多個紫花苜蓿引進(jìn)品種的耐鹽性研究*

馬宗琪 趙重 夏玉鑫 王惠東 宋玉光 董蔚

（曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物生理教研室，山東 曲阜 273165）

多個紫花苜蓿引進(jìn)品種的耐鹽性研究*

馬宗琪 趙重 夏玉鑫 王惠東 宋玉光 董蔚**

（曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物生理教研室，山東 曲阜 273165）

16個進(jìn)口紫花苜蓿在不同濃度鹽處理?xiàng)l件下的耐鹽性能的研究結(jié)果表明：不同鹽濃度處理下供試品種的萌發(fā)勢、萌發(fā)率、株高及地上鮮重均受到抑制，各品種的耐鹽性存在差異。根據(jù)測試結(jié)果綜合分析評價(jià)得出：藍(lán)月亮、海盜、三得利和牧歌401耐鹽性較差，其中以藍(lán)月亮對鹽最為敏感；巨能995、旱地、耐鹽之星和MF4020耐鹽性較好，其中以巨能995的耐鹽能力最強(qiáng)；其他品種耐鹽性居中。

紫花苜蓿；耐鹽性；引進(jìn)品種；篩選

紫花苜蓿(Medicago sativa)是世界上栽培最為廣泛的一種優(yōu)良豆科牧草，其營養(yǎng)價(jià)值高、適應(yīng)性廣，素有“牧草之王”的美稱。雖適應(yīng)性較強(qiáng)，但土壤的鹽漬化嚴(yán)重影響著其產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，因此選育耐鹽新品種，充分利用鹽堿地資源，擴(kuò)大牧草的可用種植面積，是當(dāng)前急需解決的問題[2]。

近年來我國引進(jìn)了多個優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿品種[4-9]，且得到了廣泛的種植，這些品種的耐鹽性如何并沒有系統(tǒng)的研究。本研究對種植較為廣泛的13個進(jìn)口紫花苜蓿品種的耐鹽性進(jìn)行了系統(tǒng)分析，以期篩選紫出花苜蓿耐鹽新品系，為鹽堿土地資源的利用，苜蓿的推廣種植提供更為優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

供試的16個紫花苜蓿品種中：耐鹽之星、MF4020、旱地、巨人201、牧歌401、金皇后、游客、藍(lán)月亮、海盜、巨能995來源于美國；馴鹿、阿爾岡金、SR4030、SK3010來源于加拿大；維多利亞來源于英國；三得利來源于法國。

1.2 鹽脅迫下相對發(fā)芽勢和發(fā)芽率的測定

根據(jù)已有研究，依照國際種子檢驗(yàn)規(guī)程，不同鹽脅迫下萌發(fā)率的測定采用培養(yǎng)皿法。本實(shí)驗(yàn)使用100 mm直徑的培養(yǎng)皿,皿內(nèi)鋪3層直徑為90 mm的烘干濾紙，挑選100粒大小一致、飽滿的種子撒到濾紙上，分別加入0(CK)、0.3%、0.7%、1.0%、1.2%的NaCl溶液。4℃春化12 h后將培養(yǎng)皿置于25℃恒溫恒濕培養(yǎng)室內(nèi)，每天稱重補(bǔ)充所失水分。分別在第3、5天時測定其發(fā)芽勢（種子發(fā)芽勢=發(fā)芽初期正常發(fā)芽粒數(shù)/供檢種子粒數(shù)× 100%，以能見萌發(fā)的幼根為正常萌發(fā)種子）；第7天測定其最終發(fā)芽率(種子發(fā)芽率=發(fā)芽終期全部正常發(fā)芽粒數(shù)/供檢種子數(shù)×100%，以子葉完全展開為正常發(fā)芽種子)。相對發(fā)芽勢/率為一定鹽溶液下的發(fā)芽勢/率與對照(CK)發(fā)芽勢/率的百分比。

