全 文 :29卷07期
Vol.29,No.07
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
1105-1113
07/2012
种子萌发期38份偃麦草种质耐盐性评价
孙宗玖,李培英,阿不来提,吉鹏飞
(新疆农业大学草业与环境科学学院 新疆草地资源与生态实验室,新疆 乌鲁木齐,830052)
摘要:为评价偃麦草(Elytrigia repens)种子萌发期耐盐性强弱,采用常规纸上发芽法,以1.2%氯化钠和硫酸钠
(质量比为1∶1)模拟盐胁迫,对38份偃麦草的发芽率、发芽势、胚芽长、胚根长、活力指数、萌发耐盐指数、萌发胁
迫指数等进行测定。结果表明,盐胁迫降低了偃麦草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数,抑制了其胚芽
和胚根的生长,降低了偃麦草萌发性能;根据综合评价值,38份偃麦草材料的耐盐性由强到弱依次为E03、E31、
E16、E17、E42、E26、E04、E25、E12、E38、E15、E36、E13、E32、E09、E21、E07、E08、E01、E29、E10、E18、E24、E28、
E30、E23、E11、E39、E02、E34、E19、E35、E06、E40、E33、E41、E37、E27。
关键词:偃麦草;耐盐性;隶属函数法;主成分分析;种子萌发期
中图分类号:Q945.78;Q945.34 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2012)07-1105-09
*
土壤盐渍化是一个世界性的资源环境和生态问
题。据统计,全世界有9.55×108 hm2 盐碱地,而我
国约有2.67×107 hm2,其中盐碱耕地6.66×106
hm2,盐渍化荒地和盐碱化草地2.00×107 hm2[1],
且均集中在“三北”内陆地区及长江以北沿海地带[2],
并有不断扩大的趋势。近年来,迫于人口增加、资源
短缺、环境恶化的压力,如何开发利用或改良盐渍土
已成为当前研究的热点问题之一。目前,改良利用盐
渍土的途径很多,但筛选与推广耐盐草种一直被认为
是改良利用、控制盐渍土的重要途径之一[3-4]。
偃麦草(Elytrigia repens)为多年生根茎禾草,
具有适应性强、抗寒、耐旱、耐盐碱等特点,特别是对
小麦(Triticum aestivum)的多种病害具有明显的抗
性,在其远缘杂交育种研究中具有十分重要的作
用[5-6]。同时偃麦草也是一种优良牧草和草坪草资
源,是新疆、青海、内蒙古等省(区)重要的牧草资源
和防风固沙植物[7]。目前,有关偃麦草属种质资源
耐盐性的研究多是从形态、生理响应角度出发,对种
子萌发期或苗期的偃麦草、中间偃麦草、毛偃麦草等
进行鉴定和评价,且多针对单盐胁迫条件下国外引
入的偃麦草属资源[8-11],但土壤中的盐分大多数是
以NaCl、Na2SO4 混盐形式存在并影响植物的生长
发育[12]。相对而言,在混盐胁迫条件下对我国不同
来源或不同生境下偃麦草种质资源耐盐性的评价较
少。与此同时,种子萌发期是种子植物生活史中的
关键阶段,一直被认为是鉴定植物抗旱、耐盐性的重
要时期[13-16]。基于以上认识,本试验以 NaCl、
Na2SO4 混合盐溶液模拟盐胁迫,对引自北京市农
林科学院和采自新疆不同生态环境的38份偃麦草
种质资源进行种子萌发期的耐盐性评价,力图筛选
出耐盐性强的生态型,为进一步培育适宜我国盐渍
土种植的优良偃麦草新品种提供依据。
1 材料与方法
1.1试验材料 供试偃麦草材料共计38份,其中4
份引自北京市农林科学院,34份采自新疆不同生境
(表1)。2006年6月,将供试材料条植于新疆农业大
学试验场,出苗后进行正常田间管理工作[13]。本试
验所需偃麦草种子于2010年7月采自该试验区。
1.2试验设计 精选大小一致、籽粒饱满、无破损
种子50粒,70%酒精消毒30~60s后,蒸馏水冲洗
干净放于直径为9cm的培养皿中,以双层滤纸为芽
床。用1.2%NaCl和 Na2SO4 混合溶液(NaCl与
Na2SO4 的质量比为1∶1)10mL模拟盐胁迫[8],对
照加入10mL蒸馏水,置于变温光照培养箱进行发
芽,高温30℃(8h,3 000lx光照强度),低温20℃
(16h,黑暗),每处理重复5次。以胚根突破种皮1
* 收稿日期:2011-11-17 接受日期:2012-04-19
基金项目:新疆自然科学基金(2012211A060)
作者简介:孙宗玖(1975-),男,内蒙古敖汉人,副教授,博士,主要从事草地培育管理、草种资源评价及草坪学的教学与科研工作。
E-mail:nmszj@21cn.com
通信作者:李培英 E-mail:nmlpy_1234@sina.com.cn
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mm、胚芽为种子长1/2为发芽标准,逐日定时记载
