周 丹，尚建立，王吉明，李 娜，馬雙武

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所 鄭州 450009）

近年來(lái)，土壤鹽漬化已成為制約農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的一大因素。我國(guó)鹽漬化土地面積大、分布廣、類(lèi)型多，總面積約占國(guó)土面積的1.03%[1]。由于灌溉水水質(zhì)差、排水不當(dāng)?shù)热藶橐蛩卦斐傻耐寥利}漬化使得可用耕地面積進(jìn)一步減少。因此，對(duì)于耐鹽農(nóng)作物的需求也日益加劇。甜瓜（Cucumis meloL.）是最早被報(bào)道具有一定耐鹽性的植物之一[2]，已有大量科研工作者對(duì)鹽脅迫下甜瓜種子萌發(fā)期、苗期、果實(shí)發(fā)育期等[3-7]不同時(shí)期的生長(zhǎng)變化進(jìn)行了研究，但目前沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)甜瓜資源進(jìn)行耐鹽篩選研究，因此還沒(méi)有適合大面積推廣的耐鹽甜瓜品種。我國(guó)甜瓜種質(zhì)資源豐富，其中不乏優(yōu)異的抗性種質(zhì)[8]，但是由于缺乏高效的耐鹽篩選方法，無(wú)法大規(guī)模對(duì)資源進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)并篩選抗源，一些潛在的優(yōu)異抗性種質(zhì)無(wú)法得到合理地利用。因此，建立合適高效的耐鹽篩選方法以篩選高抗品種具有重要意義。

筆者選用了20 個(gè)不同的甜瓜種質(zhì)進(jìn)行了萌發(fā)試驗(yàn)，探究了不同質(zhì)量濃度NaCl 處理對(duì)甜瓜萌發(fā)的影響，以期確定甜瓜萌發(fā)期耐鹽性鑒定和篩選的最佳質(zhì)量濃度，為甜瓜種質(zhì)資源耐鹽性篩選提供方法參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

20 份不同甜瓜材料均來(lái)自國(guó)家西瓜甜瓜中期庫(kù)，材料編號(hào)為S01～S20，所用甜瓜種質(zhì)資源是從中期庫(kù)可用資源中隨機(jī)選擇，各種質(zhì)的名稱(chēng)、類(lèi)型及來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)所用種質(zhì)資源名稱(chēng)及類(lèi)型

1.2 方法

試驗(yàn)于2019 年9 月在西甜瓜中期庫(kù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)施，于2020 年3 月進(jìn)行了重復(fù)試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)置了5 個(gè)不同質(zhì)量濃度梯度的NaCl 溶液處理組A 組、B 組、C 組、D 組、E 組，各組NaCl 溶液質(zhì)量濃度依次為0、8、12、16、20 g·L-1。將20 份甜瓜種子各取20 粒裝網(wǎng)袋，用不同質(zhì)量濃度的NaCl 溶液于室溫浸種過(guò)夜（約16 h），使用相應(yīng)質(zhì)量濃度的NaCl 溶液浸濕過(guò)的紗布包好，再用保鮮膜覆蓋保濕，放入恒溫箱中，33 ℃催芽，24 h 后開(kāi)始測(cè)定種子萌發(fā)相關(guān)指標(biāo)，根長(zhǎng)突破種殼1 mm 即判定為已萌發(fā)。同時(shí)在種子發(fā)芽統(tǒng)計(jì)的前3 d，每天從每份試驗(yàn)樣品中選取3 顆種子，用直尺測(cè)量種子根長(zhǎng)，樣品當(dāng)天的萌發(fā)根長(zhǎng)取3 顆種子根長(zhǎng)的平均值。

記錄不同質(zhì)量濃度NaCl 脅迫下不同甜瓜種子的發(fā)芽數(shù)和根長(zhǎng)，計(jì)算種子的當(dāng)天發(fā)芽比率、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

