NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子萌發(fā)的影響及其耐鹽性分析

王治江，劉自剛，孫萬(wàn)倉(cāng)，方彥，武軍艷，劉海卿，趙艷寧，蒲媛媛，袁金海，錢武，陳奇，方園，徐夢(mèng)雪

（甘肅省油菜工程技術(shù)研究中心，甘肅省干旱生境作物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730070）

NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子萌發(fā)的影響及其耐鹽性分析

王治江，劉自剛，孫萬(wàn)倉(cāng)，方彥，武軍艷，劉海卿，趙艷寧，蒲媛媛，袁金海，錢武，陳奇，方園，徐夢(mèng)雪

（甘肅省油菜工程技術(shù)研究中心，甘肅省干旱生境作物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730070）

以6個(gè)耐鹽性不同的白菜型冬油菜種子為材料，將NaCl和Na2SO4按摩爾比1∶1混合，設(shè)濃度為0（CK）、45、90、135、180、240 mmol·L－16個(gè)處理，測(cè)定其對(duì)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)參數(shù)的影響，研究不同冬油菜種子萌發(fā)時(shí)的耐鹽能力，以期為耐鹽冬油菜的篩選提供依據(jù)。結(jié)果表明：（1）45mmol·L－1和90mmol·L－1鹽濃度對(duì)種子萌發(fā)的影響不明顯；135 mmol·L－1和180mmol·L－1鹽濃度明顯抑制了種子萌發(fā)，表現(xiàn)為種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根長(zhǎng)、胚芽長(zhǎng)、鮮重和干重均隨鹽濃度的增大而明顯降低。因此，135～180 mmol·L－1鹽濃度可認(rèn)為是耐鹽性鑒定的適宜范圍。（2）不同指標(biāo)對(duì)鹽脅迫的敏感程度差異較大，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重與鹽濃度均為極顯著負(fù)相關(guān)，對(duì)鹽脅迫最為敏感。（3）3個(gè)耐鹽冬油菜ky－1、ky－10－191和ky－NDJ的種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重的耐鹽臨界值顯著高于原有品系平油1號(hào)、10－191和ky－NDJ。ky－1、ky－10－191、ky－NDJ的耐鹽臨界值分別為133.895、123.264、107.399 mmol·L－1，而平油1號(hào)、10－191、NDJ的耐鹽臨界值分別為117.394、103.947、93.834mmol·L－1。用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)，耐鹽性強(qiáng)弱順序依次為ky－1＞ky－10－191＞平油1號(hào)＞ky－NDJ＞10－191＞NDJ?？梢?，ky－1、ky－10－191和ky－NDJ的耐鹽性較平油1號(hào)、10－191和NDJ均有所提高。