发芽种子数。21d后结束试验时,每重复随机选取
10株幼苗,用精度为0.1cm的刻度尺测量胚根长、
胚芽长,用精度为0.1mg电子天平称量幼苗质量。
表1 供试材料偃麦草资源的编号及来源
Table 1 Code and origin of Elytrigia repens genotypes
编号
Serial code
采集地点或引种地
Colecting or introducing site
东经(E)
Longitude
北纬(N)
Latitude
海拔
Altitude/m
E01 乌鲁木齐市永丰乡Yongfeng Township,Urumqi 87°18′ 43°30′ 1 620
E02 阿勒泰北屯镇Beitun Township,Altai 88°03′ 47°18′ 540
E03 阿勒泰北屯镇Beitun Township,Altai 87°48′ 47°22′ 552
E04 阿勒泰布尔津县Buerjin County,Altai 86°53′ 47°42′ 456
E06 阿勒泰福海县Fuhai County,Altai 87°27′ 47°13′ 489
E07 阿勒泰哈巴河县 Habahe County,Altai 86°26′ 48°04′ 544
E08 阿勒泰红敦乡 Hongdun Township,Altai 88°14′ 47°43′ 741
E09 阿勒泰喇玛昭乡Lamazhao Township,Altai 88°23′ 47°45′ 888
E10 阿勒泰喇玛昭乡Lamazhao Township,Altai 88°11′ 47°17′ 556
E11 阿勒泰市桦林公园 Hualin park,Altai 88°07′ 47°52′ 936
E12 乌鲁木齐后峡乡 Houxia Township,Urumqi 87°12′ 43°19′ 1 950
E13 乌鲁木齐永丰乡Yongfeng Township,Urumqi 87°29′ 43°43′ 1 120
E15* 北京市农林科学院Beijing Academy of Agriculture and Sciences - - -
E16** 乌鲁木齐南山Nanshan Mountain,Urumqi - - -
E17* 北京市农林科学院Beijing Academy of Agriculture and Sciences - - -
E18 昌吉呼图壁县 Hutubi County,Changji - - -
E19 乌鲁木齐三坪农场Sanping farm,Urumqi - - -
E21* 北京市农林科学院Beijing Academy of Agriculture and Sciences - - -
E23 乌鲁木齐后峡乡 Houxia Township,Urumqi 87°11′ 43°16′ 2 080
E24 哈密伊吾乡Yiwu Township,Hami - - -
E25 阿勒泰福海县Fuhai County,Altai 87°30′ 47°07′ 494
E26 阿勒泰喇玛昭乡Lamazhao Township,Altai 88°23′ 47°45′ 865
E27 焉耆县四十里城Sishilicheng vilage,Yanji - - -
E28 阿勒泰北屯镇Beitun Township,Altai 87°48′ 47°22′ 552
E29 阿勒泰哈巴河县 Habahe County,Altai 86°20′ 48°06′ 515
E30 阿勒泰布尔津县Buerjin County,Altai 86°52′ 47°43′ 480
E31 焉耆县四十里城Sishilicheng vilage,Yanji - - -
E32* 北京市农林科学院Beijing Academy of Agriculture and Sciences - - -
E33 昌吉呼图壁县 Hutubi County,Changji - - -
E34** 乌鲁木齐市南山Nanshan Mountain,Urumqi - - -
E35 哈密市 Hami - - -
E36 哈密市 Hami - - -
E37 库尔勒阿瓦提乡Awati Township,Kuerle - - -
E38 和田民丰县 Minfeng County,Hetian - - -
E39 焉耆县霍拉山沟Alashangou,Yanji - - -
E40 乌鲁木齐东山区Dongshan District,Urumqi 87°47′ 43°49′ 1 000
E41 伊犁昭苏马场Zhaosu horse farm,Yili 84°43′ 43°06′ 1 830
E42 伊犁昭苏马场Zhaosu horse farm,Yili 81°00′ 43°07′ 1 870
注:*为引种,**为多年驯化,“-”表示未测定。
Note:*mean introduction,** mean domestication,“-”mean no measuring.
