35個(gè)白榆優(yōu)良家系種子萌發(fā)期耐鹽堿性評(píng)價(jià)

朱建峰，張會(huì)龍，楊秀艷，武海雯，張華新

(1.國(guó)家林業(yè)和草原局鹽堿地研究中心，北京 100091；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院天津林業(yè)科學(xué)研究所，天津 300457)

白榆(Ulmuspumila)為高大喬木，耐鹽堿性突出，自然分布恰好覆蓋中國(guó)北方鹽堿地分布區(qū)，生態(tài)防護(hù)功能和經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值高，是中國(guó)北方少有的廣域性分布耐鹽堿喬木樹種[1-3]。近年研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)鹽堿地區(qū)多有成片或零星白榆資源分布，每年大量種子散落，但林下極少有幼苗成活，表明鹽堿地白榆天然更新出現(xiàn)障礙[4]。天然更新是森林更新的重要方式，必須滿足3個(gè)條件：充足且有生命力的種子；適合種子萌發(fā)成苗的條件；適合幼樹生長(zhǎng)的環(huán)境條件，其中任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，更新就會(huì)出現(xiàn)障礙[5]。白榆7a生大樹平均株產(chǎn)1.7kg種子[6]，約有20多萬(wàn)粒，發(fā)芽率一般為65%～85%[7]，表明白榆可產(chǎn)生充足且有生命力的種子。白榆1a生苗可耐土壤鹽含量為0.6%的脅迫強(qiáng)度[8]，表明白榆幼苗可在一定濃度鹽脅迫下成活和生長(zhǎng)。白榆種子在土壤含鹽量0.2%或0.2%以上，萌發(fā)出苗率急劇下降，當(dāng)土壤鹽含量為0.4%時(shí)，出苗成活率僅為5%左右[4]，說(shuō)明鹽堿脅迫極大降低了白榆萌發(fā)成活率。由此可見，鹽堿脅迫下種子萌發(fā)是鹽堿地白榆天然更新的首要障礙因子。

種子萌發(fā)是植物生活史的關(guān)鍵階段，也是植物抗逆性最弱的時(shí)期，決定著植物種群的繁衍、進(jìn)化和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)，具有重要的生物學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐意義[9]。當(dāng)前，白榆耐鹽研究主要集中在成苗后生長(zhǎng)時(shí)期，結(jié)果表明白榆具很強(qiáng)耐鹽性及相應(yīng)的耐鹽機(jī)制[8,10-11]，但萌發(fā)期耐鹽堿性弱[4]，嚴(yán)重限制了白榆種群繁衍和生態(tài)防護(hù)功能發(fā)揮。白榆分布廣變異大，初步研究結(jié)果表明不同家系間耐鹽性具有較大遺傳差異[12]，但成規(guī)模的白榆品系間萌發(fā)期耐鹽堿性評(píng)價(jià)研究尚未見報(bào)道。

自2008年，國(guó)家林業(yè)和草原局鹽堿地研究中心系統(tǒng)收集了中國(guó)70年代以來(lái)選育的白榆良種資源，在天津?yàn)I海新區(qū)營(yíng)建了白榆優(yōu)良種質(zhì)資源基因庫(kù)[3]。本試驗(yàn)以來(lái)自白榆優(yōu)良種質(zhì)資源基因庫(kù)(天津?yàn)I海新區(qū))的35個(gè)白榆家系種子為試驗(yàn)材料，分別采用150mmol/L NaCl和50mmol/L NaHCO3對(duì)白榆種子萌發(fā)進(jìn)行鹽堿脅迫，觀測(cè)分析發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量6個(gè)萌發(fā)指標(biāo)，研究不同白榆家系間耐鹽堿性分化程度，鑒定萌發(fā)期耐鹽性評(píng)價(jià)指標(biāo)，應(yīng)用隸屬函數(shù)法對(duì)不同白榆家系進(jìn)行耐鹽堿性綜合評(píng)價(jià)。進(jìn)一步研究不同鹽堿濃度對(duì)3個(gè)不同耐鹽堿性白榆家系萌發(fā)的影響，并計(jì)算耐鹽堿閾值，從而對(duì)隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)白榆萌發(fā)期耐鹽堿性所得結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。本研究結(jié)果可為萌發(fā)期高耐鹽堿性白榆品系選育及在鹽堿地區(qū)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和良種材料，篩選出的耐鹽和鹽敏感家系，也可為林木(白榆)種子萌發(fā)期耐鹽堿機(jī)制研究提供理想試驗(yàn)材料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為35個(gè)白榆優(yōu)良家系種子，材料編號(hào)、名稱和千粒質(zhì)量詳見表1，全部來(lái)自國(guó)家林業(yè)和草原局鹽堿地研究中心白榆優(yōu)良種質(zhì)資源基因庫(kù)(天津?yàn)I海新區(qū))。