發(fā)芽勢(shì)/%=（第4 天發(fā)芽種子數(shù)/試驗(yàn)種子總數(shù)）×100；

發(fā)芽率/%=（種子達(dá)到完全發(fā)芽時(shí)發(fā)芽種子數(shù)/試驗(yàn)種子總數(shù)）×100；

發(fā)芽指數(shù)=∑（Gt/Dt）；Gt 指不同發(fā)芽時(shí)間時(shí)的發(fā)芽總數(shù)，Dt 指不同發(fā)芽時(shí)間。發(fā)芽指數(shù)的大小直接體現(xiàn)了種子的活力大小。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007 和SPSS 19.0 進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同NaCl處理下甜瓜種子的萌發(fā)動(dòng)態(tài)

試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)了甜瓜種子0～7 d 的當(dāng)天發(fā)芽比率，并用表2 展示了不同質(zhì)量濃度NaCl 處理下不同甜瓜種子的發(fā)芽勢(shì)。對(duì)照組中，甜瓜種子均在1 d 內(nèi)啟動(dòng)萌發(fā)，且所有種子發(fā)芽勢(shì)均能夠達(dá)到80%以上，表明本試驗(yàn)所用甜瓜種子萌發(fā)活力良好。處理組B（8 g·L-1）中，1/3 的種子第2 天才開(kāi)始萌發(fā)，但大部分材料發(fā)芽勢(shì)都在60%以上，部分材料發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照相比差異極顯著，如S06、S08、S09、S11、S14、S15、S19、S20。NaCl 質(zhì)量濃度達(dá)到12 g·L-1（C 組）時(shí)，不同材料發(fā)芽勢(shì)開(kāi)始出現(xiàn)明顯差異。只有約1/3 的材料在第1 天開(kāi)始萌發(fā)，約1/3 的材料分別在第2 天、第3 天、第4 天才開(kāi)始萌發(fā)，還有約1/3 的材料一直都未萌發(fā)。S02、S07、S17 發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照沒(méi)有顯著差異，S01、S04、S16 與對(duì)照差異顯著，其余材料均與對(duì)照有極顯著差異，其中S08、S12、S14、S15、S19、S20發(fā)芽勢(shì)為0。當(dāng)NaCl 質(zhì)量濃度達(dá)到16 g·L-1（D 組）時(shí)，所有甜瓜的發(fā)芽勢(shì)均有極顯著降低且都在2 d 后開(kāi)始陸續(xù)萌發(fā)。其中發(fā)芽勢(shì)最高為80%（S07），幾乎一半的材料發(fā)芽勢(shì)為0。E 組（20 g·L-1）中，90%的材料發(fā)芽勢(shì)為0，僅S01、S02 有少量種子萌發(fā)。

整體看來(lái)，NaCl 處理對(duì)甜瓜種子萌發(fā)的影響隨著質(zhì)量濃度的增加而逐漸加強(qiáng)。隨著處理質(zhì)量濃度的增加，甜瓜種子萌發(fā)不斷延遲，且發(fā)芽勢(shì)呈不斷降低的趨勢(shì)。不同處理下甜瓜的發(fā)芽種子比率均在第4 天左右達(dá)到最大值（即發(fā)芽勢(shì)），而后基本不變。20 份甜瓜種質(zhì)種子的發(fā)芽勢(shì)在12 g·L-1處理時(shí)區(qū)別最為明顯，16 g·L-1處理中極少數(shù)耐鹽種質(zhì)可與其余材料明顯區(qū)別開(kāi)來(lái)。

2.2 不同NaCl處理下20份不同甜瓜種質(zhì)的發(fā)芽率

發(fā)芽率數(shù)據(jù)顯示，隨著NaCl 質(zhì)量濃度的升高，部分種質(zhì)的發(fā)芽率呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)（表3）。其中S01、S03、S10、S16 的發(fā)芽率都在8 g·L-1時(shí)達(dá)到最高，而后隨著NaCl 質(zhì)量濃度的升高而顯著降低，而S02 則在12 g·L-1時(shí)發(fā)芽率達(dá)到

表2 20 份甜瓜的發(fā)芽勢(shì)