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1.3测定内容及方法
1.3.1种子活力 种子活力测定按照以下公式计
算。
发芽率=
发芽总数
供试种子数×100%;
发芽势=
前7d发芽数
供试种子数 ×100%;
发芽指数=∑
DG
DT
;
式中,DG 为逐日发芽数,DT 为相应DG 的发芽天
数。
活力指数=发芽指数×幼苗质量。
1.3.2种子萌发特性 主要包括相对胚芽长、相对
胚根长、相对发芽率、相对发芽势、相对活力指数的
计算。
相对性状指标=
盐胁迫下各性状测定值
对照各性状测定值 ×100%。
1.3.3萌发耐盐指数及萌发胁迫指数 参考李培英
等[13]、王赞等[14]及安永平等[15]方法。
萌发耐盐指数=
盐胁迫下萌发指数
对照萌发指数 ×100%。
萌发指数 =1.00G2 +0.75G4 +0.50G6 +
0.25G8。
式中,G2、G4、G6、G8 分别为各供试偃麦草材料第2、
4、6、8天的种子发芽率。
萌发胁迫指数=
盐胁迫下种子发芽指
对照种子发芽指数 ×100%。
1.4 数据处理 利用 Microsoft Excel 2003及
SPSS 11.5进行数据的处理与分析。
降低率=
对照值-处理值
对照值 ×100%。
采用隶属函数法[13-14]进行耐盐性综合评定,首
先按照式(1)进行数据的标准化处理;然后按照式
(2)、(3)、(4)依次计算标准差系数(Vj)、权重系数
(Wj)、隶属函数值(D)。
μ(xj)=
xj-xmin
xmax-xmin
; (1)
Vj=
∑
n
i=1
(xij-xj)槡 2
xj
; (2)
Wj=
Vj
∑
m
j=1
Vj
; (3)
D=∑
n
j=1
[μ(xj)×Wj]。 (4)
式中,j=1,2,3,…n,xj 表示第j个指标值,xmin表
示第j个指标的最小值,xmax表示第j个指标的最大
值。
2 结果与分析
2.1盐胁迫对38份偃麦草材料种子活力的
影响 与对照相比,盐胁迫下38份偃麦草材料的
发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数均出现降低趋
势(表2),但降低幅度存在一定的差异,依次为
24.2%~95.1%、25.0% ~100.0%、10.2% ~
96.1%、42.7%~98.1%。从发芽率看,E27、E37、
E40、E33、E35、E06、E41降幅较大,均大于88.6%,
E03、E16、E17、E31降低幅度较小,均小于35.7%,
且E03(75.8%)、E16(72.9%)、E17(69.4%)、E31
(64.3%)的相对发芽率显著高于E27(4.9%)、E37
(5.9%)(P<0.05),显示出较强的耐盐能力;材料
E01、E02、E06、E10、E18、E19、E21、E24、E28、E30、
E33、E34、E35、E36、E37、E39、E40、E41的发芽势降
低幅度最大,为100.0%,7d内均没有萌发,其相对
发芽势也表现最低,为0,而材料E03降低幅度最
小,为25.0%;发芽指数降低幅度大于90%的材料
有E27、E37、E40、E06、E33、E41,而E42、E17、E03
的降幅较小,小于 35.0%;活力指数降幅大于
90.0%的有 E27、E37、E06、E33、E41、E40、E35、
E30、E38,降幅小于50%的材料有E17、E03、E04、
E42,且E17、E03、E04的相对活力指数显著高于
E27、E37(P<0.05)。
2.2盐胁迫对种子萌发特性的影响 盐胁迫
下38份偃麦草材料间相对胚根长、相对胚芽长均存
在显著差异(P<0.05,表3)。从相对胚根长看,盐
胁迫对E17、E31、E25、E18、E28抑制较轻,依次为
29.7%、28.5%、22.2%、21.6%、20.4%,而 E38、
E08、E40则表现受抑制较重,均在6.0%以下;从相
对胚芽长看,材料 E04、E31受抑制最轻,分别为
66.8%、63.0%,而 E23、E27受胁迫较重,分别为
20.4%、26.2%。
2.3盐胁迫对萌发胁迫指数及萌发耐盐指数
的影响 盐胁迫下38份偃麦草材料间萌发耐盐
指数、萌发胁迫指数差异显著(P<0.05,表3)。材
料E03、E38的萌发耐盐指数较大,依次为61.1%、
57.2%,显著高于萌发耐盐指数小于8.0%的材料,
包括E02、E06、E11、E18、E19、E24、E27、E28、E33、
E 34、E35、E37、E39、E41(P<0.05),显示出较强的
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表2 盐胁迫对偃麦草种子活力的影响
Table 2 Effects of salt stress on seed vigor of Elytrigia repens
编号
Code
发芽率
Germination rate/%
处理
Treatment
对照
Control
相对发芽率
Relative
germination
rate/%
发芽势
Germination potential/%
处理
Treatment
对照
Control
相对发芽势
Relative
germination
potential/%
发芽指数
