張澤華 ,許靜玉 ,宋美妮 ,薛振宇 ,馬蕊 ,馬臻 ,王子騫 ,汪軍成 ,2,姚立蓉 ,2*
(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;2.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新實(shí)重點(diǎn)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730070;3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)
近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響越來(lái)越大,在一定程度上加劇了我國(guó)的土壤鹽堿化程度,加快了土地荒漠化進(jìn)程,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長(zhǎng)造成了嚴(yán)重阻礙[1]。據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織和糧農(nóng)組織(FAO)的不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)的鹽堿地總面積高達(dá)9 913萬(wàn)hm2,主要分為現(xiàn)代鹽堿土、殘余鹽堿土和潛在鹽堿土3種類型,面積分別約為3 700、4 500 和 1 700 萬(wàn) hm2,約占我國(guó)土地面積的 25%[2]。它們主要分布于我國(guó)的北方地區(qū)以及長(zhǎng)江以北的沿海地帶[3],涵蓋了甘肅河西走廊、新疆、內(nèi)蒙、柴達(dá)木盆地、黃淮海平原、汾渭河谷平原、東北平原西部以及濱海等地[3-4],因此改良鹽堿地以及綠化鹽堿地刻不容緩。
耐鹽性鹽生草(Halogeton glomeratus)屬藜科(Chenopodiaceae)鹽生草屬(Halophyte),為一年生草本植物,主要分布于我國(guó)甘肅、新疆、青海及西藏等多個(gè)省份,具有較強(qiáng)的耐鹽抗旱性,適宜在含鹽量高的地區(qū)生長(zhǎng),是我國(guó)西北地區(qū)最常見(jiàn)的鹽生植物之一。目前我國(guó)鹽堿地改良措施主要有種植耐鹽、排鹽植物、添加化學(xué)改良劑、增施有機(jī)肥以及暗管排水等。其中,選用耐鹽植物改良鹽堿地受到廣泛關(guān)注。運(yùn)用耐鹽植物改良鹽堿地具有投入成本低、操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣、成效顯著、經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)[5]。因此,選取鹽生草作為鹽堿地改良的材料是最經(jīng)濟(jì)有效的措施之一。
種子萌發(fā)階段是植物生活史中最為關(guān)鍵的階段,這個(gè)時(shí)期植物對(duì)外界環(huán)境的變化特別敏感[6]。當(dāng)NaCl濃度超過(guò)100 mmol/L時(shí),白花草木樨、香豌豆、白蠟、杜梨等8種鹽生植物種子的萌發(fā)均受到不同程度的抑制[7]。另外有研究表明,高鹽和低鹽都會(huì)對(duì)鹽生草根系的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響[8],選取100 mmol/L NaCl對(duì)鹽生草種子萌發(fā)期進(jìn)行模擬脅迫,研究其萌發(fā)特性已有報(bào)道[9-10]。目前,有關(guān)鹽脅迫對(duì)鹽生植物種子萌發(fā)特性分析的研究中,對(duì)于單鹽脅迫下不同地區(qū)鹽生草的研究鮮有報(bào)道。鑒于此,本團(tuán)隊(duì)選取我國(guó)西北地區(qū)特色耐鹽植物鹽生草作為實(shí)驗(yàn)材料,對(duì)采自17個(gè)地區(qū)的鹽生草種子進(jìn)行100 mmol/L NaCl處理,通過(guò)對(duì)比各地區(qū)種子萌發(fā)特性指標(biāo),篩選同期處理中生長(zhǎng)狀況最好的鹽生草種子,從而為鹽生草種質(zhì)資源多樣性的鑒定,種質(zhì)創(chuàng)新和利用提供理論依據(jù)。
