西藏地區(qū)白菜型黃子油菜種子耐鹽性初探

楊廣環(huán) 南吉斌 袁燕 郭素平 旦巴

摘要：以不同來源的西藏地方油菜（Brassica napus L.）為材料，分別采用NaCl濃度為0、60、120、180、240 mmol/L的溶液對13個參試的白菜型油菜種子進行處理，并進行發(fā)芽試驗。通過測定種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數等發(fā)芽指標及胚根長、胚軸長和總鮮重等幼苗生長特性，比較鹽脅迫對白菜型油菜種子發(fā)芽和幼苗生長的影響。結果顯示，種子發(fā)芽指標和幼苗生長指標隨著鹽濃度的升高呈降低趨勢，不同脅迫間有明顯差異;雍布拉康和桑耶鎮(zhèn)聶果村種源耐鹽性弱，多那村、扎布村和雪巴村3個參試白菜型油菜耐鹽性較強;其中11個參試白菜型油菜發(fā)芽特性可分為4個類群，山南市多那村和日喀則市吉定村白菜型油菜分為一類，該類在中低鹽脅迫條件下，發(fā)芽率高，出苗快，耐鹽性最好。13個參試材料中，山南地區(qū)多那村、扎布村、雪巴村和日喀則吉定村的4種白菜型油菜耐鹽性強。

關鍵詞：白菜型油菜（Brassica napus L.）;發(fā)芽特性;耐鹽性;西藏

中圖分類號：S634.3? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）16-0015-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.16.004? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： Using rape（Brassica napus L.） from different sources in Tibet as materials，with different NaCl concentrations of 0， 60， 120， 180， 240 mmol/L were used to treat 13 rape seeds， and the germination test was carried out. The effects of salt stress on seed germination and seedling growth of rape were compared by measuring seed germination rate， germination potential， germination index and other germination indexes， as well as seedling growth characteristics such as radicle length， hypocotyl length and total fresh weight. The results showed that the seed germination index and seedling growth index decreased with the increase of salt concentration， and there were significantly differences between different stresses. The source salt tolerance of Nieguo village and Yongbulakang was weak， three test material of rapeseeds in Duona village， Zhabu village and Xueba village have strong salt tolerance. Among them， the germination characteristics of 11 tested rapeseed can be divided into four groups， of which Shannan city Duona village and Rikaze city Jiding village were of the same type， under the condition of low and medium salt stress， the germination rate was high， the seedling emergence was fast， and the salt tolerance was the best. Among the 13 materials， four kinds of rapeseed in Duona village， Zhabu village， Xueba village in Shannan city and Rikaze city Jiding village have strong salt tolerance.

Key words： Brassica napus L.; germination characteristics; salt tolerance; Tibet

土壤鹽堿化是當今環(huán)境面臨的重要危機之一，是限制農作物生長的主要因素，中國鹽堿地占耕地總面積的10%，并且在逐年增加[1-3]。土壤鹽堿化可引起農作物生理干旱、新陳代謝紊亂和毒害作用，嚴重影響農作物生長。油菜（Brassica napus L.）作為中國四大油料作物之一，具有極其頑強的生命力，西北地區(qū)是主要的種植區(qū)[4，5]。種子萌發(fā)作為農作物在高度鹽脅迫下生長的關鍵時期，是開發(fā)利用鹽堿地、研究作物抗鹽性、提高作物耐鹽性等農業(yè)領域研究的重要課題[6]。

西藏地處青藏高原中心地帶，具有海拔高、太陽輻射強、空氣稀薄等獨特的環(huán)境氣候特點，使得西藏油菜具有粒大和含油量高同時并存的特殊性。西藏種植的油菜品種主要有白菜型、芥菜型和甘藍型3種，其中白菜型油菜在西藏種植最廣[7-9]，其具有耐寒、耐旱、耐鹽堿、耐薄瘠等特點，是西藏農業(yè)種植的優(yōu)選油料作物。黃子油菜在西藏地區(qū)資源豐富。黃子油菜并不是指油菜子粒種皮為黃色，而是指種皮不能合成、積累某些色素而使種皮透明，種子表現出胚的顏色[10]。大量研究表明，黃子油菜具有皮殼薄、木質素含量低、含油量高、油質色澤清澈透明、菜餅中纖維含量少、蛋白質含量高等優(yōu)點，作為飼料色澤鮮艷，商品價值高。目前，針對西藏白菜型黃子油菜的研究主要集中在栽培技術[11]、核型分析[12]、遺傳多樣性和分子標記[13，14]等方面，但就其耐鹽性方面的研究鮮見報道。本研究以西藏地區(qū)13種白菜型油菜種子為試驗材料，進行不同濃度鹽溶液脅迫，測定發(fā)芽指標，探討鹽脅迫對白菜型油菜種子發(fā)芽及生物量的影響，篩選耐鹽性油菜品種，為擴大西藏白菜型油菜的種植面積提供基礎數據，以期為土壤鹽堿化的開發(fā)利用提供參考依據。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