Germination index
处理
Treatment
对照
Control
活力指数
Vigor index
处理
Treatment
对照
Control
相对活
力指数
Relative
vigor
index/%
E01 26.7 86.0 31.0 0.0 11.3 0.0 0.016 0.087 0.003 0.016 12.7
E02 16.0 86.7 18.5 0.0 12.7 0.0 0.013 0.083 0.002 0.014 10.7
E03 48.0 63.3 75.8 20.0 26.7 75.0 0.061 0.091 0.010 0.017 55.9
E04 43.3 89.3 48.5 0.7 20.0 3.3 0.038 0.076 0.004 0.008 53.9
E06 9.3 84.0 11.1 0.0 8.7 0.0 0.007 0.091 0.001 0.017 4.7
E07 16.0 66.7 24.0 1.7 11.3 14.7 0.015 0.070 0.002 0.012 15.9
E08 22.7 87.3 26.0 4.0 24.7 16.2 0.021 0.078 0.002 0.011 21.4
E09 23.7 87.3 27.1 1.0 13.0 7.7 0.023 0.089 0.004 0.016 24.7
E10 22.0 87.3 25.2 0.0 13.3 0.0 0.019 0.094 0.002 0.017 13.8
E11 20.7 85.3 24.2 1.3 23.3 5.7 0.017 0.096 0.002 0.018 10.8
E12 31.3 86.7 36.2 10.7 20.0 53.3 0.033 0.106 0.004 0.016 23.5
E13 40.7 94.0 43.3 2.7 24.7 10.8 0.036 0.092 0.004 0.016 27.1
E15 40.7 76.7 53.0 2.0 15.3 13.0 0.038 0.097 0.005 0.017 30.4
E16 70.0 96.0 72.9 7.3 23.3 31.4 0.069 0.118 0.008 0.022 36.5
E17 68.0 98.0 69.4 4.7 38.0 12.3 0.064 0.092 0.008 0.014 57.3
E18 18.7 70.0 26.7 0.0 11.3 0.0 0.016 0.082 0.002 0.012 16.1
E19 15.0 90.7 16.5 0.0 9.3 0.0 0.012 0.075 0.001 0.012 11.3
E21 19.3 70.7 27.4 0.0 4.0 0.0 0.016 0.090 0.002 0.017 12.4
E23 16.0 90.7 17.6 3.3 20.7 16.1 0.015 0.100 0.002 0.017 12.0
E24 22.0 87.3 25.2 0.0 28.0 0.0 0.021 0.092 0.003 0.017 15.1
E25 28.7 82.7 34.7 4.0 19.3 20.7 0.031 0.086 0.004 0.012 30.1
E26 40.0 72.7 55.0 2.0 11.0 18.2 0.036 0.072 0.004 0.012 35.4
E27 4.0 82.0 4.9 0.7 13.3 5.0 0.003 0.082 0.000 0.019 1.9
E28 22.0 86.0 25.6 0.0 17.3 0.0 0.019 0.095 0.002 0.017 13.1
E29 16.0 92.7 17.3 2.0 17.3 11.5 0.016 0.079 0.002 0.015 13.5
E30 14.0 82.7 16.9 0.0 6.0 0.0 0.013 0.095 0.001 0.015 8.8
E31 60.0 93.3 64.3 8.0 26.7 30.0 0.061 0.109 0.010 0.022 43.0
E32 28.0 88.7 31.6 3.3 30.7 10.9 0.026 0.078 0.003 0.014 20.8
E33 6.7 62.0 10.8 0.0 5.3 0.0 0.005 0.069 0.001 0.013 5.7
E34 12.7 74.0 17.1 0.0 14.0 0.0 0.012 0.089 0.002 0.014 10.9
E35 9.3 84.0 11.1 0.0 23.3 0.0 0.008 0.065 0.001 0.013 7.9
E36 31.3 58.0 54.0 0.0 7.3 0.0 0.024 0.069 0.003 0.012 28.3
E37 5.3 90.7 5.9 0.0 7.3 0.0 0.004 0.074 0.000 0.011 3.6
E38 18.7 88.7 21.1 2.0 3.3 60.0 0.018 0.102 0.001 0.016 9.4
E39 19.3 94.0 20.6 0.0 23.3 0.0 0.016 0.086 0.002 0.017 11.7
E40 6.0 90.0 6.7 0.0 8.0 0.0 0.005 0.070 0.001 0.013 6.7
