不同小麥品系的抗鹽性鑒定

郭曉麗

摘要：以5個小麥（Triticum aestivum L.）品系“35”、“4399”、“5229”、“7228”、“0628”為材料，以蒸餾水培養(yǎng)為對照，室內(nèi)模擬鹽脅迫條件對不同品系的種子發(fā)芽率、鹽害指數(shù)及葉片中丙二醛（MDA）含量和過氧化物酶（POD）活力進(jìn)行測定。結(jié)果表明，鹽脅迫下5個品系的發(fā)芽率均表現(xiàn)出不同程度的差異，結(jié)合MDA含量和POD活力參數(shù)得出5個小麥品系中“4399”抗鹽性最好，“7228”、“35”和“0628”次之，品系“5229”抗鹽性最差。

關(guān)鍵詞：小麥（Triticum aestivum L.）；抗鹽性；發(fā)芽率；丙二醛（MDA）；過氧化物酶（POD）

中圖分類號：S512.1；S332.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）06-1012-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.06.004

Abstract： In this experiment，5 wheat varieties（“35”，“4399”，“5229”，“7228”，“0628”） were used to study. With hydroponics and NaCl for salinity， different wheat varieties were examined for their germination percentage， salinity harmful index， content of MDA and peroxidase activity in leaf. The results showed that significant differences in salt tolerance were observed among 5 different cultivars. Based on MDA content and POD activity， the salt tolerance of “4339” was the strongest， “7228”， 35 and “0628” were second， and “5229” was the weakest.

Key words： wheat（Triticum aestivum L.）； salt tolerance； germination rate； MDA； POD

世界上鹽堿地面積約有4億hm2，約占灌溉農(nóng)田面積的1/3。中國鹽堿地主要分布在西北、華北、東北和濱海地區(qū)，總面積達(dá)到2 000萬hm2，約占總耕地面積的10%，隨著灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中長期不合理使用化肥及用污水灌溉都會導(dǎo)致土壤鹽漬化，鹽堿地面積還將不斷擴大，嚴(yán)重影響了糧食產(chǎn)量，成為限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素[1]。

土壤鹽害可通過合理的水土管理和化學(xué)改良措施得以緩解，但成本太高，而采用培育耐鹽作物品系是改良和利用鹽堿地資源最經(jīng)濟、最有效的措施之一。目前，小麥（Triticum aestivum L.）是世界上分布最廣、種植面積最大的糧食作物之一，也是鹽堿地主要栽培作物之一，因此，培育耐鹽小麥品系已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的重要研究課題[2]。選育耐鹽性高的優(yōu)良品系為發(fā)展抗鹽性提供了品系資源，為使小麥抗鹽性的研究上一個新臺階，必須加強抗鹽新品系選育工作，尤其要突出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性強的目標(biāo)。

本試驗通過對不同小麥品系發(fā)芽率、丙二醛（MDA）含量、過氧化物酶（POD）活力方面的研究，探討了不同小麥品系對鹽脅迫的生理差異，旨在為小麥耐鹽品系的篩選及鑒定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥品系為“35”、“4399”、“5229”、“7228”、“0628”，由河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所提供。試驗在衡水學(xué)院生命科學(xué)系實驗室完成。

1.2 材料處理

挑選飽滿的小麥種子，每個品系為200粒。0.1%氯化汞消毒10 min。其中的100粒放于蒸餾水中作為對照，另外的100粒放于鋪有3層濾紙的培養(yǎng)皿中加1.2%的NaCl溶液。將小麥置于25 ℃的溫箱中并及時補充鹽水。7 d后調(diào)查發(fā)芽率（以芽長超過種子長度的1/2為準(zhǔn)）。

另取小麥各個品系80粒（30粒作為對照），水洗，浸種催芽，將長勢一致的種子移栽于紗布上并置于25 ℃的恒溫箱，加入1%的NaCl溶液進(jìn)行培養(yǎng)，待長到二葉一心時取第二個葉片進(jìn)行MDA含量和POD活力的測定。

1.3 測定方法

1.3.1 小麥種子鹽害指數(shù)的測定

對照發(fā)芽率=水培中已發(fā)芽的種子數(shù)/種子總數(shù)×100%；

鹽處理發(fā)芽率=鹽處理中已發(fā)芽的種子數(shù)/種子總數(shù)×100%；

鹽害指數(shù)=（對照發(fā)芽率-鹽處理發(fā)芽率）/對照發(fā)芽率×100%。

鹽害指數(shù)隨著材料對鹽的敏感性增加而增大，其耐鹽性（苗期）的分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.2 MDA含量、POD活力的測定 MDA含量、POD活力均參照王學(xué)奎[4]的方法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫下不同小麥品系的發(fā)芽率和鹽害指數(shù)

小麥種子發(fā)芽率是種子活力的重要指標(biāo)，也是種子的重要生產(chǎn)性能[5]，種子發(fā)芽率可作為小麥種子發(fā)芽期的耐鹽性鑒定指標(biāo)[6]。由圖1可以看出，不同小麥品系在NaCl脅迫條件下發(fā)芽率有明顯不同。在對照中5個小麥品系發(fā)芽率均在90%以上，無明顯差異。在1.2%的NaCl溶液下培養(yǎng)1周后，種子發(fā)芽率都有了明顯的降低趨勢。其中“7228”發(fā)芽率最高為54.0%，其次是“35”和“4399”，發(fā)芽率最低的“0628”和“5229”分別為22.0%和20.0%。從表2中的鹽害指數(shù)也可以發(fā)現(xiàn)，小麥品系“35”、“7228”和“4399”的鹽害指數(shù)均在40.1%～60.0%之間，表現(xiàn)為中耐型，等級為3級。小麥品系“5229”和“0628”的鹽害指數(shù)均在60.1%～80.0%之間，表現(xiàn)為敏感型，等級為4級。