本試驗(yàn)鹽生草種子由甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室麥類遺傳育種實(shí)驗(yàn)室提供,2019年11月采集于甘肅省不同地區(qū)(表1)。
表1 各地區(qū)的地理位置及氣候條件Table 1 Geographic location and climatic conditions of each region
試驗(yàn)試劑:氯化鈉固體(NaCl),75%乙醇,次氯酸鈉溶液(NaClO,有效氯≥8%),100 mmol/L的磷酸(H3PO4)緩沖液(pH值=7),2,3,5‐三苯基四唑氯化物(2,3,5‐Triphenyte‐trazolium chloride,TTC)。
試驗(yàn)儀器:培養(yǎng)皿、玻璃棒、濾紙、鑷子、燒杯、藥匙、電子天平、離心管、研缽、容量瓶、移液槍、烘箱、分光光度計(jì)等。
1.3.1 種子消毒 選取均勻一致且飽滿的鹽生草種子放于2 mL離心管中,向其中加入75%的乙醇震蕩30 s,加入蒸餾水進(jìn)行沖洗,重復(fù)3次,加入2%的NaClO溶液處理1.5 min,用蒸餾水沖洗4次,最后用濾紙將種子表面的水分吸干,待用[10]。
1.3.2 種子萌發(fā)試驗(yàn) 玻璃培養(yǎng)皿內(nèi)放置兩層濾紙,高溫滅菌,作為種子的發(fā)芽床,吸取5 mL濃度為100 mmol/L的NaCl溶液均勻滴入培養(yǎng)皿中,使用消過(guò)毒的鑷子分撿經(jīng)過(guò)消毒的鹽生草種子,使其分布均勻。每個(gè)培養(yǎng)皿種植50 粒鹽生草種子,每個(gè)處理設(shè)置5個(gè)重復(fù),以蒸餾水處理作為對(duì)照,封口膜封口。將所有的培養(yǎng)皿置于溫度為28 ℃的培養(yǎng)箱,光照條件為光照/黑暗(14 h/10 h),光強(qiáng)為 2000 Lx,相對(duì)濕度為48%~60%的環(huán)境下進(jìn)行培養(yǎng)[9]。
1.3.3 發(fā)芽指標(biāo)測(cè)定 以胚根突破表皮1 mm作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn),第3天測(cè)發(fā)芽勢(shì),第7天測(cè)發(fā)芽率。計(jì)算公式如下:
發(fā)芽勢(shì)(%)=(3 d內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù))×100%
發(fā)芽率(%)=(7 d內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù))×100%
相對(duì)發(fā)芽勢(shì)(%)=(鹽處理的發(fā)芽勢(shì)/對(duì)照的發(fā)芽勢(shì))×100%
相對(duì)發(fā)芽率(%)=(鹽處理的發(fā)芽率/對(duì)照的發(fā)芽率)×100%
1.3.4 株高測(cè)量 生長(zhǎng)7 d后,每個(gè)培養(yǎng)皿隨機(jī)選取10株幼苗,用WinRHIZO圖像掃描儀測(cè)量幼苗株高,取平均值作為株高標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算相對(duì)株高。公式如下:
相對(duì)株高(%)=(鹽處理的株高/對(duì)照的株高)×100%
1.3.5 生物量測(cè)定 每個(gè)培養(yǎng)皿隨機(jī)選取生長(zhǎng)7 d的10株幼苗,將幼苗置于蒸餾水中漂洗數(shù)秒,除去幼苗表面多余的離子,將幼苗放于干凈的定性濾紙上,吸干水分后測(cè)量鮮重,然后將幼苗裝進(jìn)信封袋,放入烘箱中,60 ℃烘60 h后測(cè)量干重。用分析天平測(cè)量鮮重和干重,并計(jì)算其相對(duì)鮮和相對(duì)干重,公式如下:
相對(duì)鮮重(%)=(鹽處理的鮮重/對(duì)照的鮮重)×100%
相對(duì)干重(%)=(鹽處理的干重/對(duì)照的干重)×100%
1.3.6 離子含量(IC)測(cè)定 將烘干的材料研磨至粉末,裝入PCR管,采用原子吸收分光光度法測(cè)定Na+、K+離子含量。
1.3.7 根系活力(RA)測(cè)定 用TTC還原測(cè)定法[11]測(cè)定幼苗根系活力。
相對(duì)根系活力=(鹽處理的干重/對(duì)照的干重)×100%
使用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理以及圖表的繪制,采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析、相關(guān)性分析、聚類分析等各種指標(biāo)分析,并采用Duncan's多重比較(P<0.05)。
100 mmol/L NaCl處理之后,鹽生草種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的相對(duì)值均小于1,表明發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率在鹽脅迫下較CK均降低(表2)。從相對(duì)發(fā)芽勢(shì)來(lái)看,12號(hào)(民勤縣重興鄉(xiāng))、14號(hào)(張掖市甘州區(qū))和15號(hào)(蘭州新區(qū))地區(qū)較高,分別為77.51%、77.99%和79.16%,16號(hào)(張掖市臨澤縣)地區(qū)最低,為9.67%;從相對(duì)發(fā)芽率來(lái)看,有12個(gè)地區(qū)種子的相對(duì)發(fā)芽率大于80%,其中13號(hào)(白銀市會(huì)寧縣)、12號(hào)(民勤縣重興鄉(xiāng))和15號(hào)(蘭州新區(qū))地區(qū)較高,分別為86.54%、88.20%和91.92%,7號(hào)(白銀市景泰縣)地區(qū)最低,為63.93%(表2)。
表2 鹽脅迫下不同地區(qū)鹽生草種子的發(fā)芽指標(biāo)Table 2 Seed germination indexes of H.glomeratus in differ?ent regions under salt stress
在鹽脅迫下不同地區(qū)鹽生草幼苗的株高差異不明顯,與對(duì)照相比,有6個(gè)地區(qū)鹽生草的株高增大,分別是3號(hào)(酒泉市肅州區(qū))、4號(hào)(金昌市金川區(qū))、6號(hào)(金昌市永昌縣)、9號(hào)(民勤縣收成鄉(xiāng))、10號(hào)(張掖市高臺(tái)縣)地區(qū)的鹽生草品種,較對(duì)照分別增大了0.19%、3.75%、1.13%、6.63%、4.56%、4.33%。株高低于對(duì)照92%的品種有4個(gè),分別是11號(hào)(白銀市靖遠(yuǎn)縣)、12號(hào)(民勤縣重興鄉(xiāng))、15號(hào)(蘭州新區(qū))、17號(hào)(張掖市民樂(lè)縣)地區(qū)鹽生草品種,分別降低了9.47%、9.63%、9.26%、17.65%(圖1)。表明鹽脅迫對(duì)不同地區(qū)幼苗的生長(zhǎng)既有促進(jìn)作用,又有抑制作用,其中17號(hào)(張掖市民樂(lè)縣)地區(qū)鹽生草的株高受到的抑制作用最明顯。
圖1 各地區(qū)鹽生草的相對(duì)株高Fig.1 The relative plant height of H.glomeratus in different regions