E41 8.0 70.0 11.4 0.0 2.0 0.0 0.005 0.068 0.001 0.011 6.1
E42 24.0 82.7 29.0 2.7 9.3 28.6 0.025 0.028 0.003 0.006 50.2
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表3 盐胁迫对偃麦草种子萌发特性及萌发胁迫指数和萌发耐盐指数的影响
Table 3 Effects of salt stress on seed germination characteristics,stress on seed germination stress index and
germination salt tolerance index of Elytrigia repens %
编号
Code
相对胚根长
Relative length of
radicle
相对胚芽长
Relative length of
plumule
编号
Code
相对胚根长
Relative length of
radicle
相对胚芽长
Relative length of
plumule
E01 19.8bcde 59.5abc E01 18.2fghi 11.7cd
E02 10.0fghij 40.8bcdefghi E02 15.2fghi 4.0d
E03 9.3fghij 47.5abcdefgh E03 66.9a 61.1a
E04 12.5defghij 66.8a E04 50.7abcd 14.0cd
E06 15.0cdefghij 55.0abcde E06 7.5hi 0.0d
E07 14.8cdefghij 45.9abcdefgh E07 21.2fghi 12.5cd
E08 5.8ij 27.4ghi E08 26.5efghi 17.4cd
E09 10.8efghij 34.2defghi E09 25.2fghi 20.6bcd
E10 17.3cdefg 53.5abcdef E10 20.3fghi 17.6cd
E11 7.2hij 32.8efghi E11 18.2fghi 5.9d
E12 15.9cdefgh 35.9cdefghi E12 31.5defgh 21.6bcd
E13 15.0cdefghij 44.1abcdefgh E13 39.4bcdef 10.0cd
E15 11.4efghij 42.9bcdefghi E15 39.4bcdef 8.6cd
E16 17.1cdefg 51.8abcdef E16 58.6ab 47.4abc
E17 29.7a 45.5abcdefgh E17 69.6a 9.1cd
E18 21.6abcd 52.3abcdef E18 20.1fghi 4.5d
E19 9.0fghij 34.1defghi E19 15.9fghi 3.0d
E21 13.3cdefghij 57.5abcd E21 17.4fghi 28.6abcd
E23 9.4fghij 20.4i E23 15.4fghi 14.0cd
E24 11.9efghij 55.0abcde E24 22.9fghi 6.4d
E25 22.2abc 55.7abcde E25 35.6bcdefg 35.7abcd
E26 14.9cdefghij 49.2abcdefgh E26 50.0abcde 29.0abcd
E27 11.1efghij 26.2hi E27 3.9i 0.0d
E28 20.4bcde 45.0abcdefgh E28 19.8fghi 3.7d
E29 15.9cdefgh 48.5abcdefgh E29 20.2fghi 21.4bcd
E30 19.7bcde 46.8abcdefgh E30 13.3ghi 9.1cd
E31 28.5ab 63.0ab E31 56.4abc 34.0abcd
E32 15.2cdefghi 46.2abcdefgh E32 33.4cdefg 25.0abcd
E33 11.5efghij 44.3abcdefgh E33 7.8hi 0.0d
E34 12.4defghij 33.5efghi E34 13.2ghi 3.6d
E35 13.6cdefghi 47.2abcdefgh E35 12.5ghi 2.0d
E36 18.3cdef 50.2abcdefg E36 33.9cdefg 10.0cd
E37 10.8efghij 30.2fghi E37 4.8i 0.0d
E38 5.3j 27.9ghi E38 17.2fghi 57.2ab
E39 6.2hij 39.4bcdefghi E39 19.1fghi 8.0d
E40 5.9ij 46.2abcdefgh E40 7.2hi 11.1cd
E41 7.3hij 32.7efghi E41 8.0hi 0.0d
E42 7.9ghij 43.0bcdefghi E42 51.4abcd 31.3abcd
注:同列不同小写字母表示在5%水平差异显著。
Note:Different lower case letters in same column mean significant difference at 0.05level.
