全 文 ：高粱种质材料幼苗期耐盐碱性评价*
高建明1 摇 夏卜贤1 摇 袁庆华2 摇 罗摇 峰1 摇 韩摇 芸1 摇 桂摇 枝1 摇 裴忠有1 摇 孙守钧1**
( 1天津农学院农学系作物遗传育种重点实验室, 天津 300384; 2中国农业科学研究院北京畜牧兽医研究所, 北京 100193)
摘摇 要摇 采用 Hoagland营养液砂培法,以 NaCl和 Na2CO3组成的混合盐碱对高粱幼苗进行胁
迫处理,建立高粱幼苗期耐盐碱评价方法,并评价了 66 份高粱种质材料的耐盐碱性.结果表
明: 盐浓度在 8郾 0 ~ 12. 5 g·L-1时,高粱耐盐碱品种‘TS鄄185爷与盐碱敏感品种‘Tx鄄622B爷在幼
苗期的耐盐碱性差异明显,表明进行高粱幼苗期耐盐碱性评价时适宜的盐浓度范围为 8郾 0 ~
12郾 5 g·L-1 .在 10. 0 和 12. 5 g·L-1 2 个盐浓度下,66 份高粱种质材料的相对存活率、相对地
上部鲜质量和相对株高的差异均达显著水平,表明不同品种的耐盐碱性不同.其中,‘三尺三爷
为高度耐盐碱品种,‘MN鄄2735爷等 16 个品种为耐盐碱品种,‘EARLY HONEY爷等 32 个品种为
中等耐盐碱品种,‘Tx鄄622B爷等 16 个品种为盐碱敏感品种,‘MN鄄4588爷为高度盐碱敏感品种.
苏丹草类型高粱一般具有较高的耐盐碱性,而保持系对盐碱较为敏感.
关键词摇 高粱摇 种质材料摇 耐盐碱性摇 幼苗期
文章编号摇 1001-9332(2012)05-1303-08摇 中图分类号摇 S514摇 文献标识码摇 A
Salt鄄alkaline tolerance of sorghum germplasm at seedling stage. GAO Jian鄄ming1, XIA Bu鄄
xian1, YUAN Qing鄄hua2, LUO Feng1, HAN Yun1, GUI Zhi1, PEI Zhong鄄you1, SUN Shou鄄jun1
( 1Key Laboratory of Crop Genetics and Breeding, Department of Agronomy, Tianjin Agricultural Col鄄
lege, Tianjin 300384, China; 2 Institute of Animal Science, Chinese Academy of Agricultural Sci鄄
ences, Beijing 100193, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(5): 1303-1310.
Abstract: A sand culture experiment with Hoagland solution plus NaCl and Na2CO3 was conducted
to study the responses of sorghum seedlings to salt鄄alkaline stress. An assessment method for identif鄄
ying the salt鄄alkaline tolerance of sorghum at seedling stage was established, and the salt鄄alkaline
tolerance of 66 sorghum genotypes was evaluated. At the salt concentrations 8. 0 -12. 5 g·L-1,
there was a great difference in the salt鄄alkaline tolerance between tolerant genotype ‘TS鄄185爷 and
susceptive ‘Tx鄄622B爷, suggesting that this range of salt concentrations was an appropriate one to
evaluate the salt鄄alkaline tolerance of sorghum at seedling stage. At the salt concentrations 10. 0 and
12. 5 g·L-1, there existed significant differences in the relative livability, relative fresh mass, and
relative height among the 66 genotypes, indicating a great difference in the salt鄄alkaline tolerance
among these genotypes. The genotype ‘Sanchisan爷 was highly tolerant, 16 genotypes such as ‘MN鄄
2735爷 were tolerant, 32 genotypes such as ‘EARLY HONEY爷 were mild tolerant, 16 genotypes
such as ‘ Tx鄄622B爷 were susceptive, and genotype ‘ MN鄄4588爷 was highly susceptive to salt鄄
alkaline stress. Most of the sorghum genotypes belonging to Sudangrasses possessed a high salt鄄
alkaline tolerance, while the sorghum genotypes belonging to maintainer lines were in adverse.
Key words: sorghum; germplasm; salt鄄alkaline tolerance; seedling stage.
*国家科技支撑计划项目(2011BAD17B01)和天津市科技支撑重点
项目(10ZCKFNC00100)资助.
**通讯作者. E鄄mail: sunshoujun2001@ yahoo. com. cn
2011鄄08鄄31 收稿,2012鄄02鄄21 接受.