表3 20 份甜瓜的發(fā)芽率

最高。此外，S07、S12、S18 在NaCl 質(zhì)量濃度為8 g·L-1時(shí)的發(fā)芽率與對(duì)照一致，隨著質(zhì)量濃度明治繼續(xù)上升發(fā)芽率開(kāi)始下降。表明NaCl 質(zhì)量濃度在8 g·L-1和12 g·L-1時(shí)，對(duì)部分甜瓜種子發(fā)芽具有促進(jìn)作用。在C 組（NaCl 質(zhì)量濃度為12 g·L-1）中，20份甜瓜資源的發(fā)芽率出現(xiàn)明顯差異，此時(shí)有發(fā)芽率仍與對(duì)照組一致的，如S07；有發(fā)芽率下降了50%左右的，如S10；而S08、S12、S14、S15、S19、S20 這6 份種質(zhì)對(duì)高質(zhì)量濃度鹽處理比較敏感，發(fā)芽率均為0。NaCl 質(zhì)量濃度為16 g·L-1時(shí)，一半以上的材料種子發(fā)芽率為0，且僅S02 和S07 的發(fā)芽率維持在50%以上。當(dāng)NaCl 質(zhì)量濃度上升至20 g·L-1時(shí)，只有2 份種子（S02、S07）萌發(fā)，但發(fā)芽率都在20%以下，說(shuō)明此時(shí)鹽質(zhì)量濃度過(guò)高，已經(jīng)嚴(yán)重危害了種子的正常生理活動(dòng)。

不同NaCl 處理下20 份不同種質(zhì)甜瓜的發(fā)芽率數(shù)據(jù)表明，S02、S07 具有較好的耐鹽性，S14、S19對(duì)鹽處理比較敏感，耐鹽性相對(duì)較差。

2.3 不同NaCl處理下20份不同甜瓜種質(zhì)的發(fā)芽指數(shù)

為了研究不同質(zhì)量濃度NaCl 處理對(duì)甜瓜種子活力的抑制程度，試驗(yàn)對(duì)比了不同處理下甜瓜種子發(fā)芽指數(shù)（表4），該指數(shù)值越高，表明種子活力越高。S01、S02、S04、S07、S17 在B、C、D 組處理下的發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照組相比差距不大，表明它們?cè)谶@3個(gè)處理中種子活力受抑制程度不大。而S03、S10、S16 雖然在B 組處理中發(fā)芽率更高，但發(fā)芽指數(shù)相較對(duì)照組都有了不同程度的降低，說(shuō)明8 g·L-1的NaCl 處理雖然對(duì)這3 份種質(zhì)的種子發(fā)芽率具有促進(jìn)作用，但種子活力仍然受到抑制。其余各甜瓜種質(zhì)的發(fā)芽指數(shù)均隨著處理質(zhì)量濃度的增加而減小，表明對(duì)大部分甜瓜種質(zhì)而言，種子活力受抑制的程度都隨著NaCl 處理質(zhì)量濃度的增加而增加。S08、S11、S14、S15、S19、S20 這幾份種質(zhì)的發(fā)芽指數(shù)在8 g·L-1NaCl 處理下與對(duì)照相比顯著降低，且都在處理濃度達(dá)到16 g·L-1時(shí)種子發(fā)芽指數(shù)降為0，種子完全失活。表明這幾份種質(zhì)材料對(duì)鹽處理非常敏感，耐鹽性均較差。

表4 20 份甜瓜的發(fā)芽指數(shù)

2.4 不同NaCl處理對(duì)甜瓜種子萌發(fā)期根長(zhǎng)的影響

為了進(jìn)一步探究不同質(zhì)量濃度的NaCl 對(duì)甜瓜種子萌發(fā)的影響，試驗(yàn)測(cè)量了不同種質(zhì)甜瓜萌發(fā)前3 天的根長(zhǎng)。表5～7 展示了不同質(zhì)量濃度NaCl 處理下甜瓜種子的萌發(fā)根長(zhǎng)。在正常條件下，甜瓜種子萌發(fā)第1 天根長(zhǎng)都在1 cm 左右，而后逐天增長(zhǎng)，第2 天可伸長(zhǎng)至5 cm 左右，第3 天時(shí)，根長(zhǎng)最長(zhǎng)能達(dá)到16 cm，最短也在8 cm 左右。3 d 的根長(zhǎng)比較均顯示，鹽處理下根的生長(zhǎng)受到了抑制，受抑制的程度隨著鹽質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。

表5 20 份甜瓜第1 天平均萌發(fā)根長(zhǎng)

表6 20 份甜瓜第2 天平均萌發(fā)根長(zhǎng)

