霍鵬，李士磊，李衛(wèi)華

（石河子大學農(nóng)學院／新疆兵團綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室，石河子832003）

土壤鹽漬化已成為一個世界性的資源和生態(tài)問題［1－3］，據(jù)統(tǒng)計全球約占20%的耕作土地及半數(shù)可灌溉土地已受到不同程度的鹽漬化影響，中國有鹽漬化和次生鹽漬化土地4．0×107hm2以上［4］，占全國耕地總面積的1／10，隨著人類活動的加劇，鹽漬化還在進一步惡化，嚴重地影響著糧食產(chǎn)量。小麥作為人類主要糧食作物之一，其耐鹽性是多基因控制的數(shù)量性狀，生長率與品種的耐鹽能力呈正相關(guān)［6］。鹽脅迫下，小麥在發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長、胚芽鞘長、苗高、根數(shù)、根鮮重、苗鮮重、根苗含水量以及苗的活力指數(shù)方面均有統(tǒng)計學意義，并隨著鹽濃度的增大而降低，達到一定濃度后，小麥則不能正常發(fā)芽［7－8］。對于大多數(shù)作物，種子萌發(fā)及早期幼苗階段對生長環(huán)境脅迫最為敏感［9－10］，此時的發(fā)育都是以胚的生長為基礎(chǔ)，而胚的生長則是種子內(nèi)部所有生理生化系統(tǒng)協(xié)調(diào)作用的結(jié)果［11］。但由于鹽環(huán)境的脅迫作用，小麥生長受到抑制，因此，對其耐鹽品種的選育及其耐鹽性研究，受到了越來越多的關(guān)注［5］。

小麥是我國的重要糧食作物之一，耐鹽小麥的種植有利于土壤的改良［12］．因此，耐鹽材料的篩選以及系統(tǒng)地研究鹽脅迫下小麥苗期各種指標的變化，對鑒定春小麥品種（系）的耐鹽性是非常必要且有意義。本研究選用來自不同國家和地區(qū)的116份春小麥品種（系），通過苗期鹽脅迫處理，了解苗期耐鹽性的差異，同時通過隸屬函數(shù)綜合值篩選出耐鹽性較好的品種（系），旨在為耐鹽小麥品種的選育提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1．1 材料

本研究選用了墨88－72、隴春4035、新春10號、格尼蘭等國內(nèi)外的116份春小麥材料（表1），材料由石河子大學麥類作物研究所提供。

1．2 方法

1．2．1 實驗設(shè)計

實驗采取紙上發(fā)芽的方式，發(fā)芽盒先用75%酒精處理，然后在盒底鋪上6層濾紙，加入20mL鹽溶液。選取50粒籽粒形態(tài)正常飽滿的種子，用1‰的升汞溶液消毒15min，用去離子水清洗3遍，然后均勻的排放于發(fā)芽盒中。每個材料設(shè)3個重復和1個對照，放置于20℃的組培室進行發(fā)芽試驗。由于水分蒸發(fā)會導致鹽分濃度增大，為了減小誤差，根據(jù)蒸發(fā)量，在4d時向發(fā)芽盒內(nèi)加入一定量的去離子水，以潤濕發(fā)芽紙無積水為宜。

對參試材料用0．15mol／L的Na2SO4溶液進行鹽處理。該鹽處理濃度是通過5個春小麥品種的多梯度預備試驗及顯著性比較篩選出的春小麥Na2SO4耐鹽閾值（數(shù)據(jù)略）。

1．2．2 測量指標

按照小麥種子發(fā)芽實驗標準［13］，在第4d測量發(fā)芽勢（%），第8d測量發(fā)芽率（%），并在第8d分別從每個發(fā)芽盒中隨機抽取10株幼苗，測量苗高（cm）、苗鮮重（g）、根數(shù)（個）、主根長度（cm）。