表1 參試材料Table 1 Experimental materials

1.2 試驗(yàn)方法

分別挑選各白榆家系飽滿無(wú)病蟲害、大小均一的種子，先用蒸餾水沖洗干凈，再用吸水紙吸干種子表面水分備用。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，以150 mmol/L NaCl和50 mmol/L NaHCO3處理白榆種子，以蒸餾水為對(duì)照。每個(gè)家系取20粒種子均勻置于直徑9 cm，鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。水平放置于溫度為25 ℃的人工培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)，試驗(yàn)時(shí)間為7 d(預(yù)試驗(yàn)結(jié)果表明不同家系種子在對(duì)照及鹽堿脅迫處理下最遲發(fā)芽時(shí)間為4 d)。試驗(yàn)開始時(shí)記錄每個(gè)培養(yǎng)皿質(zhì)量，試驗(yàn)過(guò)程中用稱重法補(bǔ)充蒸發(fā)的水量，即每天定時(shí)用天平稱量后補(bǔ)充蒸發(fā)水分，使鹽濃度保持不變。驗(yàn)證試驗(yàn)中NaCl處理濃度為50 mmol/L、100 mmol/L、200 mmol/L和300 mmol/L，NaHCO3處理濃度為25 mmol/L、50 mmol/L、100 mmol/L和200 mmol/L，以蒸餾水為對(duì)照(CK)，其他試驗(yàn)條件同上。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

參考牟雪姣等[13]的試驗(yàn)方法，每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)，以胚根明顯突破種皮為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，第7天測(cè)量根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量，試驗(yàn)結(jié)束后計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢(shì)。

發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)(式中：Gt為第t天的發(fā)芽總數(shù)，Dt為相應(yīng)的天數(shù))

發(fā)芽勢(shì)=日最高峰時(shí)種子發(fā)芽數(shù)/種子總數(shù)×100%

根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)：脅迫7 d后，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取3株，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上用直尺測(cè)量每一個(gè)發(fā)芽種子的根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)，以3個(gè)重復(fù)的平均值作為根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)。

鮮質(zhì)量：脅迫7 d后，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取3株稱量(包含根和芽)，以3個(gè)重復(fù)的平均值作為鮮質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理分析

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿脅迫對(duì)白榆種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢(shì)的影響

發(fā)芽率是指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)萌發(fā)種子數(shù)占供試種子總數(shù)的百分率，代表種子的萌發(fā)能力。由表2可知，與對(duì)照相比35個(gè)白榆家系發(fā)芽率未發(fā)生顯著變化，說(shuō)明在時(shí)間充足的條件下，一定濃度的鹽堿脅迫對(duì)白榆萌發(fā)抑制不顯著。

發(fā)芽指數(shù)反映種子萌發(fā)期的綜合活力，指數(shù)越大萌發(fā)速度越快、活力越高。鹽脅迫34個(gè)家系種子發(fā)芽指數(shù)顯著低于對(duì)照，只有家系097與對(duì)照相比未發(fā)生顯著變化。堿脅迫條件下21個(gè)家系種子發(fā)芽指數(shù)顯著低于對(duì)照，與對(duì)照相比14個(gè)家系未發(fā)生顯著變化。結(jié)果表明，鹽堿脅迫可顯著推遲大多數(shù)白榆家系的萌發(fā)時(shí)間。

