大豆種質資源耐鹽性鑒定與評價

嚴勇亮，張金波，路子峰，趙曉玲，劉海軍，趙 康，叢 花

(1.新疆農業科學院農作物品種資源研究所，烏魯木齊 830091； 2.新疆農業大學科學技術學院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】目前，全世界約有100多個國家和地區的土地遭受鹽漬化危害，每年因鹽堿造成的經濟損失高達數百億美元[1-3]。大豆是我國重要的糧、油、飼兼用作物[4]。大豆雖然是一種中度耐鹽作物，我國大豆的主產區東北和黃淮地區均面臨著土壤鹽漬化問題，鹽脅迫使得主產區大豆品質和產量降低。從植物資源角度，篩選培育耐鹽新品種是開發和利用鹽漬化土地的有效措施之一[5]，對提高大豆產量、擴大其種植面積具有重要意義。【前人研究進展】關于大豆耐鹽種質的鑒定，國內外已有大量報道。Abel等[6]用6種鹽濃度對6個大豆品種進行萌發試驗，結果鹽脅迫降低了所有品種的發芽率，使得大豆出苗速度大為延緩。Tuyen等[7]研究表明，電導率為4.5 ds /m就顯著降低了大豆品種Lee和Jackson的萌發，耐鹽Lee萌發率要高于敏感的Jackson。邵桂花等[8]研究了大豆萌發各發育階段的耐鹽性，從種子吸水膨脹到側根生長季耐鹽性呈遞減趨勢，耐鹽性表現為吸水膨脹>萌發>胚根生長>側根生長。【本研究切入點】陳德明[9]研究指出，鹽對大豆生長發育的影響主要有兩個方面，一是鹽導致營養缺乏，主要是鈣素缺乏；二是鹽影響大豆根瘤生長，使固氮能力下降，影響大豆的養分供給和生長。大豆幼苗期對鹽脅迫的敏感程度比芽期要高得多，栽培大豆幼苗期耐鹽性大小與全生育期表現基本一致[11]。在萌發期和苗期對大豆種質資源開展耐鹽性鑒定，方便快捷，能有效縮短鑒定周期。綜合萌發期和苗期耐鹽性鑒定結果，能較好的體現大豆真實耐鹽水平。【擬解決的關鍵問題】從國內外收集并保存大豆種質資源1 000余份，在萌發期和苗期對其耐鹽性進行鑒定，篩選出耐鹽性優異的大豆資源，為新疆大豆耐鹽種質創制和耐鹽新品種選育提供參考和親本材料。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試大豆材料120份，主要來源于我國新疆本地品種28份，國內引進品種64份；分別為黑龍江大豆種質資源38份，國個引進28份；分別為引進日本大豆種質資源24份，吉林大豆種質資源8份，內蒙古大豆種質資源8份，北京大豆種質資源7份，美國引進大豆種質資源4份，河北省大豆種質資源3份。2017年4月，將所有材料種植在中國新疆農業科學院安寧渠綜合試驗場，當年考種并收獲，用于室內萌發期和幼苗期耐鹽性鑒定。表1

表1 120份大豆品種名稱及來源Table 1 120 Soybean cultivars information

1.2 方 法

1.2.1 芽期耐鹽性鑒定

大豆芽期鹽脅迫反應的是種子吸水膨脹、萌動生根的綜合能力[10]。在鹽脅迫下，大豆受NaCl濃度的影響，發芽率降低。芽期耐鹽鑒定采用1.2%NaCl和1.5%NaCl 2種處理濃度。

按照農業部《大豆耐鹽性鑒定評價技術規范》NY/PZT001-2002的標準，試驗設置對照組和處理組，重復3次。每重復用大豆種子50粒。將準備好的50粒種子均勻放在直徑為12 cm玻璃培養皿中的濾紙上，處理組每個培養皿中加入1.2%和1.5%化學純NaCl溶液20 mL，在培養箱內25℃恒溫發芽7 d。對照組每個培養皿中加蒸餾水20 mL，培養箱內25℃恒溫發芽7 d，統計處理組和對照組的發芽率，根據下列公式計算相對鹽害率，并確定芽期耐鹽等級。