1．2．3 數(shù)據(jù)分析

采用文獻［14］中的方法計算小麥受脅迫下的相對耐鹽系數(shù)：

利用Excel分別計算各調(diào)查性狀的平均值（x）、標準差（s）和變異系數(shù)（CV）。根據(jù)各性狀平均值和依此計算遺傳多樣性指數(shù)（Shannon－Weaver）［15］：

式1中，pi為某性狀第i級別內(nèi)材料份數(shù)占總份數(shù)的百分比，ln為自然對數(shù)。

通過Excel對各性狀進行隸屬函數(shù)度的計算，并計算出隸屬函度綜合值；采用SPSS分析程序進行 Nearest neighbor（最短距離法）、Squared Euclidean distance（歐氏距離平方）聚類分析。

隸屬函數(shù)度計算公式［16］：

式2中，X為作物各品種的某一指標測定值，Xmax為所試品種中某一指標測定值的最大值，Xmin為該指標中最小值。

耐鹽隸屬函數(shù)綜合值計算：通過各指標的相對耐鹽系數(shù)計算出苗期各指標的隸屬函數(shù)度，并計算它們的和，即為隸屬函數(shù)綜合值。

2 結(jié)果與分析

2．1 鹽脅迫下苗期性狀的多樣性分析

在0．15mol／L的Na2SO4鹽脅迫處理下，供試材料的6個苗期性狀差異較大（表2）。發(fā)芽勢的最大值為28．6%，最小值為0．0%，變異系數(shù)高達166%（較對照在該性狀上變異系數(shù)增大了154%）；苗鮮重和發(fā)芽率變異系數(shù)也較對照高，分別為41%和40%；鹽脅迫處理下變異系數(shù)最小的是根數(shù)，其變異系數(shù)僅為16%。由此可以看，出供試材料在鹽脅迫條件下的性狀變異范圍較大，各性狀對照中的變異系數(shù)明顯低于鹽脅迫下的變異系數(shù)，可見鹽脅迫下各供試品種的耐鹽性存在很大的差異。同時也發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽勢、苗鮮重和發(fā)芽率對鹽脅迫表現(xiàn)較為敏感，而根數(shù)對鹽脅迫表現(xiàn)最不敏感。

根據(jù)各材料耐鹽性狀多樣性分析的結(jié)果（表2）可見，各性狀的多樣性指數(shù)變化范圍為1．42～2．06，平均值為1．74。這表明鹽脅迫處理下參試品種（系）間各苗期性狀差異明顯，變異范圍大，具有較豐富的多樣性。多樣性指數(shù)最高的是發(fā)芽率，為2．06；其次根長和苗鮮重的多樣性指數(shù)，為2．05；而根數(shù)的多樣性指數(shù)最低，為1．65。

2．2 參試品種（系）隸屬函數(shù)綜合值分析

小麥苗期耐鹽性是一個受多因素綜合影響的復雜數(shù)量性狀，不同指標對鹽脅迫的反應不盡相同，單一指標的研究很難真實的反應材料的耐鹽性。隸屬函數(shù)綜合值能直觀的反映出小麥品種（系）的耐鹽性，隸屬函數(shù)綜合值越大，相對耐鹽性越強。

由表3可見，不同材料間的耐鹽性差異較大。在0．15mol／L的Na2SO4鹽脅迫處理下，隸屬函數(shù)綜合值最大為10鑒2，其隸屬函數(shù)綜合值為4．49，其次隴春24、line NO．8和LY3的隸屬函數(shù)綜合值也較高，分別為4．43、4．37和4．31。隸屬函數(shù)綜合值最小的是臨優(yōu)2號，其隸屬函數(shù)綜合值為0．59，另外13247－8、6－45和新春6號的隸屬函數(shù)綜合值也較小，分別為0．61、0．74和0．81。由此可見，在鹽脅迫下苗期耐鹽性表現(xiàn)相對較好的是10鑒2、隴春24號、Crystal和LY3，而臨優(yōu)2號、13247－8、6－45和新春6號的苗期耐鹽性相對較差。隸屬函數(shù)值差異也反映小麥品種間耐鹽性的多樣性。

