于亮 陸莉 王奉芝 王偉偉 趙松山 王連鵬 鈕力亞



摘要對小麥的耐鹽性與生長階段和主要性狀的相關性以及耐鹽性遺傳規律進行研究,為小麥耐鹽育種提供理論依據。
關鍵詞小麥;耐鹽系數;耐鹽性
中圖分類號S512.1文獻標識碼A文章編號0517-6611(2017)11-0017-02
AbstractThis paper studied the relationship between wheat salt tolerance and growth stage and the main traits and salt tolerance genetic rules, so as to provide theoretical basis for salt tolerance in wheat breeding.
Key wordsWheat;Salt tolerance coefficient;Salt tolerance
小麥長期生長在特殊的鹽漬土壤條件下,形成了特定的耐鹽小麥品種類型。耐鹽小麥品種依靠特定性狀與不同的生理功能,減輕鹽分危害,維持其正常的生理代謝機制,保證生長發育的順利進行[1]。筆者對小麥的耐鹽力與生長階段和主要性狀的相關性以及耐鹽性遺傳規律進行研究,為小麥耐鹽育種提供理論依據。
1小麥耐鹽階段性與主要性狀相關性研究
1.1小麥耐鹽階段性研究小麥耐鹽性是多基因控制的數量性狀,是遺傳性和環境條件共同作用的結果[2]。由于不同的小麥品種遺傳基礎不同,其耐鹽性存在很大差異,并表現出一定的階段性。在0.6%鹽漬環境下,在對6個小麥品種進行生育階段耐鹽性研究發現:小麥出苗到越冬階段耐鹽性最好,返青到拔節階段耐鹽性最差,拔節到成熟階段耐鹽性增強[3](表1)。
從上述結果可以看出,小麥出苗到越冬階段,耐鹽系數為0.82,因為小麥播種時麥田墑情好,土壤水分充足,土壤濃度小,鹽分對小麥危害較輕,耐鹽系數較高。越冬期小麥大量消耗體內營養,加上土壤溫度偏低,受饑餓和低溫雙重影響,耐鹽力明顯下降。小麥返青至拔節是生育旺盛期,對鹽分的反應最為敏感,耐鹽系數僅為0.07。此時正值鹽堿地麥田返鹽高峰期,耕層含鹽量達0.656%,土壤鹽濃度急劇增加,對小麥返青分蘗生長影響較大。各品種間表現出相當大的耐鹽性差異,耐鹽性強的品種迅速拔節抽穗,耐鹽性弱的品種如石88-5081不能拔節的全部死亡。小麥返青至拔節階段最容易區分品種耐鹽類型,此時是小麥耐鹽性鑒定的最適時期。小麥拔節后,耐鹽性有所增強直到成熟[4]。
1.2耐鹽性與主要性狀相關性研究小麥耐鹽性是通過某些性狀來表現的,耐鹽性與其外部形態有明顯的相關性[5]。研究表明,小麥耐鹽性與產量、分蘗數、株高、穗莖節長度、葉片長寬之比呈正相關,與千粒重、單穗小穗數呈負相關。小麥的耐鹽性還與出苗率、分蘗數、結實小穗、穗粒重和后期功能葉片數等性狀有關。從表2可以看出,一般耐鹽性強的小麥品種出苗率高,單株分蘗數多,后期功能葉片多,穗部性狀、結實小穗數、穗粒重均高于非耐鹽品種,最終反應在經濟產量上,表現出較高的耐鹽生產力[6]。
除此之外,小麥在0.3%~0.7%含鹽條件下的耐鹽性與根系生長情況密切相關,且品種間差異明顯[7],結果見表3。耐鹽系數=鹽處理/好土處理;鹽害率=(好土處理-鹽處理)/好土處理×100%。
在通過鹽溶液控制盆土鹽分含量的條件下,小麥受害程度隨品種耐鹽力降低和土壤鹽分含量增多呈加重趨勢。在同一鹽分條件下,抗鹽性強的品種根系干物質積累多,耐鹽系數高,鹽害率低。由于小麥根系直接受土壤鹽分危害,地上部其他性狀表現是根系受害后的間接反應。根系發育情況應作為小麥耐鹽性研究和耐鹽性育種的重要目標性狀。
2小麥耐鹽性遺傳規律研究