NaCl；Na2SO4；鹽脅迫；白菜型冬油菜；種子萌發(fā)；耐鹽性

由于自然因素和不合理的耕作、栽培等人為因素，我國(guó)北方地區(qū)土壤鹽漬程度日漸惡化，僅西部陜、甘、寧、青、蒙、新6?。▍^(qū)）鹽漬土地面積占全國(guó)鹽漬土地面積（9 913萬(wàn)hm2）的69.03%［1－2］，嚴(yán)重影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。油菜是我國(guó)第一大油料作物，生長(zhǎng)能力較強(qiáng)，具有油、飼、肥、觀賞等多種用途，種植面積和產(chǎn)量?jī)H次于加拿大，居世界第二［3］。近年來(lái)，隨著冬油菜不斷向高緯度、高海拔地區(qū)北移和西擴(kuò)，我國(guó)北方地區(qū)油菜生產(chǎn)格局發(fā)生巨大改變，種植面積進(jìn)一步增加［4－6］，成為我國(guó)北方重要的油料作物與生態(tài)作物［7］。因此開展白菜型冬油菜耐鹽性研究，選育耐鹽高產(chǎn)品種，對(duì)保障我國(guó)食用植物油供給，合理利用北方鹽堿土地資源、發(fā)展鹽水灌溉農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有極其重要的意義［8］。研究發(fā)現(xiàn)，西北內(nèi)陸鹽漬土壤鹽分組成以氯化物和硫酸鹽－氯化物為主［9－10］。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)許多作物種子萌發(fā)期的耐鹽性進(jìn)行了研究。Giaveno［11］等采用NaCl對(duì)14份玉米雜交種進(jìn)行了耐鹽性研究；龍衛(wèi)華［12］等對(duì)15個(gè)甘藍(lán)型油菜自交系進(jìn)行了耐鹽性研究，篩選出耐鹽性強(qiáng)的油菜品系2個(gè)，并提出214mmol·L－1NaCl為鑒定油菜品系耐鹽性的最適濃度；李士磊［13］等采用NaCl和Na2SO4復(fù)合鹽對(duì)小麥萌發(fā)期的脅迫效應(yīng)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，隨著鹽濃度的升高，小麥萌發(fā)期推遲，發(fā)芽率急劇下降；徐小玉等［14］在波斯菊上研究發(fā)現(xiàn)，NaCl和Na2SO4脅迫使波斯菊種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、幼苗芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)、鮮重均下降；武路廣等［15］研究了NaCl和Na2SO4兩種單鹽脅迫對(duì)白羊草種子萌發(fā)的影響，結(jié)果顯示，NaCl具有低鹽促進(jìn)高鹽抑制的效應(yīng)，Na2SO4對(duì)種子萌發(fā)的抑制作用更加明顯。種子萌發(fā)階段對(duì)抗逆性的反應(yīng)較為敏感，是植物生活史中至關(guān)重要的發(fā)育階段之一［16－17］。種子在萌芽期的耐鹽程度可以反映該植物的耐鹽性強(qiáng)弱，可以作為耐鹽性篩選與鑒定的依據(jù)之一［18］。長(zhǎng)期以來(lái)，氯鹽和鈉鹽被認(rèn)為是造成植物鹽脅迫傷害的主要原因，高濃度的氯鹽和鈉鹽會(huì)使植物滲透壓升高，吸水困難，從而導(dǎo)致生理干旱。然而對(duì)于中性鹽復(fù)合脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子萌發(fā)的影響及耐鹽性分析的報(bào)道較少。因此，本試驗(yàn)以6個(gè)耐鹽性不同的白菜型冬油菜種子為材料，研究NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子萌發(fā)和生長(zhǎng)參數(shù)的影響，綜合分析其耐鹽性狀，旨在闡明白菜型冬油菜的耐鹽性響應(yīng)，并篩選耐鹽冬油菜品系，以期為鹽土資源的合理開發(fā)利用和冬油菜的發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 參試材料

以耐鹽性不同的白菜型冬油菜ky－1、ky－NDJ、ky－10－191和平油1號(hào)、NDJ、10－191為材料，其中ky－1、ky－NDJ、ky－10－191分別是從平油1號(hào)、NDJ、10－191 3個(gè)品系中經(jīng)過(guò)兩年篩選的耐鹽材料，平油1號(hào)、NDJ、10－191分別在甘肅省油菜工程技術(shù)研究中心上川試驗(yàn)基地鹽堿圃種植（見247頁(yè)圖1），該鹽堿圃土壤含全鹽2.671%，其中含HCO3－0.482 g·kg－1，Cl－0.722 g·kg－1，SO42－1.371 g·kg－1，Ca2＋0.184 g·kg－1，Mg2＋0.111 g·kg－1，Na＋2.573 g·kg－1，K＋0.075 g·kg－1，pH值為8.9。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