2．3 參試品種（系）苗期耐鹽性聚類分析

基于苗期性狀耐鹽隸屬函數(shù)綜合值，利用最短距離法對供試材料進行聚類分析，以歐氏距離10時將參試材料分為3個類群（圖1）。

第1類群來源廣泛，共99份材料，主要來源于新疆、墨西哥、北京、內(nèi)蒙古、甘肅，代表性材料有新春17號，M182，中2、隴春4035、甘春11號等。這類材料的隸屬函數(shù)綜合值在1．3到3．5之間，這99份材料均表現(xiàn)為根數(shù)相對耐鹽系數(shù)較高，發(fā)芽率相對耐鹽系數(shù)處于中等水平，其他各項指標參差不齊，表現(xiàn)為中等耐鹽性。

第2類群由北京、新疆、山西的10份材料組成，這類材料除了13481－5和13119－4隸屬函數(shù)綜合值大于1以外，剩下的隸屬函數(shù)綜合值均小于1，其中隸屬函數(shù)綜合值最小的臨優(yōu)2號僅為0．59。這10個品種所有的指標都處在較低的水平，尤其發(fā)芽勢的相對耐鹽系數(shù)基本都是0，說明鹽脅迫下這些材料的萌發(fā)受到了嚴重抑制，表現(xiàn)出較差的耐鹽性。

第3類群由新疆、陜西、加拿大、天津、遼寧的7份材料組成，這類材料隸屬函數(shù)綜合值為4．0～4．5，通過對這7個品種的整體分析發(fā)現(xiàn)，這7個品種（系）的根數(shù)相對耐鹽系數(shù)和苗鮮重耐鹽系數(shù)都較高，其他各項指標也處于一個較高的水平，說明在鹽脅迫下這些品種苗期的根系和苗的生長受到的抑制較小，表現(xiàn)出較好的耐鹽性。

3 討論

植物的耐鹽性狀是由多基因控制的數(shù)量性狀，不同的發(fā)育時期的耐鹽性也存在差異。苗期耐鹽性及其機制是耐鹽性早期鑒定及耐鹽個體與品種早期選擇的基礎(chǔ)［17－18］，小麥種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗苗長等指標可以反映種子的發(fā)芽速度、發(fā)芽整齊度和幼苗健壯的趨勢，反映不同小麥品種種子苗期耐鹽性的強弱［19－21］。通過對春小麥苗期各個指標的測定，可以對已有春小麥品系耐鹽性進行有效的鑒定，從而加快耐鹽性小麥的選育。

通過研究發(fā)現(xiàn)鹽脅迫對小麥苗期的各項指標都有影響，但是不同品種影響的程度也不同。通過對116份小麥材料的苗期耐鹽性分析，結(jié)果表明小麥苗期耐鹽性存在著較為豐富的變異。其中變異系數(shù)最大的是發(fā)芽勢，其次是苗鮮重，最小的是根數(shù)，同時實驗表明，鹽脅迫下，春小麥發(fā)芽勢影響最為敏感，其次為苗鮮重，根數(shù)鹽脅迫反應最為遲鈍。同時通過各個春小麥材料苗期各項指標的測定，可以對這些材料的苗期耐鹽性做出初步了解，從而為耐鹽小麥的品種的篩選提供依據(jù)，為開展耐鹽小麥育種奠定了理論基礎(chǔ)。

通過對各實驗材料進行苗期耐鹽性聚類分析，將各春小麥材料有效的聚成耐鹽性較好，中等和較差3類，各類分別材料數(shù)量分別為7、99、10，分別占參試品種比例6．0%、85．3%和8．7%，結(jié)果表明，實驗材料中，耐鹽性較好的材料資源貧乏，大多材料的耐鹽性中等，因此，耐鹽性春小麥的選育具有極其重要的意義，同時，可為春小麥育種親本的選擇提供有效的理論參考。

