中圖分類號(hào):S541.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0435(2025)04-1181-11
Abstract:Salt stresslimits the normal growth and development of plants,and has a particularly serious impact onseed germination. To evaluate the differences in salt tolerance of61 alfalfa(Medicago satioa L.)cultivars, petri dish germination method was carried out to determine the effects of NaCl on seed germination and seedling growth indicators. Salt tolerance coefficient,principal component analysis,membership function analysis,comprehensive evaluation of salt tolerance D value,and systematic clustering analysis were used to comprehensively evaluate the salt tolerance of tested cultivars during seed germination. The results indicated that salt stres led to a decreasing trend in seed germination and seedling growth indicators of various alfalfa cultivars. Based on the D value of comprehensive evaluation of salt tolerance,a systematic clustering analysis was conducted to classify the salt tolerance of 6l tested cultivars into six levels,namely,super strong,medium strong,low strong,low weak,medium weak,and super weak.The super strong salt tolerance cultivars were ‘Zhongmu No.3’‘WL440HQ’and‘WL712’,and the super weak ones were‘Three level’‘2O65MF’ and ‘ Zhonglan No.2'. This study would provide theoretical guidance for the screening,cultivation,and utilization of alfalfa germplasms with strong salt tolerance,as wellas excellent parental materials for the mining and functional study of salt tolerant genes,genetic improvement,and new cultivar cultivation.
Key words : Alfalfa ; Seed germination; Salt tolerance ; Comprehensive evaluation; Cluster analysis
鹽堿地通常為土壤表層積聚過(guò)多鹽堿成分(含鹽量大于 0 . 1 % ) ,對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有抑制作用的土地[1]。鹽堿脅迫會(huì)誘導(dǎo)植物細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生滲透脅迫、氧化脅迫、離子毒性,且高 值會(huì)進(jìn)一步加劇營(yíng)養(yǎng)離子失衡、細(xì)胞氧化損傷、植物代謝紊亂等問(wèn)題[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)的鹽堿地面積達(dá)
,具有農(nóng)業(yè)發(fā)展利用潛力的鹽漬土面積約為 1 . 3 3 3 ×
,約占全國(guó)耕地面積的 $10 \% ^ { [ 1 ] }$ 。在我國(guó)耕地資源極度緊張的背景下,鹽堿地作為重要的后備耕地資源,其改良與開發(fā)利用對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[4]
紫花苜蓿(MedicagosatiuaL.)具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和飼用價(jià)值,享有“牧草之王\"的美譽(yù)[5]。它不僅可以為畜牧業(yè)提供優(yōu)質(zhì)牧草,還可用于改良鹽堿地,緩解耕地壓力,豐富鹽堿地植物資源[1]。研究表明,低濃度鹽分通過(guò)提高膜代謝活性和相對(duì)電導(dǎo)率對(duì)紫花苜蓿種子萌發(fā)具有一定促進(jìn)作用,而高濃度鹽分誘導(dǎo)滲透脅迫和離子毒害則會(huì)抑制其種子萌發(fā)[6]。前人曾對(duì)不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期進(jìn)行了耐鹽性評(píng)價(jià)[5.7-10]。