2.1不同耐鹽性小麥正反交表現將綜合性狀好的臨汾6154與耐鹽性強的冀麥32進行連續2年的正交和反交試驗,同時種植雙親和F1。將全部材料種植在含0.45%Cl-∶SO2-4=1∶1的鹽土池內(與自然鹽土情況基本一致),以耐鹽指數(耐鹽指數=品種耐鹽系數/相鄰對照品種耐鹽系數)進行耐鹽性評價,結果見表4。
結果表明,雜交一代的耐鹽性與雙親存在著顯著差異,冀麥32耐鹽性十分突出,與不抗鹽品種臨汾6154正反交,F1代各生育時期,耐鹽指數均高于不耐鹽親本,表現出耐鹽性傾母遺傳現象,以耐鹽親本為母本的F1代組合,耐鹽指數高于反交組合,說明耐鹽性遺傳不僅受核基因控制,而且與細胞質有一定關系[8]。
2.2F1代雜種優勢現象在鹽分脅迫條件下,F1代與正常條件一樣,小麥的某些性狀仍表現出較強的雜種優勢,結果見表5。由表5可知,在0.45%含鹽土壤條件下,以耐鹽親本與不耐鹽親本雜交,無論正交和反交,幾個主要農藝性狀F1均表現出一定的雜種優勢,優勢率依次為產量、成穗數、分蘗數、千粒重、穗粒數。產量、成穗數、千粒重和分蘗數都表現出一定的超親優勢,優勢率正反交組合有明顯差異。從田間長相看,F1組合植株生長勢強,綠葉面積大,葉片功能期長,雜種優勢明顯。
2.3鹽脅迫下部分性狀遺傳力分析利用冀麥32和臨汾6154雙親及F1、F2、B1、B2,計算株高、單株穗數、單株粒重3個農藝性狀在鹽地種植的廣義遺傳力hB2和狹義遺傳力hN2,分析結果見表6。
結果表明,株高、單株穗數的hB2和hN2較高,而單株粒重的遺傳力相對較低,其狹義遺傳力只有0.22。遺傳力低說明它易受鹽脅迫之外的環境影響。
3結論
小麥耐鹽性鑒定的最適時期是小麥返青至拔節階段,而根系發育情況應作為小麥耐鹽性研究和耐鹽性育種的重要目標性狀;小麥耐鹽性強的品種一般出苗率高,根系發達、分蘗能力強、成穗率高、籽粒較小,冬前生長穩健,返青晚,起身后生長發育快,后期葉片功能期長,成熟期偏晚[9];耐鹽性不僅有傾母遺傳現象,而且受核基因控制,與細胞質有一定關系;耐鹽親本與不耐鹽親本相互雜交,無論正交和反交,主要農藝性狀F1均表現出一定的雜種優勢,優勢率依次為產量、成穗數、分蘗數、千粒重和穗粒數;在選育耐鹽品種時,對株高、單株穗數等遺傳力較高的性狀應早代選擇,甚至F1代就可以根據組合的表現予以取舍,對單株粒重早代選擇效果差,粒重宜推遲選擇。
參考文獻
[1] 郭平銀,王風池,蔡家濱,等.提高小麥耐鹽性的技術途徑綜述[J].安徽農學通報,2007,13(11):130-131.
[2] 陸莉,張建國,張鐵恒.環渤海低平原鹽堿地小麥高產栽培技術[J].作物研究,2007(3):176-178.
[3] 馬燦玲,張鳳瑞,王紅衛,等.不同小麥品種的耐鹽性比較研究[J].信陽師范學院學報(自然科學版),2007,20(4):442-444,451
[4] 趙松山,王奉芝,陸麗,等.抗旱耐鹽型小麥品種滄麥6001的選育[J].華北農學報,2000,15(S1):113-117.
[5] 趙鎖勞,竇延玲.小麥耐鹽性鑒定指標及其分析評價[J].西北農業大學學報,1998,26(6):80-84.
[6] 郭曉麗,時麗冉,白麗榮,等.不同小麥品種的耐鹽性研究[J].江蘇農業科學,2008(4):43-45.
[7] 霍鵬,李士磊,李衛華.春小麥苗期耐鹽性差異及聚類分析[J].石河子大學學報(自然科學版),2013,31(2):137-142.
[8] 郭寶生,楊凱,宋景芝,等.西藏小麥耐鹽性鑒定及分析[J].植物遺傳資源科學,2001,2(2):36-39.
[9] 劉艷麗,許海霞,劉桂珍,等.小麥耐鹽性研究進展[J].中國農學通報,2008,24(11):202-207.