彭金光 ,孫玉宏 ,周謨兵 ,李愛成 ,李煜華 ,施先鋒 ,胡咬奇
(1.武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,湖北武漢,430051;2.武漢市漢南農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)辦公室)
鹽脅迫是限制植物生長和產(chǎn)量的主要環(huán)境脅迫因子[1]。全世界鹽漬土地約10億hm2,約占陸地總面積的10%,我國約有鹽漬土地2 600萬hm2[2]。近年來,國內(nèi)設(shè)施園藝快速發(fā)展,但由于栽培設(shè)施的封閉性特點(diǎn)和肥水管理不當(dāng)?shù)仍?,使設(shè)施內(nèi)土壤鹽分積聚,導(dǎo)致土壤鹽漬化[3],嚴(yán)重影響了栽培設(shè)施的利用效率,制約著設(shè)施栽培的可持續(xù)高效發(fā)展。
嫁接可以提高蔬菜的抗逆性,但對(duì)蔬菜嫁接的研究多集中在提高蔬菜的抗病性上,而在嫁接提高蔬菜的耐鹽性上則研究甚少[4~5]。因此如能篩選出耐鹽能力強(qiáng)的西瓜砧木品種,可能是提高西瓜耐鹽性的有效途徑。作物對(duì)鹽分最敏感的時(shí)期是種子萌發(fā)期和幼苗期,因此本研究通過對(duì)13個(gè)可與西瓜嫁接的砧木幼苗期的鹽害指數(shù)進(jìn)行分析,旨在比較不同西瓜砧木耐鹽性的差異,以期為進(jìn)一步深入研究西瓜耐鹽性提供理論依據(jù)。
供試嫁接砧木品種13個(gè),編號(hào)為N1~N13,均來源于武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所與武漢維爾福種苗有限公司多年收集的南瓜砧木品種。
試驗(yàn)于2009年4~5月在武漢維爾福種苗有限公司育苗車間進(jìn)行,浸種催芽后播于裝有泥炭∶珍珠巖為3∶1的50孔穴盤中育苗,待幼苗長至1葉1心時(shí)分別用 50,100,150 和 200 mmol/L 的 NaCl(分析純)處理,用量為噴壺澆透穴盤基質(zhì)為止,注意噴施均勻。每處理50株,重復(fù)3次。7 d后按鹽害級(jí)別進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì),并計(jì)算耐鹽指數(shù),采用聚類分析進(jìn)行耐鹽力分類。鹽害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和鹽害指數(shù)的計(jì)算參照張?jiān)破鸬萚6]的方法。
采用Excel軟件進(jìn)行平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)等數(shù)據(jù)處理,采用SAS8.0軟件的最短距離法進(jìn)行聚類分析。
由表1可知,50 mmo1/L NaCl脅迫處理下,各砧木品種的鹽害指數(shù)差異較大,N2、N7、N13的鹽害指數(shù)超過了10.0,表明50 mmol/L NaCl脅迫對(duì)其造成較大傷害,而其他品種的鹽害指數(shù)均不到8.0,最低的是N4和N9,鹽害指數(shù)為0,說明50 mmol/L NaCl脅迫對(duì)其沒有影響,不同砧木之間差異較大,變異系數(shù)69.87%。
100 mmol/L NaCl脅迫下,所有砧木的鹽害指數(shù)增大,表明脅迫加重。N2、N7、N11、N12、N13 的超過了 15.0, 但 N3、N4、N9、N10的鹽害指數(shù)不超過10.0,各品種間差異較大,變異系數(shù)達(dá)38.34%。
圖1 NaCl脅迫下13個(gè)嫁接砧木以鹽害指數(shù)為指標(biāo)的聚類分析
150 mmol/L NaCl脅迫下,各砧木的鹽害指數(shù)繼續(xù)增大,除N9外,所有品種的鹽害指數(shù)均大于15,各品種間的差異仍較大,變異系數(shù)達(dá)到34.26%,其中N7的鹽害指數(shù)最大,為43.75,說明其受鹽為最大,對(duì)鹽害較敏感。
200 mmol/L NaCl脅迫下,各砧木品種相對(duì)應(yīng)的鹽害指數(shù)均大于前三者的鹽害指數(shù),變異系數(shù)為34.66%。其中N9的鹽害指數(shù)最小,為14.35,其余各砧木品種的鹽害指數(shù)均大于20,說明各砧木品種受鹽害程度較前3個(gè)濃度處理的均有所增大。
采用SAS 8.0軟件的最短距離法,以4個(gè)濃度NaCl脅迫的鹽害指數(shù)為指標(biāo)對(duì)各砧木品種進(jìn)行聚類分析,當(dāng)閾值為11.39時(shí),可將其分為2大類(圖1)。其中,7號(hào)為耐鹽力弱的品種,其他為耐鹽力強(qiáng)的品種。在耐鹽力強(qiáng)的品種中,當(dāng)閾值為7.59時(shí),可分為 3 個(gè)亞類,其中,N1、N8、N2、N4、N10和 N6耐鹽力很強(qiáng),N3耐鹽力強(qiáng),其他品種耐鹽力較強(qiáng)。
試驗(yàn)結(jié)果表明,在不同濃度的NaCl脅迫下,各南瓜砧木間的變異系數(shù)都較大,因此,不能單純以某一種濃度處理的鹽害指數(shù)進(jìn)行聚類分析,而應(yīng)以試驗(yàn)采取的4種濃度的鹽害指數(shù)為指標(biāo)進(jìn)行多元聚類客觀反映不同砧木幼苗期的耐鹽力差異,與前人在黃瓜砧木上的研究結(jié)果一致[5]。本試驗(yàn)中嫁接砧木種類有南瓜的不同品種,從試驗(yàn)結(jié)果來看,不同基因型嫁接砧木的耐鹽性具有較大差異,具體可分為2大類,其中,N7號(hào)為耐鹽力弱的品種,其他為耐鹽力強(qiáng)的品種。耐鹽力強(qiáng)的砧木品種可分為3個(gè)亞類,N1、N8、N2、N4、N10 和 N6 為耐鹽力很強(qiáng),N3為耐鹽力強(qiáng),其他5個(gè)品種耐鹽力較強(qiáng)。
[1]Allakhverdiev S I,Sakamoto A,Nishiyama Y,et al.Ionic and osmotic effects of NaClinduced inactivation of photosystemsⅠand ⅡinSynechococcussp.[J].Plant Physiol,2000,123:1 047-1 056.
[2]邵桂花,常汝鎮(zhèn),陳一舞.大豆耐鹽性研究進(jìn)展[J].大豆科學(xué),1993,12(3):244-248.
[3]寧運(yùn)旺,張永春.設(shè)施土壤次生鹽漬化的發(fā)生與防治[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2001(4):49-50.
[4]徐敬華,黃丹楓,支月娥.PAL活性與嫁接西瓜枯萎病抗性傳遞的相關(guān)性 [J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào):農(nóng)業(yè)科學(xué)版,2004,22(1):12-16.
[5]朱進(jìn),別之龍 ,李婭娜.黃瓜種子萌芽期及嫁接砧木幼苗期耐鹽力評(píng)價(jià)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,39(4):772-778.
[6]張?jiān)破穑瑒⑹犁?,楊風(fēng)娟,等.耐鹽西瓜砧木篩選及其耐鹽機(jī)理的研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2003,12(4):105-108.