試驗材料為西藏地區(qū)種植的白菜型油菜種子，材料來源如表1所示。

1.2? 種子發(fā)芽試驗

試驗于2018年6月初在西藏農牧學院高原作物分子遺傳育種實驗室內進行，每個參試材料挑選飽滿、均勻的種子，先用0.3%的KMnO4溶液浸泡20 min進行消毒，再用清水沖洗4次。配置NaCl濃度分別為0（無脅迫）、60（低鹽脅迫）、120（中低鹽脅迫）、180（中鹽脅迫）、240 mmol/L（高鹽脅迫）的處理液，在45 cm×45 cm發(fā)芽盒中鋪3層濾紙，每個發(fā)芽盒中放入50粒種子，各參試樣品每個處理50粒飽滿種子，重復3次。發(fā)芽盒中加入不同處理液時，避免浸泡種子，以浸濕濾紙為宜。將發(fā)芽盒放入恒溫光照培養(yǎng)箱中，設置培養(yǎng)溫度25 ℃，光照和黑暗處理各保持12 h，光照度5 500 lx，每24 h觀測1次，記錄種子萌發(fā)數（種子發(fā)芽標準為胚根突破種皮達到種子長度50%），并將已發(fā)芽的種子移出發(fā)芽盒，連續(xù)觀察7 d。

5）胚軸長、胚根長、總鮮重和地上部鮮重的測定：種子發(fā)芽試驗結束后，每個處理選取10株長勢均勻一致的幼苗，用濾紙吸干水分，用電子分析天平稱量總鮮重和地上部鮮重，用刻度尺測量胚根長和胚軸長。

1.4? 數據統(tǒng)計與分析

2? 結果與分析

2.1? 不同鹽濃度對白菜型油菜種子發(fā)芽的影響

對不同鹽脅迫進行單因素方差分析（表2），隨著鹽濃度的升高，各指標都呈降低的趨勢。由表2可以看出，在低鹽脅迫（60 mmol/L）下，NaCl對白菜型油菜種子發(fā)芽率影響不大，與CK組接近，但種子發(fā)芽指數、發(fā)芽勢都顯著低于CK組。說明低濃度NaCl溶液不影響種子發(fā)芽數量和活力，但可延遲種子發(fā)芽速率、降低種子發(fā)芽的整齊度。在中低鹽脅迫（120 mmol/L）下，白菜型油菜種子各發(fā)芽指標下降速度加快，發(fā)芽率、發(fā)芽指數、發(fā)芽勢、活力指數相比CK組分別下降了20.15、47.59、45.08、2.06個百分點。在中鹽脅迫（180 mmol/L）和高鹽脅迫（240 mmol/L）時，白菜型油菜種子各發(fā)芽指標下降幅度加大，而發(fā)芽率分別下降到55.08%和21.23%，低于75.00%，說明高濃度的NaCl溶液對白菜型油菜種子發(fā)芽產生了較大的抑制作用。

2.2? 白菜型油菜不同生長指標的鹽脅迫程度

由表2可以看出，在不同NaCl濃度溶液脅迫下，CK組白菜型油菜的胚根長、胚軸長和總鮮重優(yōu)于鹽脅迫處理，大部分脅迫處理間差異顯著（P<0.05），并受到不同程度的抑制（表3），隨著鹽濃度的增加受到的脅迫程度就越大。油菜種子發(fā)芽率超過75.00%時，才用于大田種植，結合表1和表2，本研究為了保證試驗所需要白菜型油菜幼苗的數量，選擇中低鹽脅迫（120 mmol/L）為不同參試白菜型油菜耐鹽性比較的處理濃度。

2.3? 中低鹽脅迫下白菜型油菜生長指標差異分析

中低鹽脅迫（120 mmol/L）條件下，13個不同來源種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數、活力指數、胚根長、胚軸長和總鮮重均存在明顯差異（表4）。由表4可以看出，1號參試材料發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高（分別為99.33%、56.92%），11號參試材料發(fā)芽指數、活力指數、胚根長較高（分別為71.94%、3.85%、35.06 cm）;5號參試材料具有發(fā)芽參數，但活力指數和生長參數均為0，說明在中低鹽脅迫條件下5號參試材料小部分種子具有發(fā)芽能力，但沒有生長能力;7號參試材料各參數都為0，說明7號參試材料在中低鹽脅迫條件下完全喪失了生命力。