發(fā)芽勢(shì)反映的是種子萌發(fā)的整齊度，數(shù)值越大萌發(fā)整齊度越高。鹽脅迫下22個(gè)家系與對(duì)照相比未發(fā)生顯著變化，12個(gè)家系發(fā)芽勢(shì)顯著低于對(duì)照，1個(gè)家系發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照。堿脅迫下16個(gè)家系與對(duì)照相比未發(fā)生顯著變化，18個(gè)家系發(fā)芽勢(shì)顯著低于對(duì)照，1個(gè)家系發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照。結(jié)果表明，鹽堿脅迫可顯著降低部分白榆家系萌發(fā)整齊度，其中堿脅迫的抑制更為顯著。

2.2 鹽堿脅迫對(duì)白榆種子根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量的影響

種子的根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量可表示萌發(fā)期生長(zhǎng)速率[15]，是萌發(fā)種子能否成活的關(guān)鍵指標(biāo)。由表3可知，鹽堿脅迫下30個(gè)家系種子根長(zhǎng)顯著低于對(duì)照，5個(gè)家系未發(fā)生顯著變化。鹽堿脅迫下35個(gè)家系種子芽長(zhǎng)均顯著低于對(duì)照。鹽脅迫下35個(gè)家系種子鮮質(zhì)量均顯著低于對(duì)照；堿脅迫下25個(gè)家系種子鮮質(zhì)量顯著低于對(duì)照，10個(gè)家系未發(fā)生顯著變化。結(jié)果表明，鹽堿脅迫顯著抑制大多數(shù)白榆家系萌發(fā)期生長(zhǎng)速率，進(jìn)而可大幅度降低萌發(fā)成活率。萌發(fā)期能忍耐鹽堿脅迫快速生長(zhǎng)的白榆家系，具有更強(qiáng)的耐鹽堿性，往往能在鹽堿條件下成活。因此，根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)更適宜作為白榆萌發(fā)期耐鹽堿性評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.3 鹽堿脅迫下白榆萌發(fā)指標(biāo)隸屬函數(shù)值及綜合評(píng)價(jià)

隸屬函數(shù)值能綜合多個(gè)指標(biāo)反映不同家系間受鹽堿脅迫影響的程度，避免某幾個(gè)或單一指標(biāo)評(píng)價(jià)的片面性[16-17]，值越大代表鹽堿脅迫的影響越小，耐鹽堿性越強(qiáng)。由表2和表3可知，鹽堿脅迫下白榆種子發(fā)芽率與對(duì)照相比未發(fā)生顯著變化，而發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量多表現(xiàn)為顯著降低。因此，選取發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量5個(gè)指標(biāo)計(jì)算隸屬函數(shù)值，對(duì)白榆萌發(fā)期耐鹽堿性進(jìn)行評(píng)價(jià)。耐鹽堿等級(jí)評(píng)定參照張亞娟等[14]的定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由表4可知，高耐鹽、中耐鹽、低耐鹽、不耐鹽家系分別為2個(gè)、8個(gè)、13個(gè)和12個(gè)，占家系總數(shù)的5.71%、 22.86%、 37.14%和34.28%。高耐堿、中耐堿、低耐堿、不耐堿家系分別為3個(gè)、9個(gè)、16個(gè)和7個(gè)，占家系總數(shù)的8.57%、25.71%、45.71%和 20.00%。結(jié)果表明，大多數(shù)白榆家系萌發(fā)期耐鹽堿性差，甚至對(duì)鹽堿脅迫敏感。

表2 鹽堿脅迫下白榆種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢(shì)的變化情況Table 2 Variation of germination rate, germination index and germination energy of Ulmus pumila seeds under saline-alkali stress

表3 鹽堿脅迫下白榆種子根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量的變化情況Table 3 Variation of root length, shoot length and fresh mass of Ulmus pumila seeds under saline-alkali stress

表4 鹽堿脅迫下白榆萌發(fā)指標(biāo)隸屬函數(shù)值Table 4 Subordinate function values of germination indexes of Ulmus pumila under saline-alkali stress