甘肅省不同地區(qū)鹽生草幼苗相對(duì)鮮重差異較大,其中4號(hào)(金昌市金川區(qū))、5號(hào)(武威市涼州區(qū))、6號(hào)(金昌市永昌縣)、7號(hào)(白銀市景泰縣)、8號(hào)(蘭州市沙井驛)、10號(hào)(張掖市高臺(tái)縣)、11號(hào)(白銀市靖遠(yuǎn)縣)、12號(hào)(民勤縣重興鄉(xiāng))、15號(hào)(蘭州新區(qū))和16號(hào)(張掖市臨澤縣)地區(qū)的鹽生草幼苗的相對(duì)鮮重較高,分別為 204.37%、162.07%、207.93%、146.62%、116.25%、159.87%、129.18%、103.60%、103.06%和100.27%;1號(hào)(白銀市平川區(qū))、2號(hào)(張掖市山丹縣)、3號(hào)(酒泉市蘇州區(qū))、9號(hào)(民勤縣收成鄉(xiāng))、13號(hào)(白銀市會(huì)寧縣)、14號(hào)(張掖市甘州區(qū))、17號(hào)(張掖市民樂(lè)縣)地區(qū)的鹽生草幼苗相對(duì)鮮重?zé)o顯著性差異,17號(hào)(張掖市民樂(lè)縣)地區(qū)的鹽生草幼苗相對(duì)鮮重最低,僅為對(duì)照鮮重的58.25%。經(jīng)鹽脅迫后,各地區(qū)鹽生草幼苗的相對(duì)干重均大于1、11號(hào)(白銀市靖遠(yuǎn)縣)地區(qū)的最高,相對(duì)干重為200.48 %,9號(hào)(民勤縣收成鄉(xiāng))地區(qū)最低,為112.98%;2號(hào)(張掖市山丹縣)、3號(hào)(酒泉市蘇州區(qū))、11號(hào)(白銀市靖遠(yuǎn)縣)地區(qū)的鹽生草幼苗的干重遠(yuǎn)高于對(duì)照的干重,分別為186.93%、179.39%和200.48%,與其他地區(qū)幼苗的相對(duì)干重具有顯著性差異(P<0.05)。1號(hào)(白銀市平川區(qū))、9號(hào)(民勤縣收成鄉(xiāng))、14號(hào)(張掖市甘州區(qū))、16號(hào)(張掖市臨澤縣)地區(qū)的鹽生草相對(duì)干重與對(duì)照之間差距較小 ,分 別 為 127.49%、112.98%、123.09% 和133.61%,而且這些地區(qū)品種間無(wú)顯著性差異,其他地區(qū)品種間有顯著差異(P<0.05)(圖2)。
圖2 各地區(qū)鹽生草的相對(duì)鮮干重Fig.1 Relative fresh weight and relative dry weight of H.glomeratus in different regions
17個(gè)地區(qū)鹽生草發(fā)芽率的3組重復(fù)數(shù)據(jù)中,把發(fā)芽率相近的2組的平均值作為依據(jù),分別篩選出2個(gè)發(fā)芽狀況最好和最差的鹽生草種子,并測(cè)定幼苗的Na+、K+離子含量,選擇發(fā)芽率最高的2個(gè)地區(qū)6號(hào)(金昌市永昌縣)和15號(hào)(蘭州新區(qū)),最低的2個(gè)地區(qū)5號(hào)(武威市涼州區(qū))和7號(hào)(白銀市景泰縣)的鹽生草幼苗,測(cè)定其Na+、K+離子含量。經(jīng)鹽處理后,各地區(qū)的鹽生草幼苗Na+含量較CK明顯增高,6號(hào)(金昌市永昌縣)、15號(hào)(蘭州新區(qū))地區(qū)鹽生草的相對(duì)Na+含量高于5號(hào)(武威市涼州區(qū))和7號(hào)(白銀市景泰縣)地區(qū),15號(hào)(蘭州新區(qū))地區(qū)的最高,5號(hào)(武威市涼州區(qū))地區(qū)的最低(圖3‐A,圖3‐C);除7號(hào)(白銀市景泰縣)地區(qū)的鹽生草幼苗外,經(jīng)鹽處理的鹽生草幼苗K+含量都比對(duì)照的含量低,5號(hào)(武威市涼州區(qū))地區(qū)的相對(duì)K+含量最低,6號(hào)(金昌市永昌縣)和15號(hào)(蘭州新區(qū))地區(qū)沒(méi)有明顯差別(圖3‐B,圖3‐C);鹽脅迫處理之后的鹽生草幼苗K+/Na+比明顯低于對(duì)照組,6號(hào)(金昌市永昌縣)地區(qū)的最高,為0.13,5號(hào)(武威市涼州區(qū))地區(qū)的最低,為 0.88(圖3‐D)。