取直徑為9 cm的培養(yǎng)皿，酒精消毒洗凈后，于80℃烘箱內(nèi)烘12 h后取出，待其恢復(fù)室溫后底部鋪放兩層滅菌濾紙備用。挑選籽粒飽滿、大小一致的油菜種子，用3%H2O2在三角瓶中消毒5 min，用紗布過(guò)濾，蒸餾水沖洗4～5次，用濾紙吸干外附水分，將兩種中性鹽NaCl和Na2SO4按1∶1的摩爾比例混合，設(shè)0（CK）、45、90、135、180 mmol·L－1和240 mmol· L－16個(gè)濃度梯度，將種子分別置于不同濃度鹽溶液中浸種5 h，從中隨機(jī)取30粒種子，均勻排列，再向培養(yǎng)皿中加入相應(yīng)處理液8 ml至濾紙水分飽和，每處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，并稱重記錄各處理培養(yǎng)皿和種子的總重量，置于智能人工氣候箱中發(fā)芽，白／夜溫度為25℃／20℃，時(shí)間為14 h／10 h，光照為6 000 Lx，濕度75%。試驗(yàn)過(guò)程中每天采用稱重補(bǔ)水法按時(shí)補(bǔ)充水分，以保持培養(yǎng)皿內(nèi)鹽濃度不變，并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù)（發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)以胚根突破種皮達(dá)到種子長(zhǎng)為發(fā)芽）。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

（1）發(fā)芽勢(shì)（GE）＝（3天內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)／總種子數(shù)）×100%；

（2）發(fā)芽率（GR）＝（7天內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)／總種子數(shù)）×100%；

（3）發(fā)芽指數(shù)（GI）＝∑（Gt／Dt）（Gt為第t天的發(fā)芽率，Dt為天數(shù)）；

（4）活力指數(shù)（VI）＝發(fā)芽指數(shù)×幼苗鮮重（g）；

（5）胚芽、胚根長(zhǎng)度和干鮮重的測(cè)定：發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后每個(gè)處理分別取10株長(zhǎng)勢(shì)基本一致的胚苗（指：種子子葉完全展開到真葉未出現(xiàn)之前），用蒸餾水洗凈，濾紙吸干水分，用分析天平稱其鮮重，然后在105℃條件下殺青15 min后于80℃烘箱內(nèi)烘干至恒重，并稱其干重。同時(shí)，每培養(yǎng)皿隨機(jī)取10株胚苗測(cè)其芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)；

（6）耐鹽半抑制濃度（臨界值）：相應(yīng)指標(biāo)降低到對(duì)照的50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的鹽溶液濃度［19］。

1.4 綜合評(píng)價(jià)方法

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法進(jìn)行各指標(biāo)耐鹽性綜合評(píng)價(jià)，公式為：X（μ）＝（X－Xmin）／（Xmax－Xmin），其中：X為參試材料某一指標(biāo)的測(cè)定值，Xmax和Xmin分別為該指標(biāo)中的最大值和最小值。先求出各個(gè)指標(biāo)在不同鹽濃度下的隸屬值，再把每一指標(biāo)在不同鹽濃度下的隸屬值累加求平均值，最后再將每一材料不同指標(biāo)的隸屬值累加求其平均值，平均值越大則表明其耐鹽性越強(qiáng)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行（單）雙因素方差分析、Pearson系數(shù)相關(guān)分析、線性回歸分析，并用Excel 2010制表、繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽濃度和基因型對(duì)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)參數(shù)的影響

不同鹽濃度、不同油菜基因型對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)、生物量的影響均為極顯著（P＜0.01），且鹽濃度和油菜基因型間存在極顯著的交互作用（表1）。由此可知，隨著鹽濃度的增大，種子發(fā)芽特性受到明顯的抑制作用，但因參試材料本身遺傳特性的不同，其耐鹽性也存在明顯的差異。因此，種子在鹽脅迫下能否萌發(fā)由鹽濃度和品種特性兩個(gè)因素共同決定。

2.2 NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子發(fā)芽勢(shì)的影響

隨著鹽濃度的增加，種子發(fā)芽勢(shì)均呈降低趨勢(shì)（表2）。與對(duì)照相比，45 mmol·L－1鹽濃度處理使ky－NDJ和NDJ的種子發(fā)芽勢(shì)顯著下降，而ky－1、ky－10－191、平油1號(hào)和10－191下降不顯著；135 mmol·L－1鹽濃度處理均使各參試材料種子發(fā)芽勢(shì)顯著下降，且出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)折而基本呈直線降低；當(dāng)鹽濃度達(dá)到240 mmol·L－1時(shí)，ky－NDJ和NDJ的種子發(fā)芽勢(shì)被明顯推遲，ky－1和ky－10－191的種子發(fā)芽勢(shì)高于其它材料，其變異系數(shù)也相對(duì)較小。