王佳敏等[10]采用培養(yǎng)皿培養(yǎng)法及隸屬函數(shù)分析法對(duì)29份紫花苜蓿種子進(jìn)行耐鹽性綜合評(píng)價(jià),篩選出了適合在江蘇沿海灘涂鹽漬化土壤上種植的5個(gè)品種。程波等[11]采用模糊隸屬函數(shù)分析法對(duì)內(nèi)蒙古鹽堿地區(qū)常用的5個(gè)品種紫花首蓿種子抗鹽性強(qiáng)弱進(jìn)行排序,為選育適合該地區(qū)種植的紫花苜蓿品種提供了參考依據(jù)。近年來(lái),盡管紫花苜蓿種子耐鹽萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)特性已被研究報(bào)道[12-14],且證實(shí)與鹽濃度存在密切關(guān)系,但關(guān)于不同品種種子對(duì)鹽脅迫萌發(fā)響應(yīng)的差異與綜合評(píng)價(jià)還不夠全面。因此,深入探究紫花苜蓿種子在鹽脅迫條件下的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)特性變化,綜合評(píng)價(jià)不同品種紫花苜蓿種子的耐鹽萌發(fā)能力,將對(duì)其適應(yīng)性品種篩選、栽培利用及鹽堿地改良具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
本研究以61個(gè)紫花苜蓿品種的種子為試驗(yàn)材料,利用培養(yǎng)皿發(fā)芽法,通過(guò)測(cè)定 NaC1脅迫(預(yù)試驗(yàn)篩選確定)條件下種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)等10個(gè)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)特性相關(guān)指標(biāo)變化,根據(jù)主成分分析、隸屬函數(shù)分析和系統(tǒng)聚類分析等綜合評(píng)價(jià)方法,比較了不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)差異,以期為紫花苜蓿耐鹽種質(zhì)篩選、耐鹽基因研究以及新品種培育提供理論參考。
1 材料與方法
1. 1 試驗(yàn)材料
供試61個(gè)紫花苜蓿品種的種子于2020年收獲后保存于一 冰箱內(nèi)備用(表1)
1. 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法
本試驗(yàn)采用完全隨機(jī)試驗(yàn),包括品種(61個(gè))和鹽處理(2個(gè)水平)兩個(gè)因素,共設(shè)122個(gè)處理組合,所有處理隨機(jī)排列。選取均勻飽滿、大小一致的各品種種子50粒,將其擺放入鋪有3層濾紙的
有蓋方形培養(yǎng)皿中,對(duì)照組和鹽處理組的濾紙分別用
蒸餾水和
NaCl(預(yù)試驗(yàn)篩選確定)溶液潤(rùn)濕。種子于光照培養(yǎng)箱(GXZ-380B)中進(jìn)行培養(yǎng),條件設(shè)置為
光照
黑暗
每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。每天觀察統(tǒng)計(jì)種子露白與成苗情況,并補(bǔ)充適量蒸餾水和
Cl溶液以保證濾紙濕潤(rùn)及鹽濃度相對(duì)恒定。
1.3 指標(biāo)測(cè)定
種子萌發(fā)判定標(biāo)準(zhǔn)為胚根突破種皮至少 而幼苗形態(tài)建成判定標(biāo)準(zhǔn)為沒有結(jié)構(gòu)缺陷的正常幼苗,每
統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)和成苗情況,直到10d結(jié)束[15]。每次重復(fù)的培養(yǎng)Ⅲ中隨機(jī)選取10株正常幼苗,用刻度尺測(cè)定苗長(zhǎng)(Shootlength,
和根長(zhǎng)(Rootlength,
;吸干幼苗表面水分后,用天平稱量幼苗苗鮮重(Seedlingfreshweight,
和根鮮重(Root freshweight,
。按公式計(jì)算種子發(fā)芽勢(shì)(Germination energy,GE)、發(fā)芽率(Germinationpercentage,GP)、成苗率(Seedlingpercentage,SP)、發(fā)芽指數(shù)(Germinationindex,GI)、種子活力指數(shù)(Vigor index,VI)和幼苗活力指數(shù)(Seedlingvigorindex,SVI)。
其中, 和
分別表示第4,10和 t d的萌發(fā)種子數(shù), N 表示供試種子總數(shù),
表示萌發(fā)天數(shù),
表示第
的正常幼苗數(shù)。
1.4 耐鹽性綜合評(píng)價(jià)
基于不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)特性各項(xiàng)指標(biāo),采用耐鹽系數(shù)(Salttolerancecoeffi-cient,STC)綜合耐鹽系數(shù)(Comprehensivesalttol-erance coeficient,CSTC)[16]、主成分分析[15]、隸屬函數(shù)分析[17]、耐鹽性綜合評(píng)價(jià)值 ( D 值)[18]和系統(tǒng)聚類分析[18的綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)供試61個(gè)品種種子萌發(fā)期的耐鹽性進(jìn)行比較。
利用鹽處理組與對(duì)照組的各單項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定值的平均值,計(jì)算得出不同品種紫花苜蓿的耐鹽系數(shù)和綜合耐鹽系數(shù)。