B 組中，S01、S02 的根長(zhǎng)在第1 天即表現(xiàn)出較好的長(zhǎng)勢(shì)，根長(zhǎng)均與對(duì)照差異不顯著，且在后續(xù)觀察中也表現(xiàn)出明顯的持續(xù)性增長(zhǎng)。觀察第3 天根長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)，鹽處理質(zhì)量濃度為8 g·L-1時(shí)，甜瓜種子根長(zhǎng)均達(dá)到2 cm 以上。鹽處理質(zhì)量濃度達(dá)到12 g·L-1時(shí)，不同種質(zhì)根長(zhǎng)受抑制程度出現(xiàn)明顯分化，一半的種質(zhì)根長(zhǎng)始終在2 cm 以下。當(dāng)鹽處理質(zhì)量濃度增加至16 g·L-1時(shí)，大部分種質(zhì)根長(zhǎng)一直為0，只有少數(shù)，如S01、S02、S03、S07 等根長(zhǎng)保持持續(xù)逐天增長(zhǎng)。20 g·L-1的鹽質(zhì)量濃度處理下僅2 份種質(zhì)（S02、S07）根長(zhǎng)在每天增長(zhǎng)，但長(zhǎng)勢(shì)緩慢，且到第3天根長(zhǎng)都在2 cm 以下。綜合3 天的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，S08、S14、S15、S20 均表現(xiàn)出較強(qiáng)的鹽敏感性，他們的根長(zhǎng)在低鹽質(zhì)量濃度處理時(shí)與對(duì)照相比差異明顯，在后續(xù)培養(yǎng)中根長(zhǎng)增長(zhǎng)緩慢，這種根長(zhǎng)生長(zhǎng)被抑制的程度也隨著NaCl 處理質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。

綜上所述，甜瓜種子萌發(fā)根長(zhǎng)從第一天開(kāi)始即隨著NaCl 處理質(zhì)量濃度的增加而降低。第3 天時(shí)，不同質(zhì)量濃度下的甜瓜種子根長(zhǎng)差異最大，12 g·L-1鹽脅迫下不同種質(zhì)種子根長(zhǎng)差異最大。20份種質(zhì)中，S01、S02、S07 的根長(zhǎng)生長(zhǎng)受抑制程度相對(duì)較小，為相對(duì)耐鹽材料；S08、S14、S15、S20 對(duì)鹽處理較為敏感。

3 討論與結(jié)論

近年來(lái)，農(nóng)作物耐鹽篩選在大豆、高粱、甜菜、西瓜中都有研究報(bào)道[9-12]，但使用的耐鹽評(píng)價(jià)方法多較為復(fù)雜，通常是將萌發(fā)期的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)或胚根長(zhǎng)等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。針對(duì)甜瓜的耐鹽性也有不少科研工作者進(jìn)行了探究。2010 年朱春燕等[13]研究發(fā)現(xiàn)，甜瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)對(duì)種子萌發(fā)期耐鹽性貢獻(xiàn)率較大。2013 年趙九洲等[14]認(rèn)為發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、平均發(fā)芽速度、活力指數(shù)、胚根長(zhǎng)等與甜瓜萌發(fā)期耐鹽堿性的相關(guān)關(guān)系顯著，可作為萌發(fā)期甜瓜耐堿性篩選的主要鑒定指標(biāo)。本試驗(yàn)選擇了種子萌發(fā)期的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及胚根長(zhǎng)作為分析指標(biāo)。