2.3 NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子發(fā)芽率的影響

種子發(fā)芽率對(duì)鹽脅迫的敏感性存在明顯差異（圖2，表3），總體呈現(xiàn)出隨著鹽濃度的增大，種子發(fā)芽率呈逐漸降低的趨勢(shì)，且鹽濃度越大種子發(fā)芽受到的抑制程度越大。以耐鹽冬油菜ky－1為例，45 mmol·L－1和90mmol·L－1鹽濃度處理對(duì)種子發(fā)芽率的影響不明顯，較CK未達(dá)到顯著差異水平；但135 mmol·L－1鹽濃度使種子發(fā)芽率明顯降低，較CK顯著下降12.22%；180 mmol·L－1和240 mmol·L－1鹽濃度處理下，分別較CK下降20.00%和65.56%，達(dá)到顯著差異水平。而平油1號(hào)的種子發(fā)芽率受鹽脅迫的影響程度較深，45 mmol·L－1和90 mmol·L－1鹽濃度處理下，分別較CK下降5.56%和8.89%，差異達(dá)到顯著水平；135、180、240 mmol·L－1鹽濃度處理，分別較CK顯著下降16.67%、28.89%、71.11%。鹽脅迫對(duì)其它種子發(fā)芽率影響的變化趨勢(shì)與ky－1和平油1號(hào)基本一致。

2.4 NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子發(fā)芽指數(shù)的影響

鹽脅迫使冬油菜種子發(fā)芽指數(shù)大幅下降，但篩選的耐鹽冬油菜降低幅度均小于對(duì)應(yīng)的不耐鹽種子（表4）。以ky－1為例，當(dāng)鹽濃度為45mmol·L－1時(shí)，發(fā)芽指數(shù)較CK降低幅度較小，為4.48%，未達(dá)到差異顯著水平；當(dāng)鹽濃度為90、135、180、240 mmol·L－1時(shí)，發(fā)芽指數(shù)分別較CK顯著降低14.29%、46.72%、58.98%、86.02%。而平油1號(hào)的種子發(fā)芽指數(shù)隨鹽濃度的增大，較CK均達(dá)到顯著差異水平，降低幅度更為明顯，濃度為45、90、135、180、240 mmol·L－1時(shí)，分別較CK降低20.97%、34.01%、55.36%、64.33%、89.52%。其變異系數(shù)明顯高于耐鹽冬油菜ky－1。

2.5 NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子活力指數(shù)的影響

種子活力指數(shù)隨鹽濃度的降低而急劇上升，最大活力指數(shù)均出現(xiàn)在無(wú)鹽脅迫生境中（表5）。如ky－1在240 mmol·L－1高鹽脅迫下的活力指數(shù)為0，與240mmol·L－1鹽濃度處理相比，180、135、90 mmol· L－1和45mmol·L－1鹽濃度處理下，其活力指數(shù)分別升高1.91、4.99、8.97和11.82，CK條件下達(dá)到最大，為12.86。而平油1號(hào)的升高幅度相對(duì)較小，分別為1.18、2.70、5.34和8.83，CK條件下為11.22。其它材料具有相似的變化趨勢(shì)，但因品種（系）本身特性的差異，不同材料活力指數(shù)在同一處理水平下的變化也存在差異，如鹽濃度為180mmol·L－1時(shí)，活力指數(shù)依次表現(xiàn)為ky－1＞ky－10－191＞平油1號(hào)＞ky－NDJ＞10－191和NDJ。

表1 鹽濃度和品種聯(lián)合方差分析Table 1 Two-way variance analysis of salt concentration and varieties

表2 NaCl和Na2SO4復(fù)合脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子發(fā)芽勢(shì)的影響Table 2 The effect of NaCl and Na2SO4stress on germination potential of winter rapeseed（Brassica rapa L.）