摇 摇 土壤盐渍化是影响农业生产和生态环境的世界
性问题之一,我国有逾 2000 万 hm2盐碱地和 600 万
hm2盐渍化土地,主要分布在东北、华北、西北和黄
淮海流域[1] .利用和改良这些土壤对我国北方农业
发展与生态环境治理具有重要意义. 在改良和利用
盐碱地的诸多方法中,种植耐盐碱作物是一种经济、
有效的措施.高粱是世界上主要的粮食和饲料作物
之一,为 C4植物,生物产量高,具有抗旱、耐盐碱、耐
涝等特点. 按用途和特性,可将栽培高粱( Sorghum
bicolor)分为甜高粱、苏丹草和粒用高粱 3 大类. 其
中,甜高粱是重要的饲料作物和最有希望的能源作
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 5 月摇 第 23 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2012,23(5): 1303-1310
物之一,苏丹草是优质饲草,粒用高粱的籽粒可饲
用、酿酒和食用.有研究表明,不同植物的种或品种
间的耐盐碱性存在较大差异,耐盐碱品种一般可在
中等浓度的盐碱地上正常生长并产生较高的生物产
量,与水稻、小麦、玉米等禾本科作物相比,高粱是较
耐盐碱的作物,在盐碱地上种植可获得较高的经济
效益[2-5],因此,研究高粱的耐盐碱性、选育耐盐碱
高产的高粱新品种,对开发利用盐碱化地区的土地
资源具有重要意义.但是,由于目前我国高粱的主栽
品种大多只能在盐碱含量较低的土壤上获得高产,
所以选育耐盐碱高产品种是高粱育种的重要方向之
一.植物耐盐碱性研究的第一步是种质材料或品种
的耐盐碱性评价,尤其是幼苗期的耐盐碱性评价.目
前,有关高粱耐盐碱性评价的研究大多集中在 NaCl
胁迫对高粱芽期和幼苗期的影响[6-12] .考虑到苗期
是高粱对盐分最敏感的时期之一,因而建立高粱苗
期耐盐碱性鉴定评价方法,并对大量种质材料进行
耐盐碱性鉴定是高粱耐盐碱性研究的首要工作. 本
研究建立了鉴定高粱幼苗期耐盐碱性的方法,并且
对 66 份高粱自交系在幼苗期的耐盐碱性进行鉴定,
为进一步开展高粱耐盐碱性基础研究和耐盐碱品种
的选育提供参考.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
供试高粱种质材料共 66 份,其中,甜高粱 48
份,苏丹草 7 份,粒用高粱 6 份,保持系 5 份(表 1).
1郾 2摇 盐浓度的确定
参考孙守钧等[6]和张云华等[7]的研究结果,首
先选用较耐盐碱品种‘ TS185爷和较敏感品种‘ Tx鄄
622B爷进行多个浓度下幼苗期的耐盐碱试验,以确
定高粱幼苗期耐盐碱评价试验的盐浓度. 试验采用
盆栽法,基质为河砂,完全随机设计,每处理重复 3
次.盐浓度设 2郾 0 ( CK)、2郾 0、4郾 0、6郾 0、8郾 0、10郾 0、
12郾 0 和 14郾 0 g·L-1共 8 个水平,其中,CK 只添加
NaCl,其他处理中的盐碱由 NaCl 和 Na2 CO3组成,
Na2CO3浓度均为 1郾 0 g·L-1 .试验步骤如下:
1)用种子风选净度仪对供试高粱种子进行清
选,然后采用培养皿法测定发芽率,计算各品种的播
种数目,以保证 CK的出苗数为每盒 50 株.
2)将河砂过筛(孔径 1 mm),用自来水洗净,烘
干;取砂 750 g装入塑料盒(12 cm伊12 cm伊5 cm)中,
加入 Hoagland营养液(pH 5郾 7)150 mL(约为河砂最
大持水量的 90% ),待其扩散均匀后烘干备用.
3)配制合适浓度的混合盐碱溶液,按每盒 150
mL分别添加到上述各塑料盒中,待溶液扩散均匀后
取一定数目的种子均匀播种,深度为 1 cm.
4)播种完成后于温室中进行自然光照培育,每
天定时称质量,并用蒸馏水补足.
5)第 8 天时统计出苗数并定苗,每盆保留生
长、分布均匀的 15 株苗,若盒中幼苗不足 15 株时则
全部保留.
6)第 15 天时统计正常苗数,将正常苗的地上
部分剪下并按照从小到大的顺序排列,选取中间 5
株测量单株的平均高度和平均苗质量. 正常苗的标
准为:茎、叶没有明显的受害症状,叶心存活,至少有
1 片绿叶 (叶片基本展开,1 / 2 以上面积为正常
绿色).
当 Hoagland营养液中含 1郾 0 g·L-1 Na2CO3时,
pH约为 9郾 5,出现沉淀,因此,上述步骤中将 Hoag鄄
land 营养液与盐碱溶液分开添加,这样可使盐离子
和营养元素在短时间内分散均匀. 第 15 天试验结
束,砂中水溶液的 pH约为 8郾 0,表明生长环境的 pH
一直呈碱性.