鹽處理組指標(biāo)測(cè)定值的平均值/對(duì)照組指標(biāo)測(cè)定值的平均值
對(duì)供試紫花首蓿品種的各單項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,并計(jì)算綜合指標(biāo)權(quán)重[19]。
式中, 表示第 i 個(gè)綜合指標(biāo)在所有綜合指標(biāo)中的權(quán)重,
表示經(jīng)主成分分析后所得各供試品種第 i 個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。
計(jì)算各供試紫花首蓿品種耐鹽性的綜合指標(biāo)值,采用隸屬函數(shù)分析法求得測(cè)定指標(biāo)的隸屬函數(shù)值。最后,計(jì)算耐鹽性綜合評(píng)價(jià) D 值,并根據(jù) D 值進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。
式中, 為第 i 個(gè)綜合指標(biāo)值,
為各單一指標(biāo)的特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量,
為各單一指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理值;
為某一測(cè)定指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù)值平均值,
為某一測(cè)定指標(biāo)平均值,
和
分別為測(cè)定指標(biāo)的最大值和最小值; D 值為各品種紫花首蓿經(jīng)鹽處理后由綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)所得的耐鹽性綜合評(píng)價(jià)值。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
用MicrosoftExcel2O21軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,SPSS25.0軟件進(jìn)行主成分分析、耐鹽性綜合評(píng)價(jià)D 值與聚類分析。結(jié)果中所有數(shù)值均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”( 表示,并用ANOVA對(duì)測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行方差分析。
2 結(jié)果與分析
2.1不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期各單項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)性分析
對(duì)照與鹽脅迫條件下紫花苜蓿種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)10個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)間均存在相關(guān)性(圖1)。對(duì)照條件下,除發(fā)芽勢(shì)與根長(zhǎng)呈顯著負(fù)相關(guān)外 ( P lt; 0.05),苗鮮重與根鮮重呈顯著正相關(guān) ,其他指標(biāo)間(發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率/發(fā)芽指數(shù)/成苗率、發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)/成苗率、發(fā)芽指數(shù)與成苗率、種子活力指數(shù)與苗鮮重/根鮮重、苗長(zhǎng)與幼苗活力指數(shù)、根長(zhǎng)與幼苗活力指數(shù))均呈極顯著正相關(guān)( P lt; 0.01)(圖1A)。
然而, IaCl脅迫條件下,除苗長(zhǎng)與根鮮重呈顯著負(fù)相關(guān)外
,其余指標(biāo)間多數(shù)呈極顯著正相關(guān)
,如發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、種子活力指數(shù)、成苗率、苗鮮重和幼苗活力指數(shù),發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)、種子活力指數(shù)、成苗率、幼苗活力指數(shù),發(fā)芽指數(shù)與種子活力指數(shù)、成苗率、苗鮮重和幼苗活力指數(shù),種子活力指數(shù)與成苗率、苗長(zhǎng)、苗鮮重、根長(zhǎng)、幼苗活力指數(shù),成苗率與苗長(zhǎng)、苗鮮重、根長(zhǎng)和幼苗活力指數(shù),苗長(zhǎng)與苗鮮重和幼苗活力指數(shù),苗鮮重與根長(zhǎng)和幼苗活力指數(shù),根長(zhǎng)與根鮮重和幼苗活力指數(shù)(圖1B)。各單項(xiàng)指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)差異較大,介于
之間,表明不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)各單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)不同,需利用多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)其耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