圖1 鹽堿圃鹽漬化特征Fig.1 Characteristics of salinization soil

圖2 白菜型冬油菜在鹽脅迫和正常條件下的種子萌發(fā)和生長(zhǎng)情況Fig.2 Seed germination and seedling growth of winter rapeseed（Brassica rapa L.）under salt stress or in distilled water

表3 NaCl和Na2SO4復(fù)合脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子發(fā)芽率的影響Table 3 The effect of NaCl and Na2SO4stress on germination percentage of winter rapeseed（Brassica rapa L.）

表4 NaCl和Na2SO4復(fù)合脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子發(fā)芽指數(shù)的影響Table 4 The effect of NaCl and Na2SO4stress on germination index of winter rapeseed（Brassica rapa L.）

表5 NaCl和Na2SO4復(fù)合脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子活力指數(shù)的影響Table 5 The effect of NaCl and Na2SO4stress on vitality index of winter rapeseed（Brassica rapa L.）

2.6 NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜胚苗生長(zhǎng)的影響

鹽脅迫明顯抑制胚根和胚芽生長(zhǎng)（表6）。45 mmol·L－1鹽濃度處理下，耐鹽冬油菜ky－1、ky－10－191和ky－NDJ的胚芽長(zhǎng)較CK均未達(dá)到顯著差異水平，而平油1號(hào)、10－191和NDJ的胚芽長(zhǎng)較CK均達(dá)到顯著差異水平。同時(shí)，ky－1、ky－10－191、ky－NDJ和平油1號(hào)、10－191、NDJ的胚根長(zhǎng)較CK均達(dá)到顯著差異水平。鹽濃度為90mmol·L－1時(shí)，胚根長(zhǎng)和胚芽長(zhǎng)降低更加明顯，與CK相比，ky－1、ky－10－191、ky－NDJ和平油1號(hào)、10－191、NDJ種子胚根長(zhǎng)分別下降79.62%、82.69%、89.77%、85.95%、88.17%、90.80%，而種子胚芽長(zhǎng)分別下降46.12%、58.87%、66.36%、54.46%、63.76%、73.58%。240 mmol·L－1鹽濃度則完全抑制了胚苗生長(zhǎng)。

2.7 NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜胚苗生物量的影響

鮮重和干重可以綜合體現(xiàn)鹽脅迫對(duì)植物的受害程度，是評(píng)價(jià)植物耐鹽性強(qiáng)弱的可靠指標(biāo)［20］。表7為NaCl和Na2SO4脅迫對(duì)白菜型冬油菜種子生物量的脅迫效應(yīng)。各參試材料經(jīng)過(guò)7 d的脅迫處理后，種子鮮重和干重基本表現(xiàn)逐步下降的趨勢(shì)。在45 mmol·L－1的低鹽脅迫下，鮮重和干重較CK未達(dá)到顯著差異水平；90 mmol·L－1時(shí)，鮮重和干重較CK均達(dá)到顯著差異水平，同時(shí)，鮮重下降幅度大于干重。鹽濃度高于180 mmol·L－1時(shí)，鮮重和干重大幅下降，其中10－191和NDJ種子萌發(fā)幾乎完全受到抑制，鹽濃度高于240 mmol·L－1時(shí)，因胚芽和胚根過(guò)于短小而無(wú)法統(tǒng)計(jì)生物量。

表6 NaCl和Na2SO4復(fù)合脅迫對(duì)白菜型冬油菜胚苗根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)的影響Table 6 The effect of NaCl and Na2SO4stress on radicle and plumule length of winter rapeseed（Brassica rapa L.）

表7 NaCl和Na2SO4復(fù)合鹽脅迫對(duì)白菜型冬油菜胚苗鮮重和干重的影響Table 7 The effect of NaCl and Na2SO4stress on fresh and dry weight of winter rapeseed（Brassica rapa L.）germ-seedings