公式中：CK1+CK2+CK3分別代表對照重復Ⅰ、重復Ⅱ、重復Ⅲ的發芽率；T1+T2+T3分別代表鹽處理重復Ⅰ、重復Ⅱ、重復Ⅲ的發芽率。

1.2.2 苗期耐鹽性鑒定

按照農業部《大豆耐鹽性鑒定評價技術規范》[11]NY/PZT001-2002的標準，試驗設置對照組和處理組，重復3次。在(18×18)cm營養缽中裝入350 g營養土，每盆種植15粒種子，出苗后2 d，每盆選取6株長勢整齊一致的幼苗移栽到帶孔的泡沫板上，將泡沫板漂浮在改良的Hoagland營養液的培養盒中進行水培，移栽3 d后，加入1.5%NaCl鹽溶液，利用便攜式電導儀測定培養液的電導率，使電導率始終維持在25 ds/m的脅迫處理下。25℃恒溫，10 h光照，14 h黑暗條件下水培15 d后，調查幼苗生長情況，確定幼苗鹽害癥狀類別，按公式計算鹽害指數，確定苗期耐鹽等級。表2，表3

苗期鹽害指數(%)=

表2 大豆鹽害癥狀分級標準Table 2 Grande standard of salt stress in soybean

表3 大豆芽期和苗期耐鹽性分級標準Table 3 Grade standard of salt tolerance on germination stage and seedling in soybean

1.3 數據處理

按照公式分別計算出大豆芽期的相對鹽害率，苗期的鹽害指數，確定大豆芽期和苗期耐鹽級別后，用Excel計算平均值、標準差和變異系數。

2 結果與分析

2.1 芽期大豆耐鹽性鑒定

研究表明，在1.2%NaCl濃度處理條件下，芽期相對鹽害率為0～20.0%的1級高耐鹽材料有2份，占1.67%，分別是中國北京的中黃30號和日本的FtC099。芽期相對鹽害率為20.1%～40.0%的2級耐鹽材料有10份，占8.33%。其中中國黑龍江有5份，分別是綏農28、綏農34、合交08-1800、合農64及高產6號；中國新疆有1份，米泉黃豆；美國有2份，155和Flyer；日本有2份，T14和SC15-11。芽期相對鹽害率為40.1%～60.0%的3級中度耐鹽材料有43份，占35.83%。其中國內品種有34份，國外品種有9份；芽期相對鹽害率為60.1%～80.0%的4級鹽敏感材料有48份，占40.0%。其中中國品種有38份，其余10份為日本引進品種；芽期相對鹽害率為80.1%～100.0%的5級鹽高敏感材料有17份，占14.17%。其中中國品種有13份，其余4份為日本引進品種。表4

表4 大豆芽期耐鹽性鑒定(1.2%NaCl)Table 4 Identification results of salt tolerance at the germination stage (1.2%NaCl)

研究表明，在1.5%NaCl濃度處理條件下，芽期相對鹽害率為20.1%～40.0%的2級耐鹽材料僅有1份，占0.83%，品種為日本的FtC099。芽期相對鹽害率為40.1%～60.0%的3級中度耐鹽材料有22份，占18.33%。其中國內品種有17份，國外品種有5份；芽期相對鹽害率為60.1%～80.0%的4級鹽敏感材料有51份，占42.5%。其中國內品種有40份，國外品種有11份；芽期相對鹽害率為80.1%～100.0%的5級鹽高敏感材料有46份，占38.33%。其中國內品種有13份，其余4份為日本引進品種。

表5 大豆芽期耐鹽性鑒定(1.5%NaCl)Table 4 Identification results of salt tolerance at the germination stage (1.5%NaCl)

當鹽處理濃度升高到1.5%NaCl時，大豆種子發芽率顯著降低，1.5%NaCl脅迫處理未篩選到1級高耐鹽材料，2級耐鹽材料相比1.2%NaCl濃度的處理減少了9.17%；3級中度耐鹽材料相比1.2%NaCl濃度的處理減少了17.5%；4級鹽敏感材料相比1.2%NaCl濃度的處理增加了2.5%；5級鹽高敏感材料相比1.2%NaCl濃度的處理增加了24.17%。表5