2.4 鹽堿脅迫下白榆種子萌發(fā)指標(biāo)隸屬函數(shù)值與平均隸屬函數(shù)值相關(guān)性分析

為分析白榆種子萌發(fā)指標(biāo)隸屬函數(shù)值與平均隸屬函數(shù)值間的關(guān)系，對(duì)萌發(fā)指標(biāo)隸屬函數(shù)值與平均隸屬函數(shù)值進(jìn)行相關(guān)性分析[18]。由表5可知，鹽脅迫下5個(gè)指標(biāo)與平均隸屬函數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明其能較好的表征白榆萌發(fā)期耐鹽程度，可用于綜合評(píng)價(jià)白榆種子萌發(fā)期的耐鹽性。堿脅迫下除發(fā)芽指數(shù)外，其余4個(gè)指標(biāo)與平均隸屬函數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明這4個(gè)指標(biāo)能較好的表征白榆萌發(fā)期耐堿程度，可用于綜合評(píng)價(jià)白榆種子萌發(fā)期的耐堿性。鹽堿脅迫條件下，根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)2個(gè)指標(biāo)與平均隸屬函數(shù)值的相關(guān)性均為最高，表明這2個(gè)指標(biāo)最能表征白榆萌發(fā)期耐鹽堿程度。

表5 鹽堿脅迫下白榆種子萌發(fā)指標(biāo)隸屬函數(shù)值與平均隸屬函數(shù)值的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis between subordinate function value and the average subordinate function value of germination index of Ulmus pumila under saline-alkali stress

2.5 不同鹽堿濃度脅迫對(duì)不同耐鹽堿性白榆家系萌發(fā)指標(biāo)的影響

為進(jìn)一步研究鹽堿脅迫對(duì)白榆萌發(fā)的影響，測(cè)定了不同鹽堿濃度脅迫下中高耐鹽堿家系087、低耐鹽堿家系064和不耐鹽堿家系0132的萌發(fā)期指標(biāo)。由圖1可知，除高鹽(NaCl 300 mmol/L)堿(NaHCO3100 mmol/L和200 mmol/L)濃度外，白榆種子萌發(fā)對(duì)鹽堿脅迫并不敏感，且與家系087相比家系064和0132發(fā)芽率隨鹽堿濃度升高降低幅度反而更小。隨NaCl濃度升高，家系087發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，家系064和0132發(fā)芽指數(shù)呈逐漸降低的趨勢(shì)；隨著NaHCO3濃度升高，家系087、064和0132發(fā)芽指數(shù)均呈降低趨勢(shì)。隨NaCl濃度升高，家系087發(fā)芽勢(shì)表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，家系064和0132呈逐漸降低的趨勢(shì)；隨NaHCO3濃度升高，家系087發(fā)芽勢(shì)未發(fā)生顯著變化，家系064和0132發(fā)芽勢(shì)呈降低趨勢(shì)。家系087根長(zhǎng)隨NaCl濃度升高表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，隨NaHCO3濃度的升高未發(fā)生顯著性降低；家系064和0132隨NaCl 和NaHCO3濃度升高呈逐漸降低的趨勢(shì)。家系087芽長(zhǎng)隨NaCl濃度升高表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，隨NaHCO3濃度的升高呈逐漸降低的趨勢(shì)；家系064和0132隨NaCl 和NaHCO3濃度升高呈逐漸降低的趨勢(shì)。隨NaCl濃度升高，家系087和064鮮質(zhì)量表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，家系0132鮮質(zhì)量均呈逐漸降低的趨勢(shì)；隨NaHCO3濃度的升高，家系087鮮質(zhì)量未發(fā)生顯著性降低，家系064和0132鮮質(zhì)量均呈逐漸降低的趨勢(shì)?？梢姡}堿脅迫下3個(gè)白榆家系發(fā)芽率與對(duì)照相比大多未發(fā)生顯著變化，但發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量多表現(xiàn)為顯著性降低或升高，其中根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量最為顯著。因此發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量適宜作為衡量白榆種子萌發(fā)期耐鹽堿性指標(biāo)，與表2、表3、表5的研究結(jié)果也較為一致。