2.8 白菜型冬油菜種子發(fā)芽期各項(xiàng)指標(biāo)與鹽濃度的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析表明，各參試材料種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重與鹽濃度均為極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），從而表明發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重對(duì)鹽脅迫最為敏感（表8）。對(duì)其分別與鹽濃度進(jìn)行線性回歸統(tǒng)計(jì)分析，建立回歸方程，以準(zhǔn)確估計(jì)其耐鹽臨界值，然后對(duì)耐鹽臨界值進(jìn)行方差分析（表9）。ky－1的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重的耐鹽臨界值明顯高于平油1號(hào)，其均值分別為133.895mmol·L－1和117.394mmol·L－1，達(dá)到顯著性差異；ky－10－91的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重的耐鹽臨界值明顯高于10－191，其均值分別為123.264 mmol·L－1和103.947 mmol·L－1，達(dá)到顯著性差異；ky－NDJ的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重的耐鹽臨界值明顯高于NDJ，其均值分別為107.399mmol·L－1和93.834 mmol·L－1，達(dá)到顯著性差異。

表8 不同冬油菜種子發(fā)芽各項(xiàng)指標(biāo)與鹽濃度的相關(guān)系數(shù)Table 8 Correlation coefficient between germination indexes and salt concentrations of different winter rapeseed（Brassica rapa L.）

表9 不同冬油菜鹽敏感指標(biāo)與鹽濃度的相關(guān)性及其耐鹽臨界值Table 8 The correlation coefficient between the salt－sensitive indicators and salt concentrations and their critical salt concentration of different winter rapeseed（Brassica rapa L.）seeds

2.9 白菜型冬油菜種子耐鹽性綜合評(píng)價(jià)

相同指標(biāo)不同材料對(duì)鹽濃度的敏感性不同，相同材料不同指標(biāo)對(duì)鹽濃度的敏感性也不同。通過(guò)模糊隸屬函數(shù)對(duì)6個(gè)耐鹽性不同的冬油菜種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根長(zhǎng)、胚芽長(zhǎng)、鮮重和干重的隸屬函數(shù)值的總平均值進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而評(píng)價(jià)不同材料的耐鹽性（表10）?？梢姡?個(gè)耐鹽性不同的冬油菜種子的耐鹽性強(qiáng)弱排序?yàn)閗y－1＞ky－10－191＞平油1號(hào)＞ky－NDJ＞10－191＞NDJ。ky－1、ky－10－191和ky－NDJ的耐鹽性較平油1號(hào)、10－191和NDJ均有所提高。

表10 白菜型冬油菜種子在鹽脅迫條件下萌發(fā)指標(biāo)綜合評(píng)定及排序Table 10 The comprehensive appraisal index of salt tolerant ability of different winter rapeseed（Brassica rapa L.）and its rank

3 討論與結(jié)論

3.1 北方白菜型冬油菜種子萌發(fā)期的耐鹽性響應(yīng)

種子萌發(fā)期是植物生活史中對(duì)鹽脅迫十分敏感的時(shí)期之一，植物能否在鹽堿環(huán)境中生存，首先取決于它能否發(fā)芽、發(fā)芽率的高低以及發(fā)芽速度的快慢［21］。同時(shí)，鹽脅迫對(duì)植物種子萌發(fā)的影響與鹽的濃度、種類以及植物本身的遺傳特性有關(guān)，其作用方式主要有兩個(gè)方面：一是土壤中鹽分含量增加，導(dǎo)致滲透壓升高而水勢(shì)降低，使種子吸水困難，造成生理干旱，從而影響種子萌發(fā)［22－24］。二是離子濃度過(guò)高產(chǎn)生離子毒害［25－26］。本研究表明，NaCl和Na2SO4脅迫明顯抑制了冬油菜種子萌發(fā)，且這種抑制作用隨鹽濃度的增加而加劇；同時(shí)，因材料本身遺傳特性的不同，種子耐鹽性存在明顯的差異。由此說(shuō)明，種子在鹽脅迫下能否萌發(fā)由鹽濃度和品種耐鹽性兩個(gè)因素共同決定。這與孫西紅［21］等在高羊茅和張向前［27］等在燕麥以及史偉［28］等在甘藍(lán)型油菜中的研究結(jié)果類似。

