NaCl脅迫對(duì)不同小麥品種萌發(fā)與幼苗生長的影響

李新華+陳巧艷+歐行奇+喬紅+王紫娟

摘要：為研究NaCl脅迫對(duì)不同小麥（Triticum aestivum L.）品種萌發(fā)與幼苗生長的影響，以周麥18、百農(nóng)207、華育198、矮抗58和百農(nóng)69為材料，對(duì)不同濃度NaCl溶液脅迫下小麥發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、根長和苗高等耐鹽指標(biāo)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，隨著NaCl溶液濃度的升高，小麥的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、根長和苗高的相對(duì)值均明顯下降，不同品種間及濃度間均有明顯變化；綜合5個(gè)試驗(yàn)品種的表現(xiàn)可知，百農(nóng)207和周麥18在苗期表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鹽能力，矮抗58、百農(nóng)69和華育198的耐鹽能力依次降低。

關(guān)鍵詞：小麥（Triticum aestivum L.）品種；苗期；NaCl脅迫；耐鹽指標(biāo)

中圖分類號(hào)：S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）17-3222-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.007

Effects of NaCl Stress on Seed Germination and Seedling Growth of

Different Wheat Varieties

LI Xin-hua， CHEN Qiao-yan， OU Xing-qi， QIAO Hong， WANG Zi-juan

（Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract： To study the effects of salt stress on seed germination and seedling growth of different wheat（Triticum aestivum L.）varieties，Zhoumai 18，Bainong 207，Huayu 198，Aikang 58 and Bainong 69 were used as the experimental materials to analyze the differences of four trait indicators under different concentrations of NaCl solution. The results showed that with the concentration of NaCl salt solution increased，the relative values of wheat germination potential，germination rate，root length and seedling height were significantly decreased，there was a significant difference between cultivars and concentrations. The study also indicated that the tested varieties of Bainong 207 and Zhoumai 18 exhibit stronger salt tolerance during the germination stage，the salt tolerance of Aikang 58，Bainong 69 and Huayu 198 were gradually decreased.

Key words： wheat（Triticum aestivum L.） varieties； seedling stage； NaCl stress； salt tolerance indicators

土壤鹽漬化是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)面臨的主要非生物脅迫，全世界約有9.6億hm2鹽堿土，而中國有0.2億hm2以上鹽堿地和0.07億hm2以上的鹽漬土壤，約占耕地面積的20%[1]。隨著中國人口的劇增及工業(yè)的高速發(fā)展，以及不合理灌溉、耕作等造成的次生鹽漬化也在逐年擴(kuò)大，導(dǎo)致可耕地面積急劇下降，嚴(yán)重威脅著中國的糧食生產(chǎn)[2，3]。因此，開發(fā)利用鹽堿地是今后中國農(nóng)業(yè)發(fā)展不可回避的問題。鹽漬化土壤的開發(fā)利用有多種途徑，篩選和培育耐鹽作物品種，提高作物本身的耐鹽能力，對(duì)改良利用鹽堿地和提高作物產(chǎn)量都具有重要的意義。

