摘要" 為篩選耐鹽性較強(qiáng)的谷子品種，以承谷13號(hào)等40個(gè)谷子品種為試驗(yàn)材料，利用150"mmol/L NaCl溶液進(jìn)行鹽脅迫處理，對(duì)照組為蒸餾水，測(cè)定谷子萌發(fā)期的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽率等6項(xiàng)性狀指標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析、隸屬函數(shù)分析以及聚類分析。結(jié)果顯示，40份谷子中品種熱河金米的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)均最大，相對(duì)發(fā)芽鹽害率最小，其耐鹽性較強(qiáng)；相關(guān)性分析顯示，相對(duì)發(fā)芽勢(shì)與相對(duì)發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)均呈正相關(guān)，相對(duì)發(fā)芽率與相對(duì)發(fā)芽指數(shù)呈正相關(guān)，相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與相對(duì)胚根長(zhǎng)呈正相關(guān)，相對(duì)胚根長(zhǎng)與相對(duì)胚芽長(zhǎng)呈正相關(guān)；主成分分析將相對(duì)發(fā)芽勢(shì)等5個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為2個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率85.675%，其中相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)可作為評(píng)價(jià)谷子萌發(fā)期耐鹽性的主要指標(biāo)；隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)表明，熱河金米的綜合耐鹽指數(shù)（D值）最大，耐鹽性最強(qiáng)，承飼9號(hào)的D值最小，耐鹽性最差；聚類分析將40份谷子品種劃分為4類，其中耐鹽品種為熱河金米，較耐鹽品種為20-M919和20-M841，中度耐鹽品種包括山西紅谷、豫谷1號(hào)和承谷15號(hào)等8種，鹽敏感品種包括承飼9號(hào)、承谷20號(hào)和承谷14號(hào)等29種。研究結(jié)果為谷子在鹽堿地種植提供參考。

關(guān)鍵詞" 谷子；萌發(fā)期；鹽脅迫；耐鹽性；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)" S515"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A"""""" 文章編號(hào)" 1007-7731（2025）01-0033-06

DOI號(hào)" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.01.008

Identification of salt resistance during germination of 40 cultivated foxtail millet varieties

Abstract" To screen foxtail millet varieties with strong salt tolerance， Chenggu No.13"and other 40 foxtail millet varieties were treated with 150"mmol/L NaCl solution under salt stress， and the control group was distilled water. Six indicators including relative germination potential， relative germination index and relative germination rate of foxtail millet during germination were measured. The correlation analysis， principal component analysis， membership function analysis and cluster analysis were carried out. The results showed that the relative germination potential， germination rate and germination index of the Rehejinmi were the highest， the germination salt damage rate was the lowest， and the salt tolerance was strong. Correlation analysis showed that the relative germination potential was positively correlated with the relative germination rate and the relative germination index， the relative germination rate was positively correlated with the relative germination index， the relative germination index was positively correlated with the relative root length， and the relative root length was positively correlated with the relative bud length. Principal component analysis converted five indexes， including relative germination potential， into 2 principal components， and the cumulative contribution rate was 85.675%. The relative germination index and relative root length could be used as the main indexes to evaluate the salt tolerance of sorghum during germination. The comprehensive evaluation by the membership function method showed that the Rehejinmi had the largest D value and the strongest salt tolerance， while that from Chengsi No.9"had the smallest D value and the worst salt tolerance. The 40 foxtail millet varieties were divided into 4 categories by cluster analysis. Among them， the salt-tolerant varieties Rehejinmi， the salt-tolerant varieties 20-M919"and 20-M841， the moderately salt-tolerant varieties included Shanxihonggu， Yugu No.1"and Chenggu No.15， and the salt-sensitive varieties included 29 varieties such as Chengsi No.9， Chenggu No.20，"and Chenggu No.14. The results provide a reference basis for foxtail millet planting in saline-alkali land.