2.2 苗期大豆耐鹽性鑒定

研究表明，在1.5%NaCl濃度處理條件下，苗期相對鹽害率為0～20.0%的1級高耐鹽材料有1份，占0.83%，是日本引進品種S11-5。苗期相對鹽害率為20.1%～40.0%的2級耐鹽材料有12份，占10%。其中中國吉林有2份，分別是長農8號和吉育77號；中國內蒙古有2份，分別是蒙豆9號和蒙豆14號；中國北京有1份，中黃30號；中國新疆有1份，精河大豆；美國有1份，Waka Shima；日本有5份，分別是S11-1、BAN ECHIGO 8、S11-23、FtC024和FtC074。苗期相對鹽害率為40.1%～60.0%的3級中度耐鹽材料有7份，占5.83%。其國內品種有4份，國外品種有3份；苗期相對鹽害率為60.1%～80.0%的4級鹽敏感材料有11份，占9.17%，均為國內品種；苗期相對鹽害率為80.1%～100.0%的5級鹽高敏感材料有89份，占74.17%。其中國內品種有71份，國外引進品種18份。表6

表6 大豆苗期耐鹽性鑒定(1.5%NaCl)Table 6 Identification results of salt tolerance at the seedling stage(1.5%NaCl)

3 討 論

3.1 大豆芽期耐鹽性鑒定

芽期進行不同濃度的鹽分脅迫后，種子發芽時間延遲，發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數降低。研究表明[12-13]，可將大豆的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、下胚軸長、根鮮重、鮮生物量、主根長、干生物量、根干重等用于評價大豆芽期耐鹽性指標。研究分別統計了鹽處理后1～7 d的發芽率，以第7 d發芽率為指標，按照農業部《大豆耐鹽性鑒定評價技術規范》[11]NY/PZT001-2002的標準，進行耐鹽性評價。同時采用1.2%和1.5% 2種NaCl濃度處理，結果表明，隨著鹽濃度升高，抑制了大豆發芽率，這與其他研究結果是相同的[14-16]，也篩選到一些芽期表現較好的耐鹽材料，為提高新疆大豆資源利用率提供參考。

3.2 大豆苗期耐鹽性鑒定

有研究表明，大豆在幼苗期的耐鹽性與全生育期耐鹽性表現一致[12]。大豆苗期受到鹽分脅迫后，鹽分通過滲透脅迫、離子毒害和同化物累積抑制降低光合作用效率，進而植株的地上部分和地下部分生長均受到抑制最后導致葉片萎蔫、黃枯死亡[18]。研究采用1.5%NaCl濃度處理15 d，地上部分株高、植株鮮重、干重以及地下部分根鮮重、根干重積累均減少，僅篩選到1份高耐鹽材料(日本S11-5)；12份耐鹽材料，其中新疆大豆地方種中僅篩選到1份2級耐鹽材料，其他材料均表現敏感或高敏，同時新疆地方大豆種質資源芽期耐鹽性鑒定結果與苗期表現不同，總體表現耐鹽性較弱。

3.3 大豆芽期和苗期耐鹽性差異

高鹽對大豆的全生育期都有危害，在不同的發育階段，大豆的耐鹽程度不同。研究發現，供試材料芽期和苗期篩選結果不一致，原因是大豆種質資源芽期和苗期耐鹽機理不同，此結果與其他學者研究相同，進一步表明大豆種質資源芽期和苗期耐鹽機理不同[10]。

4 結 論

大豆芽期和苗期耐鹽性表現不同。芽期耐鹽性鑒定中，在1.2%NaCl濃度下，篩選到1級耐鹽材料1份，2級耐鹽材料10份；在1.5%NaCl濃度下，篩選到2級耐鹽材料1份。苗期耐鹽性鑒定中，在1.5%NaCl濃度下，篩選到1級耐鹽材料1份，2級耐鹽材料12份可作為耐鹽親本進行利用。