與對(duì)照組相比,鹽脅迫處理后各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)(發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、種子活力指數(shù)、成苗率、苗長(zhǎng)、苗鮮重、根長(zhǎng)、根鮮重、幼苗活力指數(shù))平均值均有所下降,且達(dá)到極顯著水平 。對(duì)照組紫花苜蓿的各測(cè)定指標(biāo)的變異系數(shù)范圍為 3 . 7 8 9 % ~ 8 7 . 9 1 4 % 而鹽脅迫下各測(cè)定指標(biāo)的變異系數(shù)范圍為11 . 4 1 5 % ~ 123 . 5 7 1 % ,表明不同指標(biāo)所受鹽脅迫的抑制程度存在較大差異。鹽脅迫下,紫花苜蓿的幼苗活力指數(shù)、根長(zhǎng)、種子活力指數(shù)、根鮮重、苗長(zhǎng)和發(fā)芽指數(shù)所受影響較大,平均值分別下降 90 . 4 6 0 % , 8 8 . 4 9 8 % 7 5 . 6 4 9 % 6 9 . 2 3 1 % 6 3 . 2 9 1 % 和 60 . 3 5 8 % ,而發(fā)芽率所受影響最小,平均值僅下降 9 . 6 4 3 % 。因此,不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)特性各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)鹽脅迫響應(yīng)存在較大差異(表2)。
2.2不同品種紫花首蓿種子萌發(fā)期各單項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)的耐鹽系數(shù)分析
根據(jù)鹽處理組與對(duì)照組的各單項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定值的平均值,計(jì)算得出不同品種紫花苜蓿的耐鹽系數(shù)和綜合耐鹽系數(shù)。結(jié)果表明,不同品種紫花苜蓿對(duì)鹽脅迫的耐受程度有所不同。其中,‘WL712'和‘中首3號(hào)'的綜合耐鹽系數(shù)較高,分別為0.616和0.602,表明 脅迫下‘WL712'和‘中苜3號(hào)'的耐受性較高。然而,“前衛(wèi)’和‘三級(jí)’的綜合耐鹽系數(shù)最低,均為0.320,表明
C1脅迫對(duì)‘前衛(wèi)'和‘三級(jí)’種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的影響最大(表3)。
2.3不同品種紫花首蓿種子萌發(fā)期各單項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)的主成分分析
對(duì)供試61個(gè)品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期的10個(gè)單項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)的絕對(duì)值進(jìn)行主成分分析,前三個(gè)綜合指標(biāo)(Comprehensiveindex,CI)的貢獻(xiàn)率分別為5 3 . 3 4 6 % , 1 8 . 3 1 7 % 和 1 3 . 8 9 5 % ,累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)8 5 . 5 5 7 % (表4)。因此,基于主成分分析結(jié)果,可將原來(lái)的10個(gè)單項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)轉(zhuǎn)換為三個(gè)新的相互獨(dú)立的綜合指標(biāo),且涵蓋了原來(lái)各單項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)的絕大部分信息。
2.4不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期耐鹽性 D 值與綜合評(píng)價(jià)
根據(jù)供試紫花首蓿品種各單項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定值及權(quán)重,計(jì)算各品種的綜合指標(biāo)值 、隸屬函數(shù)值
及 D 值,并根據(jù) D 值大小排序,以比較61個(gè)品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期的耐鹽性差異。其中,D 值越高,代表紫花苜蓿種子萌發(fā)期的耐鹽性越強(qiáng)。結(jié)果表明,對(duì)同一綜合指標(biāo)如
而言,經(jīng)
NaC1脅迫后,‘WL712’的
最大,為1.000,表明該品種在綜合指標(biāo)
上表現(xiàn)出的耐鹽性最強(qiáng),而‘三級(jí)’的
最小,為0.000,表明其在綜合指標(biāo)
上表現(xiàn)出的耐鹽性最弱。此外,根據(jù)三個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率,計(jì)算得到它們的權(quán)重分別為0.62,0.21和0.16。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步計(jì)算不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期耐鹽性綜合評(píng)價(jià) D 值并排序,其中,‘中首3號(hào)’的D 值最大,為0.836,而‘佰苜371(2065MF)和‘三級(jí)'的 D 值最小,均為0.281,表明鹽脅迫下‘中苜3號(hào)'耐鹽性最強(qiáng),而‘佰苜371(2065MF)'和‘三級(jí)’耐鹽性最弱(表5)。