圖3 Na+、K+含量及 K+/Na+Fig.3 Na+、K+ content and Relation content K+/Na+ ratio
各地區(qū)鹽生草幼苗在相同處理的條件下,其根系活力之間有明顯差異,經(jīng)過(guò)鹽處理后幼苗的根系活力均低于對(duì)照。7號(hào)(白銀市景泰縣)地區(qū)鹽生草幼苗的根系生長(zhǎng)受到的影響最大,根系活力僅為對(duì)照的15.4 %,而6號(hào)(金昌市永昌縣)、8號(hào)(蘭州市沙井驛)、10號(hào)(張掖市高臺(tái)縣)、11號(hào)(白銀市靖遠(yuǎn)縣)和15號(hào)(蘭州新區(qū))地區(qū)品種的根系生長(zhǎng)受影響較小,分別為83.52%、77.15%、83.69%、90.50%和82.23%,其中11號(hào)(白銀市靖遠(yuǎn)縣)地區(qū)鹽生草幼苗受到的影響最?。▓D4)。
圖4 各地區(qū)鹽生草的相對(duì)根系活力Fig.4 Root activity of H.glomeratus in different regions
鹽脅迫對(duì)17個(gè)地區(qū)鹽生草種子萌發(fā)期各指標(biāo)測(cè)定值均有顯著影響,處理間和各地區(qū)鹽生草種子之間的差異均達(dá)到顯著水平(表3、附表1)。不同地區(qū)間材料的變異系數(shù)介于0.073~0.131,說(shuō)明17個(gè)地區(qū)鹽生草種子具有較好的代表性,鹽脅迫處理效果好,所選指標(biāo)對(duì)鹽脅迫反應(yīng)較敏感。另外,17個(gè)地區(qū)鹽生草種子萌發(fā)期各指標(biāo)在對(duì)照和鹽脅迫處理下的測(cè)定值相關(guān)系數(shù)在0.36~0.733,這進(jìn)一步說(shuō)明17個(gè)地區(qū)鹽生草種子萌發(fā)期各指標(biāo)對(duì)鹽脅迫反應(yīng)的敏感性存在差異,可繼續(xù)進(jìn)行耐鹽種子的篩選和 鑒定[12]。
表3 不同地區(qū)鹽生草種子發(fā)芽期性狀指標(biāo)的平均值差異分析Table 3 Mean values of germination indices of H.glomeratus seeds in different areas
各項(xiàng)指標(biāo)間呈現(xiàn)不同程度的相關(guān)性,相對(duì)發(fā)芽勢(shì)與相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)根系活力分別呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)和顯著正相關(guān)(P<0.05);相對(duì)發(fā)芽率與相對(duì)株高、相對(duì)鮮重、相對(duì)干重、相對(duì)根系活力分別呈正相關(guān)、正相關(guān)、負(fù)相關(guān)、極顯著正相關(guān)(P<0.01);相對(duì)株高與相對(duì)鮮重呈顯著正相關(guān)(P<0.05);相對(duì)鮮重與相對(duì)干重、相對(duì)根系活力呈負(fù)相關(guān)、正相關(guān)關(guān)系;相對(duì)干重與相對(duì)根系活力分別呈正相關(guān)關(guān)系(表4)。
表4 不同地區(qū)鹽生草各指標(biāo)相對(duì)值的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of relative value of H.glomeratus in different areas
