亞麻種質資源萌發期耐鹽性鑒定研究

宋鑫玲，王曉楠，孫宇峰，曹洪勛

(黑龍江省科學院大慶分院，黑龍江 大慶 163319)

0 引言

作物耐鹽堿性研究一直是研究熱點。為了適應鹽漬化土壤種植，對小麥[1]、大豆[2]、玉米[3]、大麥[4]等糧食作物相繼開展了研究，獲得了大量的耐鹽品種。為了適應種植結構調整，故在鹽堿地開發經濟作物種植模式及適宜的經濟作物篩選十分重要[5]。

亞麻是一種重要的工業原料，為了實現亞麻在鹽堿環境下的推廣種植，針對亞麻耐鹽性開展了相關研究，并取得了一定進展。趙東升[6]采用NaCl和Na2CO3的混合溶液對亞麻資源開展篩選，獲得1份高耐鹽品種、1份高敏感品種。于瑩[7]分別采用中性鹽、堿性鹽、復合鹽溶液開展了亞麻種質資源耐鹽性篩選，結果表明，同一份材料在不同處理條件下，耐鹽程度有所不同，有的耐中性鹽，有的耐堿性鹽。由于不同鹽堿地土壤特性不同，同一份材料在不同土壤條件下抗性有差異，故資源篩選需要結合土壤特點才具有實際意義。

大慶地處黑龍江西部松嫩平原，土壤主要離子含量與其他土壤明顯不同，屬于蘇打鹽堿土類型[8]。本試驗結合大慶市土壤特點，采用含有CHO3-、CO32-、Cl-、SO42-的復合鹽溶液模擬土壤環境，對亞麻主要的種質資源開展耐鹽堿性篩選，為鹽堿地條件下推廣適宜的品種打下良好基礎。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設計

本試驗采用纖維用亞麻資源16份，其中國外資源14份，國內資源2份。參試材料由黑龍江省科學院大慶分院亞麻研究所提供，材料名稱和試驗編號見表1。

表1 試驗材料名稱及編號Tab.1 Name and number of the materials

試驗采用單因素完全隨機設計，脅迫組采用120 mmol/L復合鹽溶液處理亞麻種子，每個品種設3次重復，以蒸餾水為對照。

選擇成熟、飽滿、無病蟲害且大小適宜、均勻一致的健康種子，用0.1%的氯化汞溶液浸種10 min，對種子進行消毒；將種子置于11×11 cm塑料發芽盒中，以雙層濾紙加吸水紙為發芽床，每皿100粒，在濾紙上寫好編號，并將種子按照10×10方陣均勻點開；脅迫組里每個發芽盒加入20 mL復合鹽溶液，對照組加入蒸餾水，放入光照培養箱中培養，溫度24℃，光照培養；從放入培養箱時起，第3 d調查發芽勢，期間要注意培養皿是否濕潤，若不足及時補充；第7 d測發芽率。

1.2 調查項目及統計分析

計算種子發芽勢(GE)、發芽率(GR)、鹽脅迫指數(SA)：GE(%)=3天正常發芽種子數/供試種子數×100；GR(%)=發芽6 d累積的發芽數/共試種子數×l00；SA(%)=(|脅迫發芽率-對照發芽率|)/脅迫發芽率×100；本試驗的數據分析軟件采用excel 2010、SAS 9.4。

2 結果與分析

2.1 不同品種間萌發期基本數據統計

發芽勢、發芽率是種子萌發能力的重要指標，發芽勢反映的是種子潛在的活力性征，發芽率是衡量種子能否成苗的重要前提，從表2可以看出，脅迫條件下，發芽勢最大值是62.67，最小值為4，可見不同品種間發芽勢差異較大，而對照組差異不明顯；發芽率最大值是76，最小值是13，發芽率和發芽勢的差值不是很大，說明亞麻種子的萌發能力主要反映在發芽勢上，生產上多用發芽勢作為主要參考數據。

表2 不同品種發芽勢及發芽率原始數據Tab.2 Original data of germination vigor and germination rate of different varieties