2.5不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期耐鹽性系統(tǒng)聚類分析
基于 D 值,對(duì)供試61個(gè)品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期耐鹽性進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析,將耐鹽性劃分為六種類型,即超強(qiáng)耐鹽性、中強(qiáng)耐鹽性、低強(qiáng)耐鹽性、低弱耐鹽性、中弱耐鹽性和超弱耐鹽性(圖2)。其中,超強(qiáng)耐鹽性品種有3個(gè),分別為‘中首3號(hào)’‘WL712'和‘WL440HQ’;中強(qiáng)耐鹽性品種有7個(gè),分別為‘WL366HQ'‘巨能995'‘賽沃5'‘格萊特'‘游客 + ,‘超能'和‘WL525HQ’;低強(qiáng)耐鹽性品種有15個(gè),分別為‘WL298HQ'‘首豐'‘賽迪7號(hào)’‘Bara420YQ'‘天馬’‘Bara218TR'‘MT4015'‘賽沃7'‘阿羅拉’‘角斗士'‘英斯特'‘威龍’‘Bara3lOSC'‘WL354HQ'和‘賽迪10’;低弱耐鹽性品種有9個(gè),分別為‘阿爾岡金‘威斯頓'‘金皇后'‘科洛塞奧'‘Bara21OSC”‘北緯3O’‘東苜2號(hào)’‘一級(jí)'和‘Bara520YQ';中弱耐鹽性品種有24個(gè),分別為‘可汗’‘沃苜1號(hào)’‘普拉圖'維多利亞'‘巨能2'‘甘農(nóng)9號(hào)'‘巨能601'‘三得利'‘公農(nóng)1號(hào)\"中苜4號(hào)'‘燃力士\"前衛(wèi)'‘皇冠'斯貝德'‘隴東苜蓿'‘中苜1號(hào)'‘巨能401'‘巨能201'‘4030SR'‘SK3010'‘驚喜'‘巨能耐鹽'‘4020MF'和‘佰首201’;超弱耐鹽性品種有3個(gè),分別為‘中蘭2號(hào)三級(jí)'和‘佰苜371’。
依據(jù)各品種紫花首蓿種子萌發(fā)期耐鹽性綜合評(píng)價(jià) D 值,結(jié)合系統(tǒng)聚類分析將供試紫花苜蓿種子萌發(fā)期的耐鹽性等級(jí)劃分為6級(jí),分別為超強(qiáng)耐鹽性、中強(qiáng)耐鹽性、低強(qiáng)耐鹽性、低弱耐鹽性、中弱耐鹽性和超弱耐鹽性(表6)。
3討論
植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程可能遭受多種非生物脅迫的影響,其中鹽脅迫作為最嚴(yán)重的限制因子之一,廣泛存在且制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展[20]。鹽脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育影響較大,且對(duì)不同發(fā)育階段的影響程度存在較大差異。種子萌發(fā)是植物生活史中最敏感的時(shí)期,也是受鹽脅迫影響最為嚴(yán)重的階段[21-22]。鹽脅迫導(dǎo)致土壤溶液滲透勢(shì)降低,種子因吸水困難而難以萌發(fā),進(jìn)而使幼苗形態(tài)建成和成功出土受到抑制[23]。紫花苜蓿作為低耐鹽植物,可以通過(guò)降低鹽堿地土層含鹽量和提高鹽堿地土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到改良鹽堿地及增加作物產(chǎn)量的目的[。但高鹽環(huán)境仍然會(huì)限制其生長(zhǎng),尤其抑制種子萌發(fā)[8]。Al-knatib等[9研究也指出,紫花苜蓿生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,種子萌發(fā)期對(duì)鹽分的敏感程度高于其他時(shí)期。紫花苜蓿種子萌發(fā)期對(duì)鹽脅迫的敏感程度受自身遺傳背景以及外界環(huán)境條件共同影響[21-22],不同濃度鹽脅迫下其耐受程度也存在較大差異[10.24-27]。紫花苜蓿對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,采用不同測(cè)定指標(biāo)對(duì)其耐鹽性進(jìn)行評(píng)價(jià)往往得出不同結(jié)果[28]。因此,利用多項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)對(duì)不同品種紫花首蓿耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)將有效提高評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性與可靠性。本研究采用 C1脅迫處理以探究不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)狀況變化,并根據(jù)10個(gè)單項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)計(jì)算分析各品種紫花苜蓿的耐鹽系數(shù)及綜合耐鹽系數(shù),發(fā)現(xiàn)不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期對(duì)鹽脅迫條件的敏感程度表現(xiàn)出不同,且各單項(xiàng)指標(biāo)的鹽脅迫響應(yīng)也存在較大差異?;邴}脅迫下各指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果,發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、種子活力指數(shù)、成苗率、苗鮮重和幼苗活力指數(shù)均呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系(圖1B)。