萌發(fā)動(dòng)態(tài)變化顯示，在鹽脅迫下，大部分甜瓜種子發(fā)芽比率在第4 天即達(dá)到最大值，第4 天后，甜瓜種子發(fā)芽比率基本不變。因此筆者認(rèn)為，在進(jìn)行大量資源耐鹽性評(píng)價(jià)篩選時(shí)，可將萌發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)間縮短至4 d，既節(jié)約了勞力成本，也可大大節(jié)約時(shí)間成本。NaCl 處理質(zhì)量濃度在8 g·L-1時(shí)無(wú)法將各種質(zhì)對(duì)NaCl 處理的耐受力區(qū)分開(kāi)，該質(zhì)量濃度處理顯然達(dá)不到耐鹽鑒定或篩選的目的。12 g·L-1的NaCl 處理下不同種質(zhì)的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)差異開(kāi)始明顯，此時(shí)既有部分材料發(fā)芽率與對(duì)照組一致，也有一些種質(zhì)萌發(fā)被完全抑制發(fā)芽率為0，處于二者之間的發(fā)芽率值分布也相對(duì)較為均勻，反映出該質(zhì)量濃度適宜作為甜瓜萌發(fā)期耐鹽鑒定的指標(biāo)。當(dāng)NaCl 質(zhì)量濃度達(dá)到16 g·L-1時(shí)，僅剩S07 發(fā)芽率達(dá)到80%，90%以上的種質(zhì)發(fā)芽都受到抑制，發(fā)芽率都在50%以下，發(fā)芽指數(shù)相較對(duì)照組都降低了50%以上。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，16 g·L-1對(duì)大部分甜瓜種子萌發(fā)都存在較大的抑制作用，不適宜用于耐鹽鑒定，但能夠?qū)⒏叨饶望}種質(zhì)與其他材料區(qū)分開(kāi)，可用作甜瓜資源的耐鹽性抗源的篩選。NaCl 質(zhì)量濃度上升至20 g·L-1時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)抑制指數(shù)都表明所有甜瓜種子活力都幾乎被完全抑制。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，低質(zhì)量濃度的NaCl 溶液（質(zhì)量濃度≤1%）處理對(duì)某些甜瓜種質(zhì)材料有促進(jìn)種子萌發(fā)的作用[15]，而在本試驗(yàn)中，某些種質(zhì)在8 g·L-1NaCl 溶液處理下，發(fā)芽率或發(fā)芽指數(shù)高于對(duì)照組，這與前人研究結(jié)論一致。張雪彬[16]研究發(fā)現(xiàn)，高質(zhì)量濃度鹽處理對(duì)甜瓜種子萌發(fā)具有抑制作用，且質(zhì)量濃度越高，抑制作用越強(qiáng)；國(guó)外學(xué)者Sivritepe H ?[17]通過(guò)鹽處理甜瓜幼苗發(fā)現(xiàn)，高質(zhì)量濃度鹽處理對(duì)甜瓜幼苗生長(zhǎng)具有抑制作用。本試驗(yàn)中發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)數(shù)據(jù)均證實(shí)了這一結(jié)論。胚根長(zhǎng)的數(shù)據(jù)顯示，NaCl 的處理會(huì)導(dǎo)致胚根生長(zhǎng)受到抑制，抑制程度隨著質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)，這一結(jié)果也進(jìn)一步證明了前人的研究結(jié)論。

試驗(yàn)通過(guò)種子發(fā)芽法對(duì)20 份甜瓜資源在不同質(zhì)量濃度NaCl 處理下的耐鹽性進(jìn)行了探究，綜合發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及根長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，20 份甜瓜種質(zhì)資源中，S02（‘且末泰熱’）具有較強(qiáng)的耐鹽性，S01、S04、S06、S07、S17 的耐鹽性次之；S08、S14、S19、S20 的耐鹽性較差，其中S14（‘金巴齒’）對(duì)鹽處理最為敏感。

萌發(fā)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽后第4 天可作為耐鹽性篩選數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)期限；8 g·L-1NaCl 處理能夠提高部分甜瓜種質(zhì)種子發(fā)芽率；NaCl 質(zhì)量濃度為12 g·L-1時(shí)，不同甜瓜種質(zhì)的發(fā)芽率差異明顯，適合用于甜瓜資源耐鹽篩選；16 g·L-1的NaCl 處理對(duì)甜瓜種子萌發(fā)有強(qiáng)烈的抑制作用，但能夠使高度耐鹽種質(zhì)與其他資源區(qū)分開(kāi)，適宜作為甜瓜種質(zhì)資源耐鹽性抗源篩選；20 g·L-1的NaCl 超過(guò)了大部分種質(zhì)的鹽耐受臨界值，90%的種質(zhì)發(fā)芽率為0。無(wú)論是高質(zhì)量濃度還是低質(zhì)量濃度NaCl 處理均對(duì)所有的甜瓜種子活力和萌發(fā)期的根長(zhǎng)生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制，抑制作用隨著質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。