不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著

2.6 白榆不同耐鹽堿性家系萌發(fā)期耐鹽堿閾值

為進(jìn)一步驗(yàn)證隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)白榆萌發(fā)期耐鹽堿性的準(zhǔn)確性，以相對(duì)長(zhǎng)度生長(zhǎng)量(根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)之和)降為對(duì)照50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的鹽堿濃度(C50)為耐鹽堿閾值[19]。以NaCl和NaHCO3濃度為自變量(x)，以不同鹽堿濃度脅迫下3個(gè)不同耐鹽堿性白榆家系萌發(fā)期相對(duì)生長(zhǎng)量作為因變量(y)建立回歸方程(表 6)，發(fā)現(xiàn)白榆3個(gè)家系的耐鹽和耐堿性強(qiáng)弱順序均為：家系087>家系064>家系0132，耐鹽閾值為76.28～161.60 mmol/L，耐堿閾值為31.20～66.17 mmol/L。3個(gè)家系的耐鹽堿性排序與通過(guò)隸屬函數(shù)法所得耐鹽堿性排序一致(表4)。結(jié)果表明，選取發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量5個(gè)指標(biāo)，應(yīng)用隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)白榆萌發(fā)期耐鹽堿性可靠性高，且不同白榆家系間耐鹽堿性遺傳差異大。

3 討 論

種子萌發(fā)是植物成功建植的第一步，是種胚從生命活動(dòng)相對(duì)靜止恢復(fù)到生理活躍狀態(tài)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，也是植物生活周期中抗逆性最弱的階段[9,20]，耐鹽堿性最弱的時(shí)期。例如，狼尾草苗期半致死鹽濃度是其種子萌發(fā)期的2.7倍[21]；高鹽度可抑制大多數(shù)鹽生植物種子萌發(fā)，直至有淡水補(bǔ)充脅迫減輕時(shí)才能萌發(fā)[22]。白榆種子在土壤含鹽量0.2%及以上時(shí)萌發(fā)出苗率便急劇下降[4]，但1 a生白榆家系苗多可耐土壤鹽堿含量為0.6%的脅迫強(qiáng)度[8]，說(shuō)明萌發(fā)期也是白榆耐鹽堿性最弱的階段，但成苗后其耐鹽堿性普遍增強(qiáng)。隸屬函數(shù)法可綜合多個(gè)指標(biāo)反映植物抗逆性，避免某幾個(gè)或單一指標(biāo)評(píng)價(jià)的片面性[16-17]。例如，利用隸屬函數(shù)法綜合多指標(biāo)對(duì)10個(gè)不同甘藍(lán)型油菜品種萌發(fā)期抗旱性進(jìn)行排序[23]，對(duì)14個(gè)紫花苜蓿品種萌發(fā)期抗旱耐鹽性進(jìn)行綜合分析[24]。在白榆耐鹽性研究中，利用隸屬函數(shù)法對(duì)12個(gè)白榆無(wú)性系耐鹽性進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出3個(gè)耐鹽性強(qiáng)的無(wú)性系[25]；對(duì)3個(gè)1 a生白榆品系進(jìn)行耐鹽性評(píng)價(jià)，篩選出綜合耐鹽性較高的白榆品系Y65[26]。但當(dāng)前應(yīng)用隸屬函數(shù)法研究不同白榆家系萌發(fā)期耐鹽堿性的工作尚未見報(bào)道。因此，應(yīng)用隸屬函數(shù)法對(duì)白榆家系萌發(fā)期耐鹽堿性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，篩選萌發(fā)期高耐鹽堿性白榆種質(zhì)即可行又具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，可為解決鹽堿地白榆天然更新受阻難題，實(shí)現(xiàn)鹽堿地低成本規(guī)?；纳镄迯?fù)提供優(yōu)良新品種。

表6 不同白榆家系萌發(fā)期臨界NaCl和NaHCO3濃度Table 6 Critical NaCl and NaHCO3 concentrations in different Ulmus pumila family at germination stage