1.3 幼苗的培養(yǎng)及鹽脅迫處理

苗期的培養(yǎng)采用盆栽法，將春化的種子置于規(guī)格為150 mm×100 mm裝有珍珠巖的塑料盆中，每盆15粒，每個品系種植6盆。萌發(fā)出土后，每個品種將3盆放在含有1/2 Hoagland營養(yǎng)液的托盤中進(jìn)行培養(yǎng)作為對照，另外3盆放在含有0(CK)、0.3%、0.7%、1.0%、1.2%NaCl的1/2 Hoagland營養(yǎng)液種進(jìn)行培養(yǎng)。期間定期補(bǔ)充水分以保持營養(yǎng)液的NaCl濃度，10天后進(jìn)行各項(xiàng)生長指標(biāo)的測定。

1.4 不同濃度鹽脅迫下各項(xiàng)生長指標(biāo)的測定

在鹽脅迫處理第10天測量其株高、地上部分鮮重（每盆取10株植株，用剪刀沿土壤表層剪下地上部分，取每盆中10株苜蓿的平均值作為鮮重），最后計(jì)算相對株高和鮮重。相對株高/鮮重為一定鹽溶液下的株高/鮮重與對照(CK)株高/鮮重的百分比。

1.5 數(shù)據(jù)分析及處理

每個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次生物學(xué)重復(fù)，利用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。采用隸屬函數(shù)法[10]對測試品種的耐鹽指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaCl處理對相對發(fā)芽勢的影響

通過對上述供試品種在不同濃度NaCl處理3天和5天的相對發(fā)芽勢分析發(fā)現(xiàn)，與對照相比，隨著NaCl濃度的逐漸升高，16個品種的相對發(fā)芽勢整體上均出現(xiàn)了降低，但不同品系的下降幅度存在明顯差異(表1)。鹽處理第3天時，在0.3%的NaCl濃度下巨人201、藍(lán)月亮、三得利的相對發(fā)芽勢變化較為明顯，與對照相比分別降為71.3%、81.3%、83.3%，而其他品系并沒有明顯變化；當(dāng)NaCl濃度為0.7%時，巨人201、阿爾岡金、藍(lán)月亮、三得利、維多利亞、海盜、牧歌401的相對發(fā)芽勢迅速降低，分別為49.6%、52.7%、30.9%、64.4%、62.8%、63.9%、65.5%，繼續(xù)增加到1.0%和1.2%時，上述幾個品系的相對發(fā)芽勢降低更為明顯，在1.2%鹽濃度下相對發(fā)芽勢分別僅為2.1%、3.1%、2.2%、8.2%、6.7%、4.9%、5.7%，表明這些品種可能對鹽脅迫更加的敏感。與上述幾個鹽敏感品系相比，鹽脅迫下巨能995、耐鹽之星、旱地、MF4020、SR3010的相對發(fā)芽勢降低并不顯著，0.3%和0.7%的NaCl對它們的發(fā)芽勢幾乎沒有影響，在1.2%的NaCl處理下巨能995、耐鹽之星、旱地、MF4020、SR3010的發(fā)芽勢分別為76.6%、42.5%、65.6%、56.0%、46.3%，表明它們在萌發(fā)早期可能具有更好的耐鹽能力。