4 結(jié)論

通過對不同春小麥材料的苗期耐鹽性指數(shù)計算，結(jié)果表明小麥苗期的耐鹽性多樣性較為豐富。通過聚類將參試材料苗期耐鹽性劃分為3類，其中耐鹽性好的有7個品種（系），耐鹽性中等的有99個品種（系），耐鹽性差的有10個品種（系）。耐鹽性較好的有10鑒2、隴春24號、Crystal、LY3、S09原繁－2、航麥96和05引觀256，這些材料可以在耐鹽春小麥新品種選育過程中作為親本加以利用。

［1］王忠．植物生理學［M］．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：475．

［2］李建疆，梁曉東，金平．新疆主要春小麥品種耐鹽性鑒定［J］．新疆農(nóng)業(yè)科學，2007，44（S1）：78－80．

［3］Gunes A，Alpaslan M．Salt tolerance of wheat cultivars［J］．Turkiish Journal of Agriculture ＆Forestry，1997，21（2）：165－169．

［4］趙可夫，李法曾．中國鹽生植物［M］．北京：科學出版社，1999：1．

［5］羅延彬，任崴，王寶軍，等．新疆耐鹽冬小麥區(qū)域比較研究［J］．干旱區(qū)資源與環(huán)境，2004，18（2）：147－150．

［6］Mass E V．Salt sensitivity of wheat at various growth stage［J］．Irri Sci，1989（10）：29－40．

［7］楊洪兵，邱念偉，陳敏，等．小麥耐鹽機理及培育耐鹽品種研究進展［J］．山東師大學報：自然科學版，2001，16（1）：79－82．

［8］米海莉，許興，馬雅琴，等．小麥品種耐鹽性的研究［J］．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2003，21（1）：134－138．

［9］楊淑萍，危常州，梁永超．海島棉不同基因型幼苗對鹽脅迫的生理響應［J］．石河子大學學報：自然科學版，2010，28（6）：668－673．

［10］馬麗，侯振安，梁永超，等．NaCl脅迫對棉花幼苗生理特性的影響［J］．石河子大學學報：自然科學版，2008，26（2）：180－184．

［11］丁順華，邱念偉，楊洪冰．小麥耐鹽性生理指標的選擇［J］．植物生理學通訊，2001，37（2）：98－102．

［12］羅廷彬，李彥，任崴，等．新疆鹽堿地種植耐鹽小麥土壤鹽分的變化［J］．干旱區(qū)資源與環(huán)境，2004，18（8），107－113．

［13］李玲．植物生理學模塊實驗指導［M］．北京：科學出版社，2009．

［14］莊巧生，杜振華．中國小麥育種進展［M］．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1996：287－293．

［15］董玉琛，曹永生，張學勇，等．中國普通小麥初選核心種質(zhì)的產(chǎn)生［J］．植物遺傳資源學報，2003（4）：1－8．

［16］龔明．作物抗性鑒定方法與指標及其綜合評價［J］．云南農(nóng)業(yè)大學學報，1989，4（1）：73．

［17］余叔文，湯章城．植物生理與分子生物學［M］．2版．北京．科學出版社，1999：752－769．

［18］Levitt J．Response of plants to environmental stress［M］．New York：Academic Press，1980：300－590．

［19］肖媛．不同小麥品種種子萌發(fā)期耐鹽性的研究［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學，2006，34（22）：5786－5787．

［20］Kumer A，Bahadur B，Sharma B K．Influence of salts on the germination and seeding growth ofHordeumvulgareL［J］．Annals Arid Zone，1988，27：65－66．

［21］Sharma S S，Yamdagni R．Salt tolerance studies in winter garden annuals I．Effects of salinity on seed germination and survival of the seedings［J］．Res Dev Rep，1989（6）：107－111．