有研究表明，低鹽能促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)；也有研究表明，不管鹽濃度高低，均會(huì)抑制種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)［29］。本研究發(fā)現(xiàn)，45 mmol·L－1的低鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)參數(shù)的抑制作用不明顯，這與金美芳［30］等采用NaCl脅迫研究油菜種子萌發(fā)的結(jié)果基本一致，但與白小明［31］等針對(duì)野生早熟禾種子萌發(fā)的研究結(jié)果相反。鹽濃度為90mmol·L－1時(shí)，種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率并未受到明顯的抑制作用，但發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根、胚芽和鮮干重已受到明顯的抑制作用。鹽濃度為135mmol·L－1和180mmol ·L－1時(shí)，對(duì)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)參數(shù)的抑制作用均呈顯著性增加，并且不同材料間耐鹽性差異表現(xiàn)較大，耐鹽冬油菜ky－1和ky－10－191的胚苗生長(zhǎng)雖受到明顯的抑制作用，但具有成苗能力，而平油1號(hào)、10－191、ky－NDJ和NDJ種子發(fā)芽后胚根過(guò)于短小而倒伏于培養(yǎng)皿中，無(wú)法成苗，甚至鹽溶液對(duì)種子造成腐爛。其原因可能是，該濃度范圍內(nèi)種子萌發(fā)可能從滲透失水脅迫過(guò)度到鹽分離子的毒害作用，種子萌發(fā)后，胚根吸收水分和營(yíng)養(yǎng)困難，易導(dǎo)致直接的萌發(fā)受阻，所以脅迫程度較深。因此，135～180 mmol· L－1的NaCl和Na2SO4復(fù)合濃度可認(rèn)為是白菜型冬油菜耐鹽性鑒定的適宜范圍。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，6個(gè)材料種子的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重對(duì)脅迫的敏感程度最大。同時(shí)，3個(gè)耐鹽冬油菜ky－1、ky－10－191和ky－NDJ的種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重的耐鹽臨界值顯著高于原有品系平油1號(hào)、10－191、ky－NDJ。

3.2 耐鹽冬油菜種子的耐鹽性及與非耐鹽對(duì)照的差異及原因

植物經(jīng)過(guò)逆境脅迫的不斷誘導(dǎo)會(huì)發(fā)生一系列形態(tài)和生理生化方面的適應(yīng)性，甚至?xí)T導(dǎo)啟動(dòng)相關(guān)基因的超量表達(dá)，而獲得突變型植株，進(jìn)而增強(qiáng)植物的抗逆性［32］。Filck［33］認(rèn)為，表型變異選擇出的變異體在離開選擇壓力后，突變體應(yīng)是穩(wěn)定的，植株再生后，突變細(xì)胞系應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定。本試驗(yàn)中，3個(gè)耐鹽冬油菜是從鹽堿圃中栽培的3個(gè)品系中篩選得到的耐鹽株系，并通過(guò)種子發(fā)芽期耐鹽性鑒定方法對(duì)其耐鹽性進(jìn)行比較。結(jié)果表明，耐鹽冬油菜ky－1、ky－10－191和ky－NDJ種子的前期發(fā)芽進(jìn)程、發(fā)芽整齊程度、發(fā)芽率和胚苗生長(zhǎng)受鹽脅迫的影響明顯小于原有非耐鹽品系平油1號(hào)、10－191和NDJ，其耐鹽性均有不同程度的提高。這說(shuō)明篩選的耐鹽冬油菜的耐鹽性是由遺傳改變而引起，其原因可能是原有品系群體中存在耐鹽潛在基因，經(jīng)過(guò)鹽堿地種植進(jìn)而不斷誘導(dǎo)啟動(dòng)該潛在基因的表達(dá)而產(chǎn)生耐鹽突變型植株；也有可能是原有群體中并無(wú)耐鹽基因，而是在受到鹽堿脅迫環(huán)境的壓力下，誘導(dǎo)的一些分子會(huì)引起表觀遺傳變異，從而獲得耐鹽新性狀，其耐鹽性提高可能是表觀遺傳調(diào)節(jié)效應(yīng)的結(jié)果，具體是哪一種耐鹽機(jī)制還需有待進(jìn)一步深入研究。