紫花苜蓿種子萌發(fā)對(duì)鹽脅迫具有一定耐受能力,且隨鹽濃度升高,發(fā)芽率呈先上升后下降趨勢(shì)[25,29]。楊紫貽等[26]研究發(fā)現(xiàn),紫花苜蓿種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)隨鹽濃度提高呈明顯下降趨勢(shì),低濃度鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用,而脅迫強(qiáng)度增加則會(huì)抑制種子萌發(fā)。在本研究所選用的61個(gè)紫花苜蓿品種中,除‘斯貝德’‘可汗’‘WL440HQ'及‘WL525HQ'外,其他品種的種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率在
NaC1脅迫下均下降,所有品種幼苗的苗長(zhǎng)與根長(zhǎng)也均下降,表明該濃度的鹽脅迫顯著抑制了紫花苜蓿種子的萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)。
植物的鹽脅迫響應(yīng)是一系列復(fù)雜的生理生化變化過(guò)程,由各種內(nèi)外因素共同作用[30]。在對(duì)植物耐鹽性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),既要選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo),又要選擇合適的評(píng)價(jià)方法[5]。李詩(shī)琴等[31]、宮文龍等[25]通過(guò)測(cè)定不同品種紫花苜蓿種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、苗長(zhǎng)等指標(biāo)對(duì)其耐鹽堿性進(jìn)行評(píng)價(jià)。陳小芳等[32在對(duì)不同品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期耐鹽性評(píng)價(jià)時(shí),還綜合了發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標(biāo)。此外,耐鹽半致死濃度[33]、平均發(fā)芽時(shí)間[34]、鹽害率[34]等指標(biāo)也被采用。同時(shí),評(píng)價(jià)方法的合理運(yùn)用也是影響紫花苜蓿耐鹽性評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。崔雪雯等2通過(guò)聚類分析、單因素分析及一元二次方程分析,對(duì)33個(gè)品種紫花苜蓿進(jìn)行耐鹽性分級(jí),并確定了理論鑒別濃度。李雪等5則采用相關(guān)分析、主成分分析、灰色關(guān)聯(lián)分析、隸屬函數(shù)、逐步回歸分析和聚類分析等多種方法對(duì)紫花首蓿種質(zhì)資源的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。目前,紫花苜蓿耐鹽性評(píng)價(jià)已被廣泛研究,然而不同學(xué)者采用的測(cè)定指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法也不盡相同?;谇叭搜芯繄?bào)道,本試驗(yàn)采用綜合耐鹽系數(shù)、主成分分析、隸屬函數(shù)分析、耐鹽性綜合評(píng)價(jià) D 值和系統(tǒng)聚類分析,全面系統(tǒng)地評(píng)價(jià)了61個(gè)品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期的耐鹽性差異,篩選出超強(qiáng)耐鹽性品種3個(gè)、中強(qiáng)耐鹽性品種7個(gè)、低強(qiáng)耐鹽性品種15個(gè)、低弱耐鹽性品種9個(gè)、中弱耐鹽性品種24個(gè)和超弱耐鹽性品種3個(gè)。其中,‘中苜3號(hào)'‘WL440HQ'和‘WL712'為超強(qiáng)耐鹽性品種,而‘中蘭2號(hào)’‘佰苜371'和‘三級(jí)’為超弱耐鹽性品種。本研究評(píng)價(jià)篩選出的紫花首蓿耐鹽性優(yōu)異種質(zhì)將為其栽培利用提供理論指導(dǎo),也為耐鹽相關(guān)候選基因挖掘、遺傳改良與分子育種提供基礎(chǔ)材料和理論依據(jù)。
4結(jié)論
在鹽脅迫條件下,所有供試品種紫花苜蓿的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、成苗率和幼苗活力指數(shù)等種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)狀況相關(guān)指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)。基于 D 值進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析,將61個(gè)品種紫花苜蓿種子萌發(fā)期的耐鹽性劃分為6個(gè)等級(jí),并篩選出超強(qiáng)耐鹽性品種為‘中首3號(hào)’‘WL44OHQ’和‘WL712',而超弱耐鹽性品種為‘中蘭2號(hào)’‘三級(jí)'和‘佰苜371’。
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(責(zé)任編輯閔芝智)