2.2 鹽脅迫對不同小麥品系MDA含量的影響

在逆境條件下或植物器官衰老時，往往發(fā)生膜質(zhì)過氧化作用，MDA是其產(chǎn)物之一，通常利用它作為脂質(zhì)過氧化指標(biāo)，表示細(xì)胞膜過氧化程度和對逆境條件反應(yīng)的強弱[7，8]。在鹽脅迫下，隨著處理時間的增加所有品系均受到了不同程度的影響。由圖2可看出，5個品系對照組中“7228”的MDA含量最少，其次是“0628”、“35”，含量最高的是“4339”和“5229”。經(jīng)鹽處理后各個品系MDA含量都有一定的升高，其中含量最高的是“5229”，其次是“4399”、“0628”，最少的是“7228”和“35”。比較各個品系對照組與處理組MDA含量的變化，可看出“0628”、“7228”和“5229”這3個品系的MDA升高幅度比較大，變化范圍在0.005 μmol/g左右，而“4399”和“35”這兩個品系的變化幅度不明顯，每個品系之間的變化量不超過0.001 μmol/g。由此可得出：在鹽脅迫下，品系“4399”和“35”因活性氧傷害程度最小，所以這兩個品系對逆境條件的抵抗能力較強。而其他3個品系MDA含量升高相對較多，其膜質(zhì)過氧化程度高，所以對逆境的抵抗能力較弱。

2.3 鹽脅迫對不同小麥品系POD活力的影響

POD能催化過氧化氫及某些酚類的分解，有助于緩解因鹽漬而造成的負(fù)氧離子和過氧化物對細(xì)胞膜的傷害，是植物對膜質(zhì)過氧化的酶促防御系統(tǒng)的保護(hù)酶之一[9，10]。如圖3所示，對照組中小麥“7228”的過氧化物酶活力最低，“5229”的酶活力最高。經(jīng)鹽處理后5個品系過氧化物酶的活力均有所提高。比較不同品系對照組與處理組酶活力的增加量，可看出品系“35”和“5229”處理組的過氧化物酶活力增加幅度小變化不明顯，而品系“4399”和“0628”處理組的過氧化物酶活力有大幅度的升高。由此可看出鹽脅迫條件下，小麥品系“4399”和“0628”緩解細(xì)胞膜的傷害能力較強，品系“35”和“5229”相對較弱。

3 討論

小麥?zhǔn)侵袊闹匾r(nóng)作物，隨著工業(yè)發(fā)展及人為因素的影響，造成中國目前鹽堿地面積大幅度增加，嚴(yán)重影響到小麥生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，篩選和鑒定抗鹽的小麥品系并擴大其種植面積，不僅對小麥生產(chǎn)起到積極的作用，同時又可有效地改良土壤鹽漬化水平。

植物對鹽分脅迫的反應(yīng)是植物體內(nèi)一系列生理生化反應(yīng)綜合作用的結(jié)果，不同植物由于其耐鹽機理不同，對鹽脅迫的反應(yīng)及其適應(yīng)機制不同，體內(nèi)的生理代謝和生化變化也不盡相同。種子耐鹽性及其機制是植物耐鹽性早期鑒定及耐鹽性個體與品系早期選擇的基礎(chǔ)[11]。因此，本試驗采用5個小麥品系，通過種子萌發(fā)期的抗鹽性及苗期丙二醛和過氧化物酶含量的變化進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，小麥品系“4339”抗鹽性最好，“7228”、“0628”和“35”次之，品系“5229”抗鹽性最差。

在種子萌發(fā)期階段，品系“7228”、“35”和“4399”的鹽害指數(shù)為46%～49%，相差不超過3.0個百分點，說明這3個品系在萌發(fā)階段沒有明顯差異。但在苗期鹽脅迫處理條件下，品系“35”和“4399”脅迫后MDA含量僅有小幅增加，而品系“7228”含量增加幅度較大。而品系“4339”的過氧化物酶活力在脅迫后增加幅度最大，品系“35”增加幅度最小。眾所周知，MDA是反映植物膜脂過氧化導(dǎo)致膜損傷的主要標(biāo)志，其含量越少說明受鹽傷害越小，植物對逆境脅迫的抵御能力越強。而過氧化物酶可以反映植物體內(nèi)某個階段代謝的變化，在逆境脅迫下抗逆性強的植物可誘導(dǎo)產(chǎn)生更多的抗氧化酶以提高其抗逆性。由此最終得出在5個小麥品系中，品系“4339”的抗鹽性最強。由此也證實，任何植物抗逆性的強弱均需要在不同階段測定不同的生理和生化指標(biāo)，最終得出不同品系抗逆性的強弱。

同時，判斷植物抗逆性強弱的指標(biāo)有很多，除了本試驗提到的種子萌發(fā)期鹽害指數(shù)和苗期MDA、過氧化物酶的含量測定外，還可以對小麥發(fā)芽活力、根長、苗高、游離脯氨酸、質(zhì)膜透性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化氫酶（CAT）活性等生理指標(biāo)進(jìn)行測定[12]，最終得出正確的判斷。

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