9011
PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.29,No.07) 07/2012
表4 偃麦草种质资源指标间的相关分析
Table 4 Correlation analysis of indexes of Elytrigia repens germplasm
项目
Item
相对发芽率
Relative
germination
rate
相对发芽势
Relative
germination
potential
萌发胁迫指数
Germination
stress index
相对活力指数
Relative
vigor index
相对胚根长
Relative length
of radicle
相对胚芽长
Relative length
of plumule
萌发耐盐指数
Germination salt
tolerance index
相对发芽率Relative
germination rate
1.00 0.51** 0.83** 0.87** 0.46** 0.43** 0.57**
相对发芽势Relative
germination energy
1.00 0.53** 0.50** -0.05 -0.11 0.84**
萌发胁迫指数
Germination
stress index
1.00 0.95** 0.30 0.34* 0.58**
相对活力指数
Relative
vitality index
1.00 0.34* 0.39* 0.53**
相对胚根长
Relative length of
embryonic root
1.00 0.58** 0.03
相对胚芽长
Relative length of
embryonic bud
1.00 0.17
萌发耐盐指数
Germination salt
tolerance index
1.00
注:** 表示相关程度达到0.01水平;*表示相关程度达到0.05水平。
Note:*and**mean significant correlation at 0.05and 0.01level,respectively.
耐盐能力。材料E17、E03的萌发胁迫指数相对较
高,分别为69.6%、66.9%,显著高于E27(3.9%)、
E37(4.8%)(P<0.05),其余材料居中。在38份偃
麦草材料中,萌发胁迫指数大于50%、萌发耐盐指
数大于30%的材料有4份,即 E03、E16、E31和
E42;萌发耐盐指数为0,且萌发胁迫指数小于5%
的种质有2份,即E27和E37。
2.4偃麦草种质资源耐盐性综合评价 由于
盐胁迫下相对发芽率、相对发芽势、相对活力指数、
相对胚根长、相对胚芽长、萌发耐盐指数、萌发胁迫
指数中大多数指标间均存在显著正相关关系(表
4),说明各指标在提供偃麦草耐盐信息时存在一定
的重叠,会影响到耐盐综合评价结果的准确性,需对
耐盐评价指标进行主成分分析,形成综合指标再进
行耐盐性评价,相对比较客观。
主成分分析表明(表5),7个耐盐性指标被转化
为2个新的综合指标,且这2个指标的累积贡献率
达80.43%,即涵盖了7个单项指标80.43%的耐盐
信息。C(Ⅰ)中相对发芽率、相对活力指数、萌发胁
迫指数的因子负荷均在0.90以上,可以理解为盐胁
迫下偃麦草种子萌发活力情况;C(Ⅱ)中因子负荷
均大于0.70的指标有相对胚根长、相对胚芽长,可
理解为盐胁迫下偃麦草种子的萌发生长情况。采用
隶属函数法,以C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为评价指标,利用公
表5 偃麦草各综合指标的因子负荷量及贡献率
Table 5 Characteristic vector and contribution ration of
comprehensive indexes factors of Elytrigia repens
指标负荷量Characteristic vector C(Ⅰ) C(Ⅱ)
相对发芽率Relative germination rate 0.923 0.112
相对发芽势
Relative germination potential
0.669-0.640
萌发胁迫指数germination stress index 0.919-0.017
相对活力指数Relative vigor index 0.927 0.053
相对胚根长
Relative length of radicle
0.431 0.731
相对胚芽长
Relative length of plumule
0.462 0.705
萌发耐盐指数
Germination salt tolerance index
0.743 0.469
贡献率Contribution ratio/% 56.48 23.95
0111
07/2012 草 业 科 学 (第29卷07期)
表6 偃麦草综合指标值C(x)、权重Wj、隶属函数值D与综合评价值
Table 6 Comprehensive indexes C(x),weight Wj,value of subordinate function Dand
comprehensive evaluation of Elytrigia repens
编号
Code
C(Ⅰ) C(Ⅱ) D(Ⅰ) D(Ⅱ)
综合评价值
Comprehensive evaluation
排序
Seqence
E01 -0.735 1.150 0.072 0.249 0.321 19
