化，其他品種都有所下降；當鹽濃度為195 mmol/L時，所有品種的地下部生物量減少量都不大，其中，華農618最少；當鹽濃度上升到295 mmol/L時，與對照相比，金蘋618的地下部生物量降幅最大，為45%，雅玉8號的降幅為41%，先玉335和奧玉3007的降幅約為40%，華農618的降幅為37%，潞玉39的地下部生物量降幅最小，為34%。

2.3 鹽脅迫對玉米苗期根冠比的影響

Munns等[15]研究表明，在NaCl脅迫下，植物的葉片生長先受到為害，如果長期在高鹽為害環境下根部的生長就會受到影響，鹽脅迫會致使植物的根冠比增高。從圖4可以看出，6個玉米品種的根冠比隨著鹽脅迫濃度的增大而增大，當鹽濃度為195 mmol/L時，各品種的根冠比顯著增加，但增幅有所不同，其中，潞玉39的增幅最大，先玉335、奧玉3007和雅玉8號增幅次之，潞玉39、華農618增幅最小。

3 討論與結論

植物的耐鹽性表現是一個復雜的過程，耐鹽性的強弱往往是隨著不同植物品種以及不同生長發育階段的變化而變化，這增加了耐鹽性篩選的難度。選擇苗期鑒定玉米的耐鹽性優點主要有：便于觀察培養、便于鑒定、重復性好、環境負面影響小、鹽濃度調控方便、周期短等[6]。

表征受鹽害輕重經常使用的生長指標是植物高生長、生物量累積及生物量累積分配（即根冠比值），其中，植物對鹽脅迫反應的綜合體現是地上部生物量與地下部生物量，即生物量是植物耐鹽堿能力的直接指標[16-17]。因此，這3個經常使用的生長指標為評價鹽脅迫強度及植物耐鹽堿的能力提供了非常可靠的標準[18]。

本研究結果表明，6個玉米品種在不同NaCl濃度梯度下生物量下降、株高降低、根冠比增高，并且隨著鹽脅迫濃度的增加，其降低或增加幅度增大，這與劉芳等[19]、魏秀君等[20]、戴海芳等[21]的研究結果類似。但不同品種的玉米幼苗株高及生長量的降幅存在顯著差異，當NaCl濃度＜100mmol/L時，6個玉米品種與對照相比變化較小；當鹽濃度為195mmol/L時，6個玉米品種的株高和生物量迅速下降，顯著低于對照，但品種之間的減少量不同。一般采用一定時間鹽脅迫條件下生物量的累積比對照下降的百分比來衡量植物的耐鹽性[22]。本研究結果表明，不同品種耐鹽性從強到弱排序為：潞玉39＞華農618＞先玉335＞奧玉3007＞雅玉8號＞金蘋618。說明金蘋618是對鹽脅迫敏感的玉米品種，通過抑制其生長、擴大根冠比來適應逆境，以維持正常生理活動；而潞玉39、華農618的生長受抑制程度相對較小，屬于耐鹽能力較強的玉米品種。

本試驗僅是探討了NaCl對不同玉米品種幼苗的耐鹽性篩選，但是實際上鹽土經常含有的鹽分種類較多，不同的無機鹽離子之間也存在著相互聯系。因此，關于不同玉米品種在實際的鹽堿土壤中耐鹽性的狀況還需進一步研究。

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Screening of Salt Tolerance of Different Maize Varieties under Salt Stress

JIADanli1，2，3，GUOJunling2，3，WANGYongliang2，3，GUOCaixia2，3，YANGZhiping2，3
（1.College ofBiological Engineering，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.Institute ofAgricultural Environment& Resources，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；3.KeyLaboratory ofSoil Environment and Nutrient Resources ofShanxi Province，Taiyuan 030031，China）

Screening stronger salt tolerance variety according to different maize varieties,to lay the foundation for further study of saline-alkali soil,this paper took Vermiculite as medium,which was cultured in a climatic chamber.This assay compared different varieties of maize plant height,aboveground biomass,belowground biomass and other growth indicators in different NaCl concentration gradient,and studied each indicator trends and patterns of different varieties at different concentrations,and made screening of maize varieties salt tolerance.The results showed that under different salt gradient,with the increase of salt concentration,plant height,above ground biomass and belowground biomass of maize significantly decreased and shoot ratio increased.Different varieties showed obvious differences.After comprehensive comparison,we drewa conclusion that Jinping 618 was a sensitive variety under the salt stress,Xianyu 335,Aoyu 3007,Yayu 8 took second place,Luyu 39 and Huanong 618 were strong saline-alkaline tolerance maize varieties,which were more suitable for further field studies on saline-alkali soil.This result offers reference for the screening of corn varieties in the saline soil area ofnorthern Shanxi province.

maize varieties;salt tolerance;NaCl coercion;seedlingstage

S513.01

A

1002-2481（2016）08-1083-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.08.07

2016-03-30

國家國際科技合作專項（2015DF90990）；山西省國際科技合作項目（2014081036）

賈丹莉（1991-），女，山西永和人，在讀碩士，研究方向：鹽堿土改良。楊治平為通信作者。