Keywords" foxtail millet; germination stage; salt stress; salt tolerance; integrated evaluation

土壤鹽堿化是指土地中積累了濃度高于一般耕作水平的鹽、堿，從而在一定程度上影響了作物生長(zhǎng)發(fā)育[1]。陳敏等[2]研究表明，鹽脅迫對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有明顯影響，當(dāng)土壤中的鹽濃度達(dá)到0.3%時(shí)，大部分植物均會(huì)受到不同程度的傷害。凌曉萍[3]和楊曉慧等[4]研究表明，鹽脅迫對(duì)植物的光合作用以及呼吸作用等均有影響。

谷子是一年生草本作物，具有耐鹽堿、耐貧瘠、耐儲(chǔ)藏和適應(yīng)性強(qiáng)等特性[4-5]，是干旱和半干旱地區(qū)重要的區(qū)域性糧食作物。不同時(shí)期谷子的耐鹽性存在差異，其中萌發(fā)期對(duì)水分的吸收至關(guān)重要[6]，其易受到外部環(huán)境影響，且萌發(fā)成功與否決定后續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育好壞。因此，大多數(shù)研究集中于萌發(fā)期。不同研究采用的鑒定選育方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)有一定的差異性，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果可能存在差異。肖爽等[7]研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫對(duì)于正處在萌發(fā)期谷子的生長(zhǎng)有較大影響，高濃度的鹽脅迫環(huán)境會(huì)減緩甚至抑制谷子對(duì)水分的正常吸收，進(jìn)而削弱了其發(fā)芽能力。當(dāng)谷子細(xì)胞處于高鹽環(huán)境時(shí)，會(huì)不可避免地積聚有害離子，這些離子的過(guò)量積累會(huì)觸發(fā)離子毒害效應(yīng)，對(duì)谷子細(xì)胞的正常功能產(chǎn)生一定損害[8]。在鹽脅迫下，谷子萌發(fā)期的發(fā)芽能力會(huì)受到一定程度的抑制，特別是鹽敏感品種[9-10]。

本研究采用150"mmol/L NaCl溶液對(duì)40份谷子品種進(jìn)行鹽脅迫處理，測(cè)定其相對(duì)發(fā)芽勢(shì)等6項(xiàng)指標(biāo)。通過(guò)相關(guān)性分析、隸屬函數(shù)分析等綜合評(píng)價(jià)方式，評(píng)估不同谷子品種在鹽脅迫下的耐鹽性表現(xiàn)，為耐鹽性較強(qiáng)的谷子品種篩選及其在鹽堿地的種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 植物材料 試驗(yàn)所用的40份谷子品種中，28份由河北省承德市農(nóng)林科學(xué)院提供，包括承谷13號(hào)、承谷14號(hào)、承谷15號(hào)、承谷16號(hào)、承谷17號(hào)、承谷18號(hào)、承谷19號(hào)、承谷20號(hào)、承谷21號(hào)、承谷22號(hào)、承飼7號(hào)、承飼9號(hào)、豫谷1號(hào)、豫谷18號(hào)、汾選3號(hào)、濟(jì)優(yōu)5號(hào)、山西紅谷、朝鮮小黃谷、熱河金米、跑死馬、金苗k1、金苗k4、石p6-355、4月-64、18-M595、20-1、20-36和21-70；其余12份是實(shí)驗(yàn)室選育的品種，由河北民族師范學(xué)院提供，包括20-116、20-142、20-239、20-M404、20-M582、20-M919、20-N211、20-N2287、21-M841、21-M1409、21-sk2557和21-sk2559。

1.1.2 試驗(yàn)試劑 以150"mmol/L的NaCl溶液作為模擬鹽脅迫溶液[9]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在無(wú)菌培養(yǎng)皿中鋪3層濾紙，為種子提供濕潤(rùn)且穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境。試驗(yàn)組培養(yǎng)皿加入6"mL NaCl溶液，對(duì)照組加入等量蒸餾水。種子消毒處理后用蒸餾水清洗干凈，去除表面水分。將大小均勻且飽滿的50粒種子均勻地置于每個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)，加上蓋子后放入智能光照培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)箱溫度28"℃，光周期14 L∶10 D。連續(xù)培養(yǎng)7"d，每隔1"d更換一次濾紙，并根據(jù)情況補(bǔ)充適量蒸餾水，以保持種子的濕潤(rùn)環(huán)境。試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