1郾 3摇 耐盐碱性评价
进行耐盐碱性评价试验时,除每处理重复 2 次、
盐浓度设 2郾 5(CK)、10郾 0、12郾 5 g·L-1共 3 个水平
外,其他与前述试验方法相同.
1郾 4摇 耐盐碱性性状
每品种共统计 4 个耐盐碱性性状,分别是相对
出苗率( relative emergence rate,RER)、相对存活率
(relative livability,RL)、相对地上部鲜质量( relative
shoot fresh mass,RSFM)和相对株高( relative plant
height,RH),其计算公式如下:
相对值 = 某处理的测定值 /对照的测定值 伊
100%
摇 摇 采用耐盐碱指数( salt鄄alkaline tolerance index,
STI)综合评价某一盐浓度下各种质材料的耐盐碱
性.参考程海涛等[13] 的方法并考虑到本研究中
RSFM与 RH相关性较高,计算公式如下:
STI = RL 伊 RSFM + RH( )2 伊 100%
1郾 5摇 数据处理
采用 SPSS 11郾 5郾 0 软件计算性状间的 Spearman
相关系数(琢=0郾 05).
4031 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
表 1摇 供试的 66 份高粱种质材料
Table 1摇 66 sorghum genotypes tested
品种
Genotype
统一编号或提供者
Accession or provider
类型
Type
品种
Genotype
统一编号或提供者
Accession or provider
类型
Type
Italian GW000011 甜高粱 W452 中国农业科学院作物品种资源
研究所
甜高粱
IS鄄4555 GW000686 甜高粱 W453 中国农业科学院作物品种资源
研究所
甜高粱
M鄄81E GW002399 甜高粱 W454 中国农业科学院作物品种资源
研究所
甜高粱
BABUSH GW003009 甜高粱 W455 中国农业科学院作物品种资源
研究所
甜高粱
Cowley GW003068 甜高粱 原甜 1 号 中国农业科学院作物研究所 甜高粱
EARLY HONEY GW003097 甜高粱 绿能 1 号 北京绿能经济植物研究所 甜高粱
Keller H郾 GW003224 甜高粱 绿能 2 号 北京绿能经济植物研究所 甜高粱
MAL GIUNRA GW003267 甜高粱 绿能 3 号 北京绿能经济植物研究所 甜高粱
MANYOBLE GW003273 甜高粱 8143 辽宁省农业科学院 甜高粱
MN鄄600 GW003348 甜高粱 8110鄄1 辽宁省农业科学院 甜高粱
MN鄄1500 GW003407 甜高粱 8110鄄2 辽宁省农业科学院 甜高粱
MN鄄3091 GW003574 甜高粱 07鄄27 天津农学院 甜高粱
MN鄄3461 GW003615 甜高粱 JUAR 天津农学院 甜高粱
MN鄄3506 GW003632 甜高粱 WPW 天津农学院 甜高粱
MN鄄4482 GW003794 甜高粱 原 341 天津农学院 甜高粱
MN鄄4486 GW003798 甜高粱 三尺三 00422 粒用高粱
MN鄄4489 GW003800 甜高粱 忻粱 52 00731 粒用高粱
MN鄄4588 GW003850 甜高粱 308 天津农学院 粒用高粱
RIO GW003945 甜高粱 1130 天津农学院 粒用高粱
ROMA GW003948 甜高粱 晋长 天津农学院 粒用高粱
SACCALINE鄄5 GW003968 甜高粱 四平 天津农学院 粒用高粱
SAKKARI GUILIGA JONNA GW003975 甜高粱 Tx鄄622B GW002661 保持系
SHANTUNG GW003989 甜高粱 7050B 辽宁省农业科学院 保持系
STRAIGHTNECK鄄1 GW003998 甜高粱 2731B 辽宁省农业科学院 保持系
STRAIGHTNECK鄄3 GW004000 甜高粱 314B 天津农学院 保持系
WRAY GW004069 甜高粱 594B 天津农学院 保持系
B35 GW004073 甜高粱 MN鄄2735 GW003469 苏丹草
BJ166 中国农业科学院作物
品种资源研究所
甜高粱 8169 辽宁省农业科学院 苏丹草
BJ285 中国农业科学院作物
品种资源研究所
甜高粱 TS185 天津农学院 苏丹草
BJ298 中国农业科学院作物
品种资源研究所
甜高粱 JS105 中国农业科学院草原研究所 苏丹草
BJ299 中国农业科学院作物
品种资源研究所
甜高粱 JS108 中国农业科学院草原研究所 苏丹草
BJ320 中国农业科学院作物
品种资源研究所
甜高粱 SOR 中国农业科学院草原研究所 苏丹草
BJ338 中国农业科学院作物