小麥（Triticum aestivum L.）是中國的重要農(nóng)作物之一，由于工業(yè)污染和人為因素造成的鹽堿地嚴(yán)重影響了小麥產(chǎn)量，研究小麥品種耐鹽性對(duì)小麥育種和產(chǎn)量的提高有著重要作用[4]。小麥耐鹽性是多基因控制的數(shù)量遺傳性狀，涉及諸多基因和多種耐鹽機(jī)制的協(xié)調(diào)作用，并且不同品種間存在耐鹽性差異[5]。耐鹽性鑒定是小麥種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)、耐鹽品種選育以及耐鹽機(jī)理研究的基礎(chǔ)性研究。研究認(rèn)為有10余項(xiàng)指標(biāo)可用于小麥耐鹽性鑒定，主要包括發(fā)芽率、平均發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及苗高、根長、根數(shù)、幼苗鮮重、可溶性糖含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、根系活力、過氧化物酶活性、葉綠素含量等[6-10]。其中比較可靠的形態(tài)指標(biāo)有鹽脅迫條件下的發(fā)芽率以及幼苗的根長和高度。本試驗(yàn)以大面積推廣或新育成的小麥品種周麥18、百農(nóng)207、華育198、百農(nóng)69和矮抗58為材料，初步研究了NaCl脅迫對(duì)小麥種子發(fā)芽率和根、苗生長的影響，從而為小麥在鹽脅迫的環(huán)境條件下生產(chǎn)提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為周麥18、百農(nóng)207、華育198、百農(nóng)69和矮抗58共5個(gè)小麥品種，均由河南科技學(xué)院百農(nóng)207育種組提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子的預(yù)處理 各品種都挑選大小一致的種子100粒，經(jīng)0.1% HgCl2消毒15 min后，用去離子水沖洗3～4遍，然后用相應(yīng)濃度的NaCl浸種16 h。endprint

1.2.2 發(fā)芽試驗(yàn) 試驗(yàn)設(shè)置5種NaCl濃度，分別為50、100、150、200、250 mmol/L，以去離子水作為對(duì)照，3次重復(fù)。在培養(yǎng)皿中置3層濾紙，將上述NaCl溶液各取15 mL分別加入其中，然后將發(fā)芽盒置于恒溫培養(yǎng)箱中，在25 ℃條件下培養(yǎng)7 d。培養(yǎng)期間每天增補(bǔ)蒸發(fā)與吸收掉的水培液，每2 d換1次水培液以保證NaCl濃度不變和充足的氧氣。

1.2.3 測定項(xiàng)目與方法

1）發(fā)芽能力指標(biāo)。以胚芽達(dá)到種子長度的一半以上或胚根達(dá)到種子長度為發(fā)芽。在種子萌發(fā)3 d時(shí)，記錄觀察各處理及對(duì)照的發(fā)芽數(shù)，記錄發(fā)芽勢(shì)。在種子萌發(fā)7 d時(shí)，記錄觀察各處理及對(duì)照的發(fā)芽數(shù)，記錄發(fā)芽率。

2）幼苗形態(tài)指標(biāo)。發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后，在每處理的3次重復(fù)中分別從每重復(fù)中隨機(jī)數(shù)取幼苗5株，測定其苗高和根長。

1.3 數(shù)據(jù)分析

在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用Excel軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，由于不同品種間存在差異，為科學(xué)進(jìn)行分析，采用莊巧生等[11]的方法計(jì)算小麥?zhǔn)苊{迫下的相對(duì)耐鹽系數(shù)，即各品種的相對(duì)值，通過相對(duì)耐鹽值進(jìn)行比較。相對(duì)耐鹽系數(shù)=鹽脅迫下性狀值/對(duì)照性狀值×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)不同小麥品種相對(duì)發(fā)芽勢(shì)的影響

種子發(fā)芽勢(shì)同發(fā)芽率一樣是衡量種子萌發(fā)能力的重要指標(biāo)之一，發(fā)芽勢(shì)反映了種子胚在NaCl脅迫下的活性能力以及出苗的整齊度。不同小麥品種在NaCl脅迫下的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)變化見圖1。由圖1可以看出，NaCl脅迫條件下所有供試品種的發(fā)芽勢(shì)均明顯降低，而且隨著NaCl濃度的增加，相對(duì)發(fā)芽勢(shì)逐漸降低。在相同NaCl濃度脅迫條件下，不同小麥品種間相對(duì)發(fā)芽勢(shì)的差異明顯；在NaCl濃度為50和100 mmol/L時(shí)，百農(nóng)207和周麥18的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)較高，矮抗58、百農(nóng)69和華育198的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)依次降低；當(dāng)NaCl濃度達(dá)到150 mmol/L時(shí)，各品種的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)明顯降低，其中矮抗58的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)最高，百農(nóng)69的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)最低；當(dāng)NaCl濃度達(dá)到200 mmol/L以上時(shí)，周麥18和百農(nóng)207的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)與NaCl濃度為150 mmol/L時(shí)差異不大，表現(xiàn)最為突出，矮抗58和百農(nóng)69則沒有萌發(fā)。