種子從萌發(fā)到成苗(發(fā)芽種子長(zhǎng)出真葉)一般以自養(yǎng)為主，主要靠?jī)?chǔ)藏物質(zhì)水解供給生長(zhǎng)，期間一般只需從外界吸收水分和氧氣[9,27]。因此，本試驗(yàn)采用蒸餾水處理為對(duì)照，與其他研究植物萌發(fā)期抗逆性的試驗(yàn)方法相一致。例如，以蒸餾水處理為對(duì)照，研究干旱和鹽堿脅迫對(duì)堿蓬和鹽地堿蓬種子萌發(fā)的影響[28]、干旱脅迫對(duì)酸棗種子萌發(fā)的影響[29]。種子大小決定著儲(chǔ)藏物質(zhì)的多少，可能影響鹽脅迫下種子萌發(fā)和生長(zhǎng)。但本研究中發(fā)現(xiàn)鹽堿脅迫下各白榆家系種子千粒質(zhì)量隸屬函數(shù)值與相對(duì)根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)、鮮質(zhì)量和平均隸屬函數(shù)值之間并無(wú)顯著相關(guān)性，說(shuō)明白榆種子大小與萌發(fā)期耐鹽堿性并不相關(guān)，這與在架豆角種子中的研究結(jié)論相似[30]。隨NaCl濃度升高，家系087根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，而家系0132根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量均呈逐漸降低的趨勢(shì)，說(shuō)明中高耐鹽堿白榆家系可能是通過(guò)提高生長(zhǎng)速率，尤其是根系生長(zhǎng)速度，加速吸水，降低體內(nèi)鹽濃度；同時(shí)高生長(zhǎng)速率可使種子快速渡過(guò)萌發(fā)期，成苗后隨著植株的生長(zhǎng)耐鹽堿性逐漸增強(qiáng)，從而抵御外界鹽堿脅迫提高萌發(fā)成活率。這與鹽脅迫對(duì)紅心蘿卜種子[31]、燕麥種子[32]萌發(fā)和生長(zhǎng)影響的研究結(jié)果基本一致。

鹽堿脅迫下白榆發(fā)芽率與對(duì)照相比未發(fā)生顯著性變化，但發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量多表現(xiàn)為顯著性降低或升高，其中根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量最為顯著。驗(yàn)證試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，白榆萌發(fā)對(duì)鹽堿脅迫多不敏感，但較高鹽堿濃度下萌發(fā)的種子胚根和胚芽生長(zhǎng)緩慢，多不能成活，表明發(fā)芽率不適宜表征白榆萌發(fā)期耐鹽堿性。鹽生植物紅砂萌發(fā)期耐鹽性研究發(fā)現(xiàn)，隨著鹽濃度升高發(fā)芽率顯著降低，但萌發(fā)的種子多能成活[33]，表明發(fā)芽率可表征紅砂萌發(fā)期耐鹽堿性。根據(jù)現(xiàn)有研究結(jié)果，推測(cè)非鹽生植物萌發(fā)對(duì)鹽堿脅迫不敏感，水分溫度等條件適宜時(shí)，種子便開始萌發(fā)，但萌發(fā)后生長(zhǎng)對(duì)外界鹽堿脅迫敏感，當(dāng)鹽堿脅迫較高時(shí)多生長(zhǎng)緩慢不能成活。鹽生植物萌發(fā)可感知外界鹽堿脅迫，當(dāng)鹽堿脅迫濃度低或可以忍受時(shí)開始萌發(fā)，萌發(fā)后可忍耐外界的鹽堿脅迫濃度，生長(zhǎng)迅速最終成活；外界鹽堿脅迫濃度過(guò)高時(shí)，種子停止萌發(fā)，待條件適宜時(shí)再萌發(fā)，可能是鹽生植物逆境條件下的一種“?；睢睓C(jī)制。例如，鹽堿濃度越大鹽生植物灰綠藜種子復(fù)水后萌發(fā)恢復(fù)率越高[34]。因此，不同類型植物萌發(fā)期耐鹽堿性評(píng)價(jià)，適宜的指標(biāo)往往也不相同，推測(cè)非鹽生植物適宜選取根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)等生長(zhǎng)指標(biāo)，鹽生植物適宜選取發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)等萌發(fā)指標(biāo)。