以胚根長(zhǎng)度超過(guò)種子直徑50%作為發(fā)芽的判定標(biāo)準(zhǔn)，從處理后的第2天開(kāi)始，每日定時(shí)記錄種子的萌發(fā)數(shù)量，計(jì)算相對(duì)發(fā)芽指數(shù)；第4天測(cè)定發(fā)芽勢(shì)，計(jì)算相對(duì)發(fā)芽勢(shì)；第8天測(cè)定發(fā)芽率，計(jì)算相對(duì)發(fā)芽率；同時(shí)從每個(gè)培養(yǎng)皿中隨機(jī)挑選10株幼苗，用直尺精確測(cè)量其根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)，計(jì)算相對(duì)胚根長(zhǎng)、相對(duì)胚芽長(zhǎng)及相對(duì)發(fā)芽鹽害率。相關(guān)計(jì)算公式見(jiàn)式（1）～（7）。

式（1）中，Gt為在不同時(shí)間（t）的發(fā)芽種子數(shù)；Dt為對(duì)應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，d。

相對(duì)發(fā)芽指數(shù)（%）=試驗(yàn)組發(fā)芽指數(shù)/對(duì)照發(fā)芽指數(shù)×100（2）

相對(duì)發(fā)芽勢(shì)（%）=試驗(yàn)組發(fā)芽勢(shì)/對(duì)照組發(fā)芽勢(shì)×100（3）

相對(duì)發(fā)芽率（%）=試驗(yàn)組發(fā)芽率/對(duì)照組發(fā)芽率×100（4）

相對(duì)胚根長(zhǎng)（%）=試驗(yàn)組胚根長(zhǎng)/對(duì)照組胚根長(zhǎng)×100（5）

相對(duì)胚芽長(zhǎng)（%）=試驗(yàn)組胚芽長(zhǎng)/對(duì)照組胚芽長(zhǎng)×100（6）

相對(duì)發(fā)芽鹽害率（%）=（對(duì)照發(fā)芽率－處理發(fā)芽率）/對(duì)照發(fā)芽率×100（7）

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用SPSS 26.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析以及隸屬函數(shù)與聚類分析。利用R語(yǔ)言繪制聚類分析圖，計(jì)算如式（8）～（10）。

式（8）～（10）中，μ為隸屬函數(shù)值，Xi表示第i個(gè)綜合指標(biāo)的測(cè)定值；Xmin、Xmax 分別表示第i個(gè)綜合指標(biāo)的最小值和最大值；Wi為權(quán)重，Pi代表各材料第i個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率；D為綜合耐鹽指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 性狀指標(biāo)

由表1可知，鹽脅迫下40份萌發(fā)期谷子的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)4.17%～76.34%，其中相對(duì)發(fā)芽勢(shì)最大的品種是熱河金米（76.34%），最小的品種是承谷20號(hào)（4.17%）；相對(duì)發(fā)芽率0.14%～82.14%，其中相對(duì)發(fā)芽率最大的品種是熱河金米（82.14%），最小的品種是承谷18號(hào)（0.14%）；40份谷子的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)2.76%～68.89%，其中相對(duì)發(fā)芽指數(shù)最大的品種是熱河金米（68.89%），最小的品種是承飼9號(hào)（2.76%）；相對(duì)胚芽長(zhǎng)0.03%～54.71%，其中相對(duì)芽長(zhǎng)最大的品種是承谷14號(hào)（54.71%），最小的品種是4月-64（0.03%）；相對(duì)胚根長(zhǎng)4.69%～27.32%，其中相對(duì)根長(zhǎng)最大的品種是跑死馬（27.32%），最小的品種是汾選3號(hào)（4.69%）；相對(duì)發(fā)芽鹽害率17.66%～96.80%，其中相對(duì)發(fā)芽鹽害率最大的品種是承谷20號(hào)（96.80%），最小的是熱河金米（17.66%）。綜上，熱河金米的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)均最大，相對(duì)發(fā)芽鹽害率最小，表明其耐鹽性較強(qiáng)。