2.2 NaCl脅迫對(duì)不同小麥品種相對(duì)發(fā)芽率的影響

由圖2可知，與對(duì)照相比，NaCl脅迫下所有供試品種的發(fā)芽率均明顯降低，而且隨著NaCl濃度的增加，相對(duì)發(fā)芽率逐漸降低。在相同NaCl濃度脅迫條件下，不同小麥品種表現(xiàn)出不同的耐鹽能力。在NaCl濃度為50和100 mmol/L時(shí)，以百農(nóng)207和周麥18的相對(duì)發(fā)芽率最高，并且在NaCl濃度為100 mmol/L時(shí)，百農(nóng)207的相對(duì)發(fā)芽率下降不明顯；當(dāng)NaCl濃度達(dá)到150 mmol/L以上時(shí)，各品種的相對(duì)發(fā)芽率則明顯下降，尤其是當(dāng)NaCl濃度為最大的250 mmol/L時(shí)，各品種的相對(duì)發(fā)芽率在0%～21.47%，其中，以百農(nóng)207和周麥18的相對(duì)發(fā)芽率為最高，分別達(dá)到21.47%和17.13%，而矮抗58和百農(nóng)69則不萌發(fā)。綜合各NaCl濃度脅迫條件下不同品種的相對(duì)發(fā)芽率可以看出，各品種相對(duì)發(fā)芽率由高到低依次為百農(nóng)207、周麥18、矮抗58、百農(nóng)69、華育198。

2.3 NaCl脅迫對(duì)不同小麥品種相對(duì)根長的影響

根的生長情況反映了種子在NaCl脅迫下保持活性以及吸收外界養(yǎng)分完成萌發(fā)出芽的能力。隨著NaCl溶液濃度的增加，所有小麥品種的相對(duì)根長均呈下降趨勢(shì)（圖3）。由圖3可以看出，在NaCl濃度為50和100 mmol/L時(shí)，各品種的相對(duì)根長都較大，其中，以周麥18的相對(duì)根長下降最不明顯；當(dāng)NaCl濃度達(dá)到150 mmol/L時(shí)，各品種的相對(duì)根長都開始明顯降低；當(dāng)達(dá)到最高濃度250 mmol/L時(shí)，各品種的相對(duì)根長都降到最小值，其中，百農(nóng)207的相對(duì)根長為11.61%，在5個(gè)品種中表現(xiàn)最為突出，然后依次為華育198、周麥18、矮抗58和百農(nóng)69，以矮抗58和百農(nóng)69對(duì)NaCl脅迫最為敏感。

2.4 NaCl脅迫對(duì)不同小麥品種相對(duì)苗高的影響

相對(duì)苗高反映了種子萌發(fā)后在NaCl脅迫下出芽及生長的能力。由圖4可以看出，在NaCl脅迫下，所有試驗(yàn)品種的苗高均明顯降低，而且隨著NaCl濃度的增加，相對(duì)苗高逐漸降低。當(dāng)NaCl濃度為0～100 mmol/L時(shí)，各小麥品種的相對(duì)苗高下降幅度不大；當(dāng)NaCl濃度上升到150 mmol/L時(shí)，只有華育198和矮抗58的相對(duì)苗高下降不明顯，其余3個(gè)小麥品種的相對(duì)苗高明顯降低；當(dāng)達(dá)到最高濃度250 mmol/L時(shí)，5個(gè)小麥品種的相對(duì)苗高均為最低，幾乎無生長。