主成分分析能夠更好地反映鹽生草的耐鹽性,對(duì)鹽生草的6個(gè)耐鹽指標(biāo)進(jìn)行分析,其中相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)株高的累計(jì)貢獻(xiàn)率為72.40%,說(shuō)明這3個(gè)主成分足以作為本實(shí)驗(yàn)對(duì)鹽生草耐鹽性指標(biāo)鑒定的標(biāo)準(zhǔn)(表5)。第Ⅰ主成分的貢獻(xiàn)率為32.93%,第Ⅱ主成分除了相對(duì)干重外,與其他指標(biāo)都呈正相關(guān)關(guān)系(表6)。對(duì)各地區(qū)鹽生草種子各萌發(fā)指標(biāo)進(jìn)行聚類分析,在歐式距離約為22時(shí)將在鹽處理下各地區(qū)鹽生草種子分為三個(gè)類群,其中第Ⅰ類為11號(hào)(白銀市靖遠(yuǎn)縣)、12號(hào)(民勤縣重興鄉(xiāng))、13號(hào)(白銀市會(huì)寧縣)、14號(hào)(張掖市甘州區(qū))、15號(hào)(蘭州新區(qū))、17號(hào)(張掖市民樂(lè)縣)地區(qū),鹽生草耐鹽性最強(qiáng),第Ⅱ類為6號(hào)(金昌市永昌縣)、8號(hào)(蘭州市沙井驛)、9號(hào)(民勤縣收成鄉(xiāng))、10號(hào)(張掖市高臺(tái)縣)、16號(hào)(張掖市臨澤縣)地區(qū),鹽生草耐鹽性較強(qiáng),第Ⅲ類為1號(hào)(白銀平川區(qū))、2號(hào)(張掖市山丹縣)、3號(hào)(酒泉市肅州區(qū))、4號(hào)(金昌市金川區(qū))、5號(hào)(武威市涼州區(qū))、7號(hào)(白銀市景泰縣)地區(qū),鹽生草耐鹽性最弱(圖5)。采取樣本材料的分布區(qū)域?yàn)楦拭C省的17個(gè)地區(qū),樣本具有代表性和普遍性,因此可用于耐鹽材料的篩選與鑒定(圖6)。
圖5 聚類分析Fig.5 Cluster analysis
圖6 不同地區(qū)鹽生草的分布及其分類Fig.6 Distribution and classification of H.glomeratus in different regions
表5 3個(gè)主成分的特征值及貢獻(xiàn)率Table 5 The eigenvalues and contribution rates of the 3 principal components
表6 各因子載荷矩陣Table 6 Factors load matrix
土壤鹽堿化不僅僅只是某個(gè)地區(qū)或某個(gè)國(guó)家的問(wèn)題,現(xiàn)在已成為全球農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的一個(gè)主要問(wèn)題。鄒凱等[13]對(duì)3種耐鹽植物進(jìn)行耐鹽性評(píng)價(jià),其中鹽生草的耐鹽能力最強(qiáng);汪軍成在對(duì)鹽生草鹽分區(qū)隔化耐鹽機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn),鹽生草的根、莖、葉都具有富集鹽分的作用,其中葉片的富集能力最強(qiáng)[14]。本研究選取鹽生草作為材料,對(duì)采集自甘肅省17個(gè)地區(qū)的鹽生草在鹽脅迫下的種子萌發(fā)特性進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明,與對(duì)照相比,17個(gè)地區(qū)鹽生草種子在經(jīng)過(guò)鹽處理后,其發(fā)芽勢(shì)以及發(fā)芽率都普遍下降,鹽脅迫對(duì)各地區(qū)鹽生草萌發(fā)的抑制程度不同,民勤縣重興鄉(xiāng)、蘭州新區(qū)的鹽生草的萌發(fā)受到的抑制最小,白銀市景泰縣、張掖市民樂(lè)縣的鹽生草的萌發(fā)受到抑制最大,這與李玉梅等[15]以及李詩(shī)琴等[16]的研究結(jié)果一致,鹽分會(huì)影響種子的萌發(fā)。