2.2 指標(biāo)相關(guān)性

由表2可知，谷子相對(duì)發(fā)芽勢(shì)與相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽指數(shù)均呈正相關(guān)（Plt;0.01）；相對(duì)發(fā)芽率與相對(duì)發(fā)芽指數(shù)呈正相關(guān)（Plt;0.01）；相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與相對(duì)胚根長(zhǎng)呈正相關(guān)（Plt;0.05），相對(duì)胚根長(zhǎng)與相對(duì)胚芽長(zhǎng)呈正相關(guān)（Plt;0.01）；說(shuō)明萌發(fā)能力強(qiáng)的谷子品種在多個(gè)萌發(fā)指標(biāo)上均表現(xiàn)較好。相對(duì)發(fā)芽鹽害率與相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與均呈負(fù)相關(guān)（Plt;0.01），與相對(duì)胚根長(zhǎng)、相對(duì)胚芽長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)（Plt;0.05），說(shuō)明谷子種子的萌發(fā)能力越強(qiáng)，其受鹽脅迫的損害越低，品種的耐鹽性越強(qiáng)。

2.3 指標(biāo)主成分

相關(guān)性分析KMO值0.68gt;0.60，且Plt;0.05，說(shuō)明研究數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行主成分分析[11]。由表3可知，鹽脅迫下40份谷子品種的5個(gè)萌發(fā)指標(biāo)通過(guò)主成分分析被分成5個(gè)主成分，以特征值大于1、方差貢獻(xiàn)率大于85%為標(biāo)準(zhǔn)提取了2個(gè)主成分[11]，其中第1主成分的貢獻(xiàn)率57.7%，第2主成分的貢獻(xiàn)率28.0%。這2個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為85.675%，可以作為谷子耐鹽性評(píng)價(jià)的有效綜合指標(biāo)。由表3～4可知，第1主成分的貢獻(xiàn)率最大，主要特征向量為相對(duì)發(fā)芽指數(shù)，載荷值0.988，特征值2.882；第2主成分的主要特征向量是相對(duì)胚根長(zhǎng)，載荷值0.840，特征值1.402。說(shuō)明相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)在谷子耐鹽性評(píng)價(jià)中具有重要作用，可將這2個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)谷子萌發(fā)期耐鹽性的主要指標(biāo)。

2.4 指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)

通過(guò)計(jì)算40份谷子萌發(fā)期品種的耐鹽綜合評(píng)價(jià)值，對(duì)各個(gè)品種的耐鹽能力進(jìn)行量化評(píng)估，從而篩選出耐鹽性強(qiáng)的品種。根據(jù)式（8）計(jì)算每個(gè)品種在各個(gè)主成分上的隸屬函數(shù)值；權(quán)重的大小取決于每個(gè)主成分對(duì)整體耐鹽性的貢獻(xiàn)程度，根據(jù)式（9）計(jì)算2個(gè)綜合指標(biāo)的權(quán)重分別為0.673和0.327；利用式（10）計(jì)算谷子的萌發(fā)期綜合耐鹽評(píng)價(jià)值D值，D值越大，表明種質(zhì)耐鹽性越強(qiáng)。由表5可知，承飼9號(hào)的D值最小，說(shuō)明其耐鹽性最差；熱河金米的D值最大，說(shuō)明其耐鹽性最強(qiáng)。

2.5 耐鹽性聚類分析

聚類分析將40份谷子分成4類，如表6和圖1所示。第I類為熱河金米，占總品種數(shù)的2.5%；第II類由20-M919、20-M841 2種較耐鹽品種組成，占總品種的5.0%；第III類由豫谷1號(hào)、20-M404、承谷21號(hào)、20-239、20-36、承谷15號(hào)、20-M582和山西紅谷這8種中度耐鹽品種組成，占總品種數(shù)的20.0%；第IV類由承飼9號(hào)、承谷20號(hào)、承谷14號(hào)、承谷22號(hào)、承谷18號(hào)、20-N2211、承谷16號(hào)、豫谷18號(hào)、金苗k4、濟(jì)優(yōu)5號(hào)、4月-64、承谷17號(hào)、承飼7號(hào)、金苗k1、20-1、18-M595、朝鮮小黃谷、承谷13號(hào)、20-142、汾選3號(hào)、20-70、20-N2287、20-116、20-M1409、石P6-355、承谷19號(hào)、21-sk2557、21-sk2559和跑死馬這29種鹽敏感品種組成，占品種數(shù)的72.5%。聚類結(jié)果與性狀指標(biāo)結(jié)果一致，40份谷子品種中，熱河金米的耐鹽性最強(qiáng)。