2.2 不同濃度NaCl處理下相對發(fā)芽率分析

由表2可知，NaCl濃度為0.3%時，除旱地和巨能995外，上述供試品種的相對發(fā)芽率均略微有所下降，但變化幅度不大，表明0.3%的NaCl對它們的發(fā)芽率影響并不明顯，旱地和巨能995的相對發(fā)芽率反而有所上升；當(dāng)NaCl濃度為0.7%時，部分品系的發(fā)芽率變化較為顯著，巨人201、阿爾岡金、藍(lán)月亮、三得利、維多利亞、海盜、牧歌401的發(fā)芽率分別降為45.6%、46.0%、21.6%、34.3%、33.7%、48.6%、46.7%；當(dāng)NaCl濃度增加到1.2%，這幾個品系的發(fā)芽勢率明顯降低，分別降為6.1%、2.7%、3.6%、4.7%、9.4%、3.4%、1.2%。說明鹽脅迫處理對它們的發(fā)芽率具有明顯的抑制作用。在整個鹽處理過程中，耐鹽之星、旱地、巨能995、MF4020的發(fā)芽率的下降幅度較小，在0.7%的NaCl處理下，多數(shù)品系的發(fā)芽率顯著降低，而它們?nèi)员３州^高的發(fā)芽率。當(dāng)鹽濃度增加到1.2%時，耐鹽之星、旱地、巨能995、MF4020的種子中分別有38.9%、57.3%、65.1%、53.1%的種子可以正常發(fā)芽，表明這幾個品系可能具有較強(qiáng)的耐鹽性。

表1 不同濃度NaCl處理下供試品種的相對發(fā)芽勢

2.3 不同濃度NaCl處理下各供試品種的株高和鮮重變化

通過對不同鹽濃度處理第10天供試品種的株高分析發(fā)現(xiàn)，隨著培養(yǎng)液中NaCl含量的升高，各品種的株高整體呈下降趨勢（表3）。與對照相比，0.3%的鹽處理下各品種的株高變化并不顯著；在0.7%的NaCl溶液處理下部分品種的株高受到了抑制，而有些品種株高變化并不顯著，表明0.7%的NaCl濃度可作為篩選耐鹽和鹽敏感品種的一個重要鹽濃度指標(biāo)。在1.0%和1.2%的NaCl濃度下，藍(lán)月亮、三得利、海盜和牧歌401的株高相對其他品種受到抑制最為顯著，表明這4個品種可能為鹽敏感品系；與之相反，耐鹽之星、MF4020、旱地、巨能995的株高變化幅度相對較小，表明它們可能為較耐鹽品種。

表2 不同濃度NaCl處理下供試品種的相對發(fā)芽率

表3 不同濃度NaCl處理下供試品種的相對株高和鮮重

進(jìn)一步對不同鹽濃度下供試品種地上部分鮮重分析發(fā)現(xiàn)，在0、0.3%、0.7%、1.0%、1.2%的NaCl溶液處理下，各品種幼苗平均鮮重整體呈現(xiàn)下降趨勢。與對照相比，0.3%濃度的鹽處理對測試品種的株高、鮮重影響并不顯著，在0.7%、1.0%、1.2%的NaCl處理下藍(lán)月亮、三得利、海盜和牧歌401的相對株高和鮮重變化最為顯著，例如在1.2%的鹽濃度下藍(lán)月亮、三得利、海盜和牧歌401的株高僅為對照的27.2%、27.3%、21.4%和24.4%；與上述幾個品種相比，在相同的鹽處理濃度下，耐鹽之星、MF4020、旱地、巨能995的相對株高和鮮重的變化幅度較小，例如在1.2%的鹽濃度下四者的相對株高分別為對照的43.8%、53.5%、69.7%和58.7%。

2.4 供試紫花苜蓿耐鹽性綜合評價(jià)

采用隸屬函數(shù)法[10]對16個供試品種在不同濃度NaCl處理下的相對萌發(fā)勢、萌發(fā)率、株高及地上部分鮮重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行綜合評價(jià)。依據(jù)綜合評價(jià)D值對上述所有品種的耐鹽性進(jìn)行排序。可將這16個品種大體分為3類，第一類包括耐鹽之星、旱地、巨能995、MF4020為較耐鹽品種，耐鹽性巨能995＞旱地＞耐鹽之星＞MF4020；第二類為鹽敏感群體，包括海盜、藍(lán)月亮、牧歌401、三得利，鹽敏感性牧歌401＞藍(lán)月亮＞海盜＞三得利；其他品種則為耐鹽中性品種。