2.4? 白菜型油菜各指標所受脅迫程度比較分析

各參試白菜型油菜所受脅迫程度比較分析結果（表5）表明，7號參試材料各指標所受的脅迫程度最高，為100.00%，受到完全抑制;1號參試材料各指標平均脅迫程度最小，為20.65%，11號和13號參試材料平均脅迫程度分別為23.97%、23.70%，3個參試材料平均脅迫程度相差不大;6號參試材料脅迫程度為63.93%，高于1號參試材料（20.65%）; 2號、3號、4號、8號、9號、10號和12號參試材料所受脅迫程度相差不大，變動范圍為38.68%～46.91%。

2.5? 聚類分析

基于發(fā)芽率、發(fā)芽指數、發(fā)芽勢、活力指數、胚根長、胚軸長、總鮮重7個指標對11個參試材料（5號和7號受鹽脅迫程度大，各項指標為0，所以剔除）進行聚類（圖1）。以歐氏距離10為閾值，11個參試材料可分為3個類群，各類群指標均值見表6。A類群有1號材料和2號材料，該類發(fā)芽率、發(fā)芽指數、發(fā)芽勢、胚根長和總鮮重在3個類群種最大，胚軸長最小，這類群體種子發(fā)芽率高，出苗快。B類群只有3號材料，該類群發(fā)芽率、發(fā)芽指數、發(fā)芽勢、活力指數和總鮮重在3個類群中最小，胚軸長最大。C類群有4號、6號、8號、9號、10號、11號、12號、13號材料，該類群發(fā)芽率、發(fā)芽指數、發(fā)芽勢、胚根長小于A類群，活力指數最大，這類群體種子發(fā)芽低，出苗不整齊。

3? 小結與討論

種子發(fā)芽和生長時期是植物對生理脅迫環(huán)境反應的敏感時期，也是植物耐性研究的重點[20]，其中鹽濃度是影響種子萌發(fā)過程中最重要的因素之一[21]。有關研究發(fā)現，較低濃度的鹽脅迫會導致種子的休眠[22]，甚至對種子萌發(fā)沒有較明顯的抑制作用[23]，而一些較低水平的鹽堿脅迫卻有可能促進一些種子的萌發(fā)。有研究表明，濃度較低的NaCl溶液對甜菜[24]、棉花[25]、獵狗[26]、鹽角草[27]、苜蓿[28]等植物種子的萌發(fā)與生長都有利。土壤鹽堿化的日趨加重使得開展油菜抗（耐）鹽相關研究成為趨勢。前人在油菜抗（耐）鹽相關研究中大都得出隨著鹽濃度的增大，油菜種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數、胚根、胚芽長逐漸降低等結論[29-31]。但也有在低濃度鹽脅迫下促進種子萌發(fā)，高濃度轉為抑制的報道[32，33]。本研究中，種子發(fā)芽和幼苗生長指標隨鹽濃度的升高呈降低的趨勢，CK組白菜型油菜種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數、發(fā)芽勢、胚根長、胚軸長和總鮮重優(yōu)于鹽脅迫處理，不同脅迫間存在明顯差異，隨著鹽濃度的增加受到的脅迫程度就越大，說明NaCl溶液對白菜型油菜種子發(fā)芽和幼苗生長起抑制作用，鹽濃度越高，抑制就越大。

在中低鹽脅迫（120 mmol/L）條件下，13個白菜型油菜種源間種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數、活力指數、胚根長、胚軸長和總鮮重均存在明顯差異。其中，山南市桑耶鎮(zhèn)聶果村的白菜型油菜生長發(fā)育指標完全受到抑制;其次是山南市雍布拉康油菜品種，生長指標也受到了很大程度的影響;而多那村、扎布村和雪巴村3個參試品種所受脅迫程度較小，并相差不大。說明在13個種源中，雍布拉康和桑耶鎮(zhèn)聶果村油菜品種的耐鹽性較弱，多那村、扎布村和雪巴村3個種源白菜型油菜耐鹽性較強，各項指標受到的鹽脅迫程度都較小，尤其是桑日縣榮鄉(xiāng)多那村油菜品種，其各項指標平均值的脅迫程度只有20.65%。

依據參試材料的發(fā)芽特性，對13個白菜型油菜種子進行聚類分析，除雍布拉康和桑耶鎮(zhèn)聶果村油菜種子之外，其余11個參試品種可分為3個類群，A類群有1號和2號參試品種，這類群體種子發(fā)芽率高、出苗快;B類群只有3號品種，其生長發(fā)育指標在3個類群中最小;剩余的品種均屬于C類群，這類種子發(fā)芽率低，出苗不整齊。

綜上所述，鹽脅迫可抑制白菜型油菜種子發(fā)芽和幼苗生長，鹽濃度越高，抑制作用就越明顯;山南地區(qū)那村、扎布村和雪巴村3個白菜型油菜種源耐鹽性強，可進一步優(yōu)化室內試驗方法，結合鹽堿地實地種植，分析其綜合抗鹽性能力，為品種區(qū)域適應性提供理論依據。

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