E02 -0.690 -0.383 0.078 0.147 0.226 29
E03 3.367 -0.617 0.681 0.132 0.813 1
E04 0.454 1.525 0.248 0.274 0.522 7
E06 -1.217 0.428 0.000 0.201 0.201 33
E07 -0.218 0.008 0.148 0.173 0.322 17
E08 0.390 -1.365 0.239 0.082 0.321 18
E09 0.173 -0.604 0.207 0.133 0.339 15
E10 -0.534 0.637 0.101 0.215 0.317 21
E11 -0.337 -0.939 0.131 0.110 0.241 27
E12 1.054 -0.712 0.338 0.125 0.463 9
E13 0.178 0.400 0.207 0.199 0.407 13
E15 0.401 0.185 0.241 0.185 0.426 11
E16 1.752 0.641 0.441 0.215 0.657 3
E17 0.817 2.196 0.302 0.319 0.621 4
E18 -0.820 1.073 0.059 0.244 0.303 22
E19 -0.632 -0.721 0.087 0.125 0.212 31
E21 -0.310 0.381 0.135 0.198 0.333 16
E23 0.009 -1.556 0.182 0.069 0.252 26
E24 -0.616 0.433 0.089 0.202 0.291 23
E25 0.530 0.925 0.260 0.234 0.494 8
E26 0.955 0.533 0.323 0.208 0.531 6
E27 -0.912 -1.168 0.045 0.095 0.140 38
E28 -0.794 0.666 0.063 0.217 0.280 24
E29 -0.252 0.062 0.143 0.177 0.320 20
E30 -0.893 0.481 0.048 0.205 0.253 25
E31 1.125 2.054 0.348 0.309 0.657 2
E32 0.199 0.153 0.210 0.183 0.393 14
E33 -1.038 -0.246 0.027 0.156 0.183 35
E34 -0.708 -0.510 0.076 0.139 0.214 30
E35 -0.987 0.051 0.034 0.176 0.210 32
E36 -0.087 1.116 0.168 0.247 0.415 12
E37 -0.996 -0.932 0.033 0.111 0.144 37
E38 1.682 -2.602 0.431 0.000 0.431 10
E39 -0.455 -0.713 0.113 0.125 0.239 28
E40 -0.764 -0.728 0.067 0.124 0.192 34
E41 -0.837 -1.005 0.056 0.106 0.162 36
E42 1.747 -0.295 0.440 0.153 0.594 5
Wj 0.681 0.319
式(1)~(4)进行综合指标的权重(Wj)、隶属函数值
(D)与偃麦草耐盐综合评价值的计算,结果如表6
所示。38 份偃麦草材料间的综合评价值介于
0.140~0.813,其中综合评价值大于0.60以上的材
料有 E03(0.813)、E31(0.657)、E16(0.657)、E17
(0.621),表明种子萌发期这4份材料具有较强的耐
1111
PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.29,No.07) 07/2012
盐能力;综合评价值0.20以下的材料有5份,即E27
(0.140)、E37(0.144)、E41(0.162)、E33(0.183)、E40
(0.192),显示出较弱的耐盐性;其余29份种质材料
耐盐性居中,综合评价值在0.20~0.60。
3 讨论与结论
盐胁迫是全球普遍存在的一种非生物胁迫,是
限制植物生长和发育的主要环境因素[17-20]。不同物
种对盐渍环境的适应能力和适应机制均会存在明显
的差异,即使是同一物种或品种其耐盐性也因发育
阶段不同而改变[21]。一些研究表明[22-23],种子在萌
发阶段对环境的盐分反应是非常敏感的,可以作为
评价植物耐盐性的一个主要阶段,并在大豆(Gly-
cine max)、水稻(Oryza sativa)、紫花苜蓿(Medica-
go sativa)、甜高粱(Sorghum bicolor)等作物上得以
应用[24-25]。本研究采用1.2%的 NaCl和 Na2SO4
混合溶液对38份偃麦草材料进行耐盐性研究表明,
与对照相比,盐胁迫降低了偃麦草材料的种子发芽
率、发芽势、发芽指数、活力指数,降低幅度依次为
24%~95%、25% ~100%、10% ~97%、42% ~
99%,抑制了其胚芽和胚根的生长,降低了偃麦草的
萌发性能;各测定指标间的降幅差异也显示出偃麦
草材料间的耐盐差异性,且萌发耐盐指数结合萌发
胁迫指数筛选出的盐敏感及耐盐偃麦草种质材料,
与利用隶属函数综合评价法筛选的材料基本一致,
一定程度上说明可通过这2个指标进行种子萌发期
极端耐盐材料的筛选。
从野生植物资源中筛选耐盐性强的优良牧草、
草坪草种质材料,再结合传统育种手段或现代生物
技术手段培育新的品种(系)是丰富我国国产草种资