各地區(qū)鹽生草幼苗的株高對(duì)鹽脅迫的反應(yīng)不同,與對(duì)照相比,各地區(qū)鹽生草的株高變幅為17.65%~6.63%,這表明鹽脅迫對(duì)不同地區(qū)的鹽生草的生長(zhǎng)既表現(xiàn)出促進(jìn)作用,又表現(xiàn)出抑制作用。賈新平等[18]對(duì)海濱雀稗的研究發(fā)現(xiàn),NaCl的濃度為100 mmol/L時(shí),對(duì)海濱雀稗株高的增長(zhǎng)抑制不明顯。劉自剛等[17]在對(duì)白菜型的冬油菜研究中發(fā)現(xiàn),在鹽脅迫下幼苗的生長(zhǎng)受到抑制,原因可能是不同地區(qū)鹽生草對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)性不同,在鹽脅迫下有的地區(qū)的鹽生草生長(zhǎng)受到促進(jìn),有的受到抑制,具體原因有待進(jìn)一步研究。各地區(qū)鹽生草的干、鮮重受鹽處理的影響差異明顯,地區(qū)間具有顯著性差異(P<0.05),其中,相比于對(duì)照,各地區(qū)鹽生草的干重增高,增幅為12.98%~100.48%,其中張掖市山丹縣、白銀市靖遠(yuǎn)縣的鹽生草積累干物質(zhì)的能力最強(qiáng),說(shuō)明在該處理下有利于鹽生草干物質(zhì)的積累。這與白健慧[19]對(duì)燕麥的研究結(jié)果一致,輕度鹽脅迫能促進(jìn)燕麥干物質(zhì)的積累。在鹽脅迫下,幼苗的Na+含量明顯增加,并且各地區(qū)鹽生草幼苗間的Na+含量具有顯著差異(P<0.05),除7號(hào)地區(qū)鹽生草幼苗外,其余地區(qū)鹽生草幼苗的K+含量均比對(duì)照低。王英逵等[25]對(duì)羊草的研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫會(huì)增加羊草體內(nèi)Na+含量,抑制K+的含量。這幾個(gè)地區(qū)的鹽生草幼苗的K+/Na+均比對(duì)照低,并且具有顯著性差異(P<0.05)。因此,可以把K+/Na+比作為鹽生草耐鹽性的指標(biāo)[24],這為耐鹽性鹽生草篩選提供了重要的依據(jù)。
植物在鹽處理過(guò)程中,根系最先接到脅迫信號(hào),并作出相應(yīng)的代謝反應(yīng)[20]。有研究表明,鹽脅迫能夠降低植物的根系活力[21-23],本研究結(jié)果也表明,各地區(qū)的鹽生草在鹽脅迫下其根系活力都明顯減弱,材料間具有顯著差異,其中張掖市山丹縣、白銀市景泰縣鹽生草的根系受鹽脅迫的影響最大。通過(guò)聚類分析,將不同地區(qū)鹽生草劃分為3個(gè)等級(jí),分別為耐鹽性強(qiáng)、耐鹽性較好以及耐鹽性差,第Ⅰ類有白銀市靖遠(yuǎn)縣、民勤縣重興鄉(xiāng)、白銀市會(huì)寧縣、張掖市甘州區(qū)、蘭州新區(qū)、張掖市民樂(lè)縣,其鹽生草耐鹽性最強(qiáng);第Ⅱ類有金昌市永昌縣、蘭州沙井驛、民勤縣收成鄉(xiāng)、張掖市高臺(tái)縣、張掖市臨澤縣,其鹽生草耐鹽性較好;第Ⅲ類有白銀市平川區(qū)、張掖市山丹縣、酒泉市肅州區(qū)、金昌市金川區(qū)、武威市涼州區(qū)、白銀市景泰縣,其鹽生草耐鹽性最差。不同地區(qū)鹽生草種子,影響其萌發(fā)的因素是否與其原始生長(zhǎng)環(huán)境以及鹽生草本身有關(guān),有待進(jìn)一步研究。
鹽脅迫條件下,17個(gè)地區(qū)的鹽生草種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均降低;各地區(qū)鹽生草幼苗的株高、鮮重和干重對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)不同;鹽脅迫條件下,鹽生草幼苗的Na+含量增多、K+含量減少,K+/Na+顯著降低;鹽脅迫對(duì)不同地區(qū)鹽生草幼苗根系活力具有抑制作用;17個(gè)地區(qū)的鹽生草可分為耐鹽性強(qiáng)、耐鹽性較好以及耐鹽性差3個(gè)類群。
附表:附表1 各地區(qū)鹽生草種子發(fā)芽期各指標(biāo)值Supplementary table 1 Germination indices of H.glomeratus seeds in different regions