高梁種質資源萌發期耐鹽性鑒定與篩選

摘要：萌發期是高粱各生育階段中對鹽分脅迫最敏感的時期，在萌發期進行高粱種質資源的耐鹽性鑒定和耐鹽種質篩選對培育耐鹽高粱品種具有重要意義。本研究采用150 mmol/L NaCl溶液模擬鹽脅迫環境，對172份萌發期高粱種質進行耐鹽鑒定，測定發芽勢、發芽率、發芽指數、芽長、根長、芽鮮重、芽干重、根鮮重、根干重9個指標并計算其相對值，進行相關分析、主成分分析和聚類分析。結果表明，172份高粱種質萌發期性狀遺傳變異豐富，性狀間多數呈顯著或極顯著正相關；主成分分析將9個指標歸納為3個主成分，分別代表萌發狀況及芽部和根部的生長狀況，其中發芽指數、芽干重和根長可作為高粱萌發期耐鹽性鑒定的主要評價指標。由隸屬函數法綜合評價和聚類分析結果可知，172份高粱種質可分為5個類群，分別為高度耐鹽種質34個、耐鹽種質35個、中等耐鹽種質35個、鹽敏感種質35個、高度鹽敏感種質33個。其中萌發期耐鹽性最強的高粱種質為R4545、TX622B、R366，可為下一步高粱耐鹽新品種選育、遺傳改良及耐鹽分子機理研究提供材料支持。

關鍵詞：高粱；耐鹽性；萌發期；主成分分析；隸屬函數；聚類分析

中圖分類號：S502.414 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2024）09-0043-08

鹽漬土是在全球范圍內廣泛分布的一種土壤類型，是一系列受鹽堿作用的鹽土、堿土及各種鹽化、堿化土壤的總稱。全球約有9.54億hm2的土地遭受鹽漬化威脅，并且這個數字還在不斷地上升中。我國是一個人口大國，人均土地資源低于世界平均水平，同時也是土壤鹽漬化比較嚴重的國家之一，鹽漬土總面積約為3 690萬hm2，是我國重要的后備土地資源。西北、華北、東北及沿海地區是我國鹽漬土主要分布區域，其中沿海地區的山東是我國重要的耕作區，受到鹽漬化威脅的土壤占總面積的6.75％，占耕地面積的14.1％，嚴重影響糧食產量，對其農業危害程度僅次于干旱。此外，由于施肥和灌溉不當，次生鹽漬土面積也在不斷增加，不僅造成土壤理化性狀不良，還影響植物生長。因此，合理改良、利用山東地區鹽漬土是解決耕地面積少的重要途徑之一。

在鹽漬土上種植耐鹽堿作物是目前改良鹽漬土最經濟有效且可持續的方法。研究表明，鹽生植物能夠吸收、積累鹽分，降低土壤含鹽量，并能較快覆蓋地表，抑制返鹽，增加土壤動物和微生物的種類及數量，改善鹽漬土理化性狀，同時能夠帶來一定的經濟效益。

高粱起源于非洲，是全球第五大糧食作物，也是中國重要的雜糧作物。它具有較強的抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐貧瘠、耐高溫等抗逆特性，屬C4植物，光合效率高，生物產量高，可在干旱、鹽堿和瘠薄的邊際土地上種植，被認為是最具開發潛力的糧飼作物和能源植物。同時，高粱的用途廣泛，可食用、飼用、釀造用、生物能源用、化工材料用等。因此，對高粱資源進行耐鹽鑒定，篩選優異的耐鹽材料，從而培育耐鹽高粱新品種意義重大。

目前關于鹽脅迫對高粱生理生化特性影響的研究主要集中在苗期，但是作物種子萌發期對鹽分也很敏感。種子的耐鹽性是進行植物耐鹽性早期鑒定及進行耐鹽品種早期選擇的基礎。前人對高粱品種萌發期耐鹽性鑒定開展了廣泛研究；王春語等以發芽率為評價指標，從396份材料中選出5份耐鹽型高粱種質：劉芳等研究得出，芽長、干重和鮮重等可作為鑒定篩選玉米耐鹽性的形態指標：De Le6n等研究認為，根長和芽長可作為快速鑒定小麥耐鹽性的指標。但這些研究在進行作物耐鹽性鑒定時選用的指標比較單一，所得結論不夠全面準確。崔江慧等通過比較根長、苗高、側根數、葉片萎蔫等的變化對高粱材料耐鹽性進行評價，評價結果更加精準，但并不適合高粱萌發期大規模材料的耐鹽篩選。

濱海鹽漬土面積較大且土體鹽分重，鹽分組成以NaCl為主、對作物生長危害和抑制明顯，因此篩選和培育耐NaCI高梁種質資源，對于濱海鹽堿地開發利用具有重要意義。孫璐等從42個高粱品種中隨機選擇6個進行不同濃度鹽脅迫處理，確定高粱萌發期耐鹽性鑒定的適宜NaCI濃度為150 mmol/L，并篩選出5個高度耐鹽品種和3個高度鹽敏感品種。因此，本研究以150 mmol/L NaCI溶液模擬鹽脅迫，對172份高粱種質進行耐鹽性鑒定，研究建立高粱萌發期耐鹽性鑒定的科學評價體系并篩選耐鹽種質，以期為耐鹽種質資源開發利用及耐鹽新種質創制提供材料基礎和理論依據。