3 討論

測定鹽脅迫下小麥種子的發(fā)芽情況是表征小麥耐鹽能力的重要依據(jù)之一[12，13]。從本研究結(jié)果可以看出，不同小麥品種在NaCl脅迫下發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、根長和苗高表現(xiàn)出較為一致的耐鹽性。綜合所有試驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果可知，百農(nóng)207、周麥18表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鹽性；矮抗58、百農(nóng)69和華育198的耐鹽能力依次降低。另外，從試驗(yàn)過程中的長勢(shì)來看，百農(nóng)207表現(xiàn)幼苗健壯，葉色深綠。在大田生產(chǎn)中有一定鹽漬化的土地上可以推廣種植百農(nóng)207。

對(duì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)的綜合比較可以看出，5個(gè)小麥品種的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、根長和苗高的相對(duì)值均明顯下降，不同品種間及濃度間均有明顯變化，這與孟祥浩等[14]關(guān)于小麥萌發(fā)期耐鹽能力的研究結(jié)果相一致。根據(jù)各品種在不同NaCl濃度下的情況表現(xiàn)，當(dāng)NaCl濃度達(dá)到150 mmol/L時(shí)，測定的各指標(biāo)均明顯下降，尤其是對(duì)鹽敏感型品種降低更為顯著。

本試驗(yàn)僅探討了NaCl脅迫對(duì)不同小麥品種發(fā)芽形態(tài)指標(biāo)的影響，對(duì)不同小麥品種發(fā)芽生理指標(biāo)的影響及解除鹽脅迫對(duì)小麥幼苗生長影響還有待進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：endprint

[1] ZHU J K. Plant salt tolerance[J].Trends in Plant Science，2001， 6（2）：66-71.

[2] 王寶山，趙可夫，鄒 琦.作物耐鹽機(jī)理研究進(jìn)展及提高作物抗鹽性的對(duì)策[J].植物學(xué)通報(bào)，1997，14（S1）：25-30.

[3] 朱志華，胡榮海，宋景芝，等.鹽脅迫對(duì)不同小麥品種種子萌發(fā)的影響[J].作物品種資源，1996（4）：25-29.

[4] 張桂寅，吳立強(qiáng)，王省芬，等.低酚棉品種耐鹽性研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，24（1）：1-7.

[5] 翁躍進(jìn)，馬雅琴，楊德光.小麥耐鹽性鑒定評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2002.

[6] 張瑞富，王 云，喬宏偉，等.鹽脅迫對(duì)不同品種小麥發(fā)芽的影響[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，22（3）：297-301.

[7] 岳 超，薛娟娟，薛 芳，等.鹽脅迫對(duì)4個(gè)春小麥品種種子發(fā)芽及幼苗生長的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（7）：2646-2648.

[8] 郭建華，李躍進(jìn)，盧煒麗.3種鹽脅迫對(duì)小麥苗期生長的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2007，22（3）：148-150.

[9] 郭曉麗，時(shí)麗冉，白麗榮，等.不同小麥品種的耐鹽性研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（4）：43-45.

[10] 陳新紅，葉玉秀，周 青，等.鹽脅迫對(duì)小麥幼苗形態(tài)和生理特性的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（33）：14408-14410.

[11] 莊巧生，杜振華.中國小麥育種研究進(jìn)展[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1996.287-293.

[12] BAYUELO-JIM？魪NEZ J S，CRAIG R，LYNCH J P. Salinity tolerance of species during germination and early seedling growth[J].Crop Science，2002，42（5）：1584-1594.

[13] 劉麗云，王明友.CaCl2對(duì)鹽脅迫下小麥種子萌發(fā)及生理效應(yīng)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（1）：5-7.

[14] 孟祥浩，林 琪，張玉梅，等.鹽脅迫對(duì)小麥萌發(fā)的影響及耐鹽指標(biāo)的篩選[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，29（4）：175-180.endprint