本試驗(yàn)篩選出的中高耐鹽家系10個(gè)，中高耐堿家系12個(gè)，其中8個(gè)家系0102、037、07、080、087、094、54和82003同屬中高耐鹽和耐堿家系，占中高耐鹽家系的80%，中高耐堿家系的67%。不耐鹽家系12個(gè)，不耐堿家系7個(gè)，其中3個(gè)家系0120、047和0132同屬不耐鹽和不耐堿家系，占不耐鹽家系的25%，不耐堿家系的43%。結(jié)果表明白榆萌發(fā)期耐鹽和耐堿具有一定的相關(guān)性，往往耐鹽家系也耐堿，近期在玉米中的研究也發(fā)現(xiàn)其對(duì)鹽和堿的耐性高度相關(guān)[35]；而不耐鹽和不耐堿家系相關(guān)性較差。

白榆是一個(gè)生境大分布廣而復(fù)雜的樹種，內(nèi)部遺傳變異大[3]，筆者前期及本研究結(jié)果均表明白榆不同家系間萌發(fā)期耐鹽性遺傳差異較大[12]，李慶賤等[8]對(duì)9個(gè)白榆家系1 a生苗耐鹽性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)成苗后白榆家系間耐鹽性遺傳差異也較大，但白榆萌發(fā)期與成苗后耐鹽性之間有無(wú)關(guān)聯(lián)的研究尚未見報(bào)道。田又升等[36]將水稻萌發(fā)期抗旱性鑒定結(jié)果與大田產(chǎn)量的抗旱系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示不存在顯著相關(guān)性，說(shuō)明萌發(fā)期抗旱性不能代表水稻成苗后的抗旱水平；而張金霞等[37]對(duì)3個(gè)大豆品種萌發(fā)期和苗期的耐鹽性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)冀豆12萌發(fā)及苗期耐鹽性均高于另外2 個(gè)品種，說(shuō)明對(duì)大豆來(lái)說(shuō)，萌發(fā)期的耐鹽性也可能代表了成苗后的耐鹽性，這可能與植物種類和脅迫類型不同有關(guān)。因此，白榆萌發(fā)期與成苗后耐鹽性之間是否相關(guān)？這將是今后白榆耐鹽性研究的一個(gè)重要方面。

4 結(jié) 論

本研究通過(guò)對(duì)35個(gè)白榆家系萌發(fā)期耐鹽堿指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量適宜表征白榆萌發(fā)期耐鹽性，發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和鮮質(zhì)量適宜表征白榆萌發(fā)期耐堿性，其中根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)是表征耐鹽和耐堿性效果最好的指標(biāo)。白榆萌發(fā)期高耐鹽2個(gè)家系087和094，不耐鹽12個(gè)家系0120、0132、0133、047、75027、7807、8504、古20、陵3、天優(yōu)、鉆天和029；高耐堿3個(gè)家系080、82003和0102，不耐堿7個(gè)家系001、0120、013、0132、043、047和61。綜合比較發(fā)現(xiàn)白榆萌發(fā)期中高耐鹽堿8個(gè)家系0102、037、07、080、087、094、54和82003，不耐鹽堿3個(gè)家系0120、0132和047。

35個(gè)白榆家系中篩選出萌發(fā)期高耐鹽家系2個(gè)，不耐鹽家系12個(gè)，平均隸屬函數(shù)值為0.14～0.86；高耐堿家系3個(gè)，不耐堿家系7個(gè)，平均隸屬函數(shù)值為0.14～0.81。驗(yàn)證試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)萌發(fā)期中高耐鹽堿家系087，耐鹽堿閾值分別為 161.60和66.17 mmol/L；不耐鹽堿家系0132，耐鹽堿閾值分別為76.28和31.20 mmol/L?？梢?，白榆家系間萌發(fā)期耐鹽堿性遺傳差異大，具有耐鹽堿良種選育潛力，也說(shuō)明隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)白榆家系間萌發(fā)期耐鹽堿性可靠性高。