3 討論

3.1 鹽脅迫條件下種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率測定是反映植物耐鹽性能力的最早期指標(biāo)之一[11]。本研究中，供試的16個品種在不同濃度NaCl處理下的發(fā)芽勢、發(fā)芽率從整體上均受到不同程度的抑制，但是在0.3%的鹽濃度下，MF4020、旱地的發(fā)芽率勢略高于對照，王征宏等也發(fā)現(xiàn)低濃度的NaCl可促進(jìn)某些耐鹽品種的萌發(fā)[12]。在本實(shí)驗(yàn)中測試品種在0.3%的NaCl處理下的發(fā)芽勢均與對照差異不明顯，在0.7%和1.0%的NaCl處理下，部分品種的發(fā)芽勢和發(fā)芽率開始有所差異，表明0.7%和1.0%的NaCl是紫花苜蓿早期發(fā)芽勢、發(fā)芽率篩選的合適濃度，這與前期研究結(jié)論是一致的。

3.2 本研究中多數(shù)供試品種在不同濃度NaCl處理7天后的發(fā)芽率均低于相同鹽處理下3天或5天的發(fā)芽勢，NaCl濃度越高，該現(xiàn)象越明顯，推測在鹽處理下，多數(shù)種子雖然具備了萌發(fā)潛能，但隨著鹽脅迫濃度的加大和脅迫時間的延長，部分萌發(fā)的種子出現(xiàn)滲透失水，厭氧呼吸加強(qiáng)，從而失去了繼續(xù)發(fā)育的能力。

3.3 從發(fā)芽勢、發(fā)芽率和株高的測試數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，隨著處理溶液NaCl濃度的增加，巨人201、阿爾岡金、維多利亞的相對發(fā)芽勢和發(fā)芽率和其他品種相比受到明顯抑制，但相對于其他鹽敏感品種，不同濃度的鹽處理對它們株高的抑制程度并不顯著。植物耐鹽能力的大小是多種代謝綜合表現(xiàn)，相同品種在生長發(fā)育的不同階段耐鹽能力差異顯著，在評價(jià)苜蓿種子萌發(fā)期的耐鹽性時,發(fā)芽率是最常用的指標(biāo),但其不能全面反映苜蓿種子的生長情況[13]。馬春平等與高建明等認(rèn)為幼苗重和幼苗高可作為鑒定苜蓿種子萌發(fā)期耐鹽性的指標(biāo)。如果根據(jù)單一的指標(biāo)來評價(jià)植物的耐鹽性高低，不能客觀地反映植物的真實(shí)耐鹽性。

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Study on the Salt Tolerance of Several Introduced Medicago sativa cultivars

MAZongqi
（Qufu Normal University,ShandongQufu273165）

The salt tolerance of sixteen introduced Medicago sativa cultivars under different concentration of salt treatment was systematically analyzed.The result indicated that the germination potential, germination rate,height and biomass of them were inhabited under salinity stress,and they also show difference in salt tolerance.Based on the comprehensive analysis of the results,the species of blue moon, pirate,suntory and pastoral 401 had poor salt tolerance ability,among them the blue moon was the worst.Ju neng 995,drye land,salt resistant star and MF4020 showed a good salinity resistant ability,among them the ju neng 995 was the best.Other species showed a neutral salt tolerance.

Medicago sativa;Salt tolerance;Introduced cultivars;Screen

S541+.1,Q948.113

A

1001-9499（2017）02-0006-04

：馬宗琪（1967-），男，講師，實(shí)驗(yàn)員。

2017-01-20

（責(zé)任編輯：張亞楠）

*國家自然科學(xué)基金(31300220,31501328)；山東省省屬高校優(yōu)秀青年聯(lián)合基金(ZR2015JL012)；山東省自然科學(xué)基金(ZR2014CP013)；中國博士后基金面上項(xiàng)目(2015M572000,2014M550366)；曲阜師范大學(xué)精品實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)及實(shí)驗(yàn)室開放基金(SK201501,Jp2015018)；曲阜師范大學(xué)科技計(jì)劃項(xiàng)目（XKJ201320）資助