3 結(jié)論與討論

鹽脅迫是影響作物生長(zhǎng)和發(fā)育的主要非生物因子之一，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展有較大的影響[12-13]。目前，選擇種植耐鹽性強(qiáng)的作物品種是一種較有效且節(jié)約成本的方式。在谷子的耐鹽性研究領(lǐng)域，相關(guān)性分析與主成分分析作為多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的方法被廣泛應(yīng)用。如高銘唯等[14]等采用相關(guān)性和主成分分析法對(duì)谷子相對(duì)發(fā)芽率與相對(duì)發(fā)芽指數(shù)等性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，成功篩選出耐鹽谷子品種。本研究對(duì)40種谷子品種進(jìn)行了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)相對(duì)發(fā)芽勢(shì)與相對(duì)發(fā)芽率和相對(duì)發(fā)芽指數(shù)均呈正相關(guān)；相對(duì)發(fā)芽率與相對(duì)發(fā)芽指數(shù)呈正相關(guān)；相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與相對(duì)胚根長(zhǎng)呈正相關(guān)，相對(duì)根長(zhǎng)與相對(duì)胚芽長(zhǎng)呈正相關(guān)，并且部分相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.9，顯示出指標(biāo)間的高度相關(guān)性，與高銘唯等[14]和陳二影等[15]研究結(jié)果一致。

隸屬函數(shù)分析法可解決模糊、非確定性問(wèn)題，在植物耐鹽性綜合評(píng)價(jià)中有廣泛的應(yīng)用。陳二影等[15]采用該方法對(duì)谷子品種的綜合性狀得分進(jìn)行計(jì)算，并借助聚類分析對(duì)品種進(jìn)行分類，劃分出強(qiáng)耐鹽堿、耐鹽堿等6種不同類型的品種。本研究采用隸屬函數(shù)分析法對(duì)40份谷子品種萌發(fā)期各項(xiàng)指標(biāo)的綜合得分進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)，通過(guò)聚類分析將40份谷子品種劃分為4類。其中，第I類為耐鹽品種熱河金米，占比2.5%，顯示出較強(qiáng)的耐鹽能力；第II類為較耐鹽品種，包括20-M919和20-M841，占比5.0%，其耐鹽性相對(duì)較好；第III類為中度耐鹽品種，由豫谷1號(hào)、20-M404等8個(gè)品種組成，占比20.0%，其在耐鹽性方面表現(xiàn)出一定的適應(yīng)性；第IV類則為鹽敏感品種，包括承飼9號(hào)等29個(gè)品種，占比72.5%，在鹽脅迫環(huán)境下表現(xiàn)較為敏感。

綜上，本研究測(cè)定了40份谷子品種萌發(fā)期的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)等6個(gè)指標(biāo)，并采用相關(guān)性分析、主成分分析、隸屬函數(shù)分析以及聚類分析對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與分析。最終篩選出耐鹽品種熱河金米，較耐鹽品種20-M919和20-M841，中度耐鹽品種山西紅谷、豫谷1號(hào)和承谷15號(hào)等8種，鹽敏感品種承飼9號(hào)、承谷20號(hào)和承谷14號(hào)等29種。研究結(jié)果為耐鹽谷子品種篩選及谷子在鹽堿地種植提供參考。本研究?jī)H對(duì)40份谷子品種萌發(fā)期的耐鹽性進(jìn)行系統(tǒng)性的綜合評(píng)價(jià)與分析，為更加深入、客觀地了解和評(píng)價(jià)谷子品種的耐鹽性，建議在未來(lái)工作中進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其遺傳特性的研究，并在不同鹽漬地開(kāi)展田間栽培試

驗(yàn)，以全面評(píng)估谷子品種的耐鹽性能和引種潛力。參考文獻(xiàn)

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