源及挖掘优良耐盐基因的重要途径之一。本研究采
用隶属函数法对偃麦草种子萌发期耐盐性进行综合
评价,初步评价认为其耐盐性由强到弱依次为E03、
E31、E16、E17、E42、E26、E04、E25、E12、E38、E15、
E36、E13、E32、E09、E21、E07、E08、E01、E29、E10、
E18、E24、E28、E30、E23、E11、E39、E02、E34、E19、
E35、E06、E40、E33、E41、E37、E27。从耐盐排序上
看,偃麦草耐盐性强弱与其地理分布的小生境密切
相关,是长期适应盐碱、干旱等逆境环境的结果。如
材料E31、E27同样来源于新疆南疆焉耆县四十里
城,但在耐盐上却显示较大的差异性,E31采自路
边,经常受到践踏,土壤相对干旱,盐碱性较大,而
E27则采自农田边,相对环境条件较好,土壤盐碱含
量较轻。同样采集新疆北疆昭苏马场的材料 E41
和E42间的耐盐性差异也较大,前者分布在农田
边,而后者分布在河岸边。从耐盐性较强的E03、
E16、E31、E42、E26、E04、E25看,虽然材料来自的地
理区域范围较大,但它们都有一个相似的小生境条
件,多数分布在路边、渠边或林下,常常与赖草(Ley-
mus secalinus)混生,或分布在干旱盐碱含量较大的地
方,而耐盐性较弱的材料多分布在农田边、果园等地
或土壤相对肥沃的草原区。因此,从野生植物资源中
筛选耐盐性强的优良牧草、草坪草种质材料时,应在
尽量保证其生态地理环境多样性的同时,更注意小环
境的差异,以便筛选出更优良的耐盐牧草。
由于植物耐盐性是由多因素相互作用而形成的
一个较为复杂的生态、生理响应过程,即使是同一种
植物耐盐性的鉴定,也往往由于所处生育期的不同
而表现出一定的差异。本研究仅从种子萌发期对供
试的38份偃麦草材料进行了耐盐性综合评价,为了
更好地保障筛选出的材料准确可靠,还需要对筛选
出的材料进行苗期盐胁迫的监测与验证,以便更好
地指导生产实践。
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Evaluation on the salt tolerance of 38germplasm resources of
Elytrigria repens at seed germination stage
SUN Zong-jiu,LI Pei-ying,Abulaiti,JI Peng-fei
(Colege of Grassland and Environmental Sciences,Xinjiang Agricultural University,
Key Laboratory of Grassland Resources and Ecology of Xinjiang,Urumqi 830052,China)
Abstract:Based on simulation salt stress with mixture of 1.2%of NaCl∶Na2SO4(1∶1),the routine paper
bed culture was used to estimate the salt tolerance of 38germplasm resources of Elytrigria repens at the
seed germination stage by measuring the germination rate,germination energy,germ length,embryonic
root length,vitality index,germination salt tolerance index and germination stress index.The results of
this study showed that the salt stress decreased the germination rate,germination energy,germination
Index and vitality index of E.repens,inhibited the growth of E.repens germ and radical,and also
decreased the germination characteristic of E.repens.According to the comprehensive evaluation value,
the salt tolerance sequence of 38 E.repens accessions from high to low was E03,E31,E16,E17,E42,
E26,E04,E25,E12,E38,E15,E36,E13,E32,E09,E21,E07,E08,E01,E29,E10,E18,E24,E28,
E30,E23,E11,E39,E02,E34,E19,E35,E06,E40,E33,E41,E37,E27.
Key words:Elytrigia repens;salt tolerance;Membership function method;Principal component analysis;
seed germination
Corresponding author:LI Pei-ying E-mail:nmlpy_1234@sina.com.cn
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