綜上所述，45 mmol·L－1和90 mmol·L－1鹽濃度對(duì)種子萌發(fā)的影響不明顯，135 mmol·L－1和180 mmol·L－1鹽濃度明顯抑制了種子萌發(fā)和胚苗生長(zhǎng)，其中發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚芽長(zhǎng)和鮮重對(duì)鹽脅迫最為敏感。用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)，耐鹽性強(qiáng)弱依次為ky－1＞ky－10－191＞平油1號(hào)＞ky－NDJ＞10－191＞NDJ?？梢?，篩選的耐鹽冬油菜ky－1、ky－10－191和ky－NDJ的耐鹽性較原有品系平油1號(hào)、10－191和NDJ均有所提高。

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Effects of NaCl and Na2SO4stress on germination of winter rapeseed（Brassica rapa L.）and analysis of salt resistance

WANG Zhi-jiang，LIU Zi-gang，SUN Wan-cang，F(xiàn)ANG Yan，WU Jun-yan，LIU Hai-qing，ZHAO Yan-ning，PU Yuan-yuan，YUAN Jin-hai，QIAN Wu，CHEN Qi，F(xiàn)ANG Yuan，XU Meng-xue
（Rapeseed Engineering Research Center of Gansu Province，Gansu Provincial Key Laboratory of Arid Land Crop Sciences／Improvement and Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement，Lanzhou，Gansu 730070，China）

Winter rapeseeds’（Brassica rapa L.）seeds from six cultivars was treated by mixed solution of NaCl and Na2SO4（mole ratio of1∶1）to investigate the salt tolerance for screening of salt tolerance winter rapeseed.The concentration of mixed solution included 0（CK），45，90，135，180，240 mmol·L－1.Seed germination and growth parameters were determined.The results showed that salt concentration of 45 mmol·L－1and 90 mmol·L－1had little effect on seed germination but 135 mmol·L－1and 180 mmol·L－1significantly inhibited the germination of seeds，germination potential，germination rate，germination index，vigor index，length of radicle and plumule，fresh weight and dry weight，indicating that salt concentration of135～180 mmol·L－1could be considered as the appropriate concentration of salt resistance identification.Moreover，the salt stress sensitivity of these indicators differenced a lot.Germination index，vigorindex，plumule length and fresh weight and salt concentration were negatively correlated，suggesting that they were the most sensitive indicators.The salt tolerance critical value of ky－1，ky－10－191 and ky－NDJ were 133.895，123.264，107.399 mmol·L－1，while that of Pingyou 1，10－191 and NDJ were 117.394，103.947，93.834 mmol· L－1，respectively.The former was significantly higher than the latter.Comprehensive evaluation indicated that the salttolerance rank of six winter rapeseeds was ky－1＞ky－10－191＞Pingyou 1＞ky－NDJ＞10－191＞NDJ.

NaCl；Na2SO4；salt stress；winter rapeseed（Brassica rapa L.）；germination；salt Tolerance

S565.4；S503.4

A

1000-7601（2016）06-0243-10

10.7606／j.issn.1000-7601.2016.06.37

2016-02-15

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金（CARS－13）；國(guó)家自然科學(xué)基金（31460356）；國(guó)家863計(jì)劃（2011AA10A104）；國(guó)家973計(jì)劃（2015CB150206）；國(guó)家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（2014G10000317）

王治江（1987—），男，甘肅會(huì)寧人，主要從事油菜育種工作。E-mail：wangzjde＠163.com

劉自剛（1972—），男，甘肅天水人，副教授，博士生導(dǎo)師，主要從事油菜育種及十字花科種質(zhì)資源研究。E-mail：1134137111＠qq.com