2.2 復合鹽脅迫對不同品種發芽勢、發芽率的影響

將品種的發芽勢、發芽率做方差分析，見表3。結果表明，脅迫下品種間發芽勢方差122 277.25，F值24.65，數據間差異極顯著(P<0.01)；發芽率方差14 593.979，F值24.29，數據間差異也極顯著(P<0.01)，說明試驗數據真實有效，所選取的試驗材料代表性較強。經多重比較(見表4)：瑞典5038，華光1號在發芽勢與其他材料存在顯著差異(P<0.05)，發芽率存在極顯著差異(P<0.01)。火炬與其他材料兩個指標均存在顯著差異(P<0.05)。由此可見，參試的材料中，瑞典5038在鹽堿脅迫條件下仍能保持較高的發芽能力，而火炬、羅引1號在脅迫下缺表現出較低的發芽能力。瑞士9號、瑞士7號、DAN、瑞典5064與日本5號、Taiga、fibra、羅馬尼亞2號、YSOLDA、彭特考瓦、Milenivm、羅引一號、火炬、Natasja差異顯著，說明參試品種并不是單個品種之間的差異，而是一組品種之間的差異。

表3 不同品種發芽勢、發芽率方差分析Tab.3 Variance analysis of germination vigor and rate of different varieties

表4 品種間發芽勢、發芽率多重比較Tab.4 Multiple comparisons of germination vigor and rate among varieties

2.3 不同品種耐鹽性聚類分析

聚類分析是一種科學的歸納、演繹方法[9]。試驗采用歐氏距離(D)對16份亞麻種質資源的鹽堿脅迫下4個指標進行系統聚類分析[10]，結果如圖3所示。在歐氏距離D=2.491 1的水平上，可將16份亞麻種質資源劃分為3大類群。第Ⅰ大類群只有火炬1個品種，該品種在鹽脅迫條件下的芽率只有3%，為極端敏感材料。第Ⅱ大類群包括Natasja、羅引一號、Milenivm等13個品種。該類群主要發芽勢、發芽率、耐鹽指數差異顯著。該類群還可分為3個亞類，Natasja、羅引一號、Milenivm為第一亞類，該亞類在脅迫下發芽率6%～10%，屬于鹽敏感品種；第二亞類包括彭特考瓦、YSOLDA、羅馬尼亞2號、fibra、Taiga、日本5號這6個品種，該亞類其特點是重度脅迫條件下，較不耐鹽。第三亞類包括瑞士9號、瑞士7號、瑞典5064、DAN這4個品種，該類群的表現出中等的耐鹽性。第Ⅲ大類群包括華光1號和瑞典5038兩個品種，該類群主要特點是發芽勢、發芽率和耐鹽指數均高，可認為是耐鹽品種。

圖1 聚類分析Fig.1 Cluster analysis

3 討論

適宜的耐鹽品種是鹽堿地種植的基礎。種子在鹽堿地條件下能夠發芽并成苗是種植生產的關鍵，一個品種在逆境條件下能否迅速發芽成苗、減少萌發消耗有利于生育期的生長與繁殖[11]。從亞麻種子萌發能力來看，耐鹽材料萌發迅速，發芽勢較強。瑞典5038與華光1號在高鹽條件下能夠達到62.67和51.67的發芽勢，說明該材料種子萌發時內部某活性成分較高，有利于其萌發。或是脅迫下，激活了某些活性酶的表達，使其迅速適應環境，這需要進一步研究與種子萌發有關的因素來具體闡述種子的迅速萌發機制。對于在鹽堿地種植的材料篩選來看，瑞典5038與華光1號的芽率未達到85%，但是本試驗選取的濃度是種質資源表現最為豐富的濃度，在生產土壤鹽堿性過大情況下不利于種植亞麻，即使篩選出的材料能夠萌發成苗，但產量過低，也不利于生產。輕度鹽堿條件下，本試驗篩選的材料不僅能夠發芽成苗，同等條件下產量不會過于降低，有利于推廣種植。從遺傳聚類圖上看，參試的16份資源分為3個大類，耐鹽的材料較少，耐鹽中等偏敏感材料居多，故需要進一步擴大篩選資源數量，尋找綜合耐鹽性更好的品種。