品种资源研究所
甜高粱 内农 1 号 中国农业科学院草原研究所 苏丹草
2摇 结果与分析
2郾 1摇 高粱幼苗性状随盐浓度的变化
由图 1 可以看出,耐盐碱品种‘TS185爷的相对
株高和相对地上部鲜质量随盐浓度的增加快速下
降,在盐浓度小于 8郾 0 g·L-1时,其相对出苗率和相
对存活率变化平稳,在盐浓度大于 8郾 0 g·L-1时随
盐浓度的增加逐渐下降. 敏感品种‘Tx鄄622B爷的相
对株高、相对地上部鲜质量和相对存活率随盐浓度
的增加快速下降,其相对出苗率先升高,在盐浓度为
4郾 0 g·L-1时达到最大,然后随盐浓度的增加逐渐
下降.在盐浓度为 12郾 0 g·L-1时,‘TS185爷的相对存
活率为 86郾 7% ,明显高于‘Tx鄄622B爷的 13郾 3% ;当盐
浓度为 14郾 0 g·L-1时,‘ TS185爷的相对存活率为
71郾 1% ,‘Tx鄄622B爷的相对存活率为 0.总体来看,在
整个处理期间,耐盐碱品种‘TS185爷的相对株高、相
对地上部鲜质量、相对存活率和相对出苗率均大于
敏感品种‘Tx鄄622B爷,在盐浓度大于8郾 0 g·L-1时,
50315 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 高建明等: 高粱种质材料幼苗期耐盐碱性评价摇 摇 摇 摇
图 1摇 不同盐浓度处理下高粱幼苗 4 个性状的变化
Fig. 1摇 Changes of four traits of sorghum seedlings under differ鄄
ent salt concentration treatments郾
RH:相对株高 Relative plant height; RSFM:相对地上部鲜质量 Rela鄄
tive shoot fresh mass; RL:相对存活率 Relative livability; RER:相对出
苗率 Relative emergence rate郾 a) RH / Tx鄄622B; b) RSFM / Tx鄄622B; c)
RL / Tx鄄622B; d)RER / Tx鄄622B; e)RH / Tx鄄TS185; f)RSFM / Tx鄄TS185;
g)RL / Tx鄄TS185; h)RER / Tx鄄TS185郾
4 个性状在 2 个品种间表现出明显差异.
2郾 2摇 高粱幼苗性状间的相关性
由表 2 可以看出,当盐浓度为 10郾 0 g·L-1时,
相对出苗率与相对存活率的相关性不显著,与相对
株高呈显著正相关(P<0郾 05),但相关系数较小;当
盐浓度为 12郾 5 g·L-1时,相对出苗率与相对存活
率、相对地上部鲜质量和相对株高的相关性均达显
著水平(P<0郾 05).相对地上部鲜质量与相对株高在
2 个盐浓度下的相关性均达显著水平(P<0郾 01),而
且相关系数较大,表明这 2 个性状间存在较强的相
关性.在 2 个盐浓度下,相对存活率与相对地上部鲜
质量和相对株高的 4 个相关系数中,仅相对存活率
与相对株高在盐浓度为 12郾 5 g·L-1时达显著水平
(P<0郾 05).
表 2摇 盐碱胁迫下高粱幼苗期 4 个性状的相关性
Table 2摇 Correlation among 4 traits of sorghum at seedling
stage under salt鄄alkaline stress
盐浓度
Salt
concentration
(g·L-1)
RER RL RSFM
RL 10郾 0 0郾 149
12郾 5 0郾 245*
RSFM 10郾 0 0郾 123 -0郾 043
12郾 5 0郾 300* 0郾 223
RH 10郾 0 0郾 244* 0郾 200 0郾 705**
12郾 5 0郾 391* 0郾 357* 0郾 703**
RH:相对株高 Relative plant height; RSFM:相对地上部鲜质量 Rela鄄
tive shoot fresh mass; RL:相对存活率 Relative livability; RER:相对出
苗率 Relative emergence rate郾 下同 The same below郾 *P<0郾 05; **
P<0郾 01郾
2郾 3摇 高粱幼苗期单一性状的耐盐碱性
方差分析表明,在 10郾 0 和 12郾 5 g·L-12 个盐浓
度下,66 份高粱种质材料的相对存活率、相对地上
部鲜质量和相对株高的差异均达显著水平 ( P <
0郾 01),反映出不同高粱种质材料的耐盐碱性不同.
由表 3 可以看出,盐浓度为 10郾 0 g·L-1时,‘MN鄄
2735爷、‘绿能 2 号爷和‘四平爷的相对存活率最高,均
为 100% ,‘MN鄄4588爷的最低,为 15郾 0% ;盐浓度为
12郾 5 g·L-1时,‘MN鄄2735爷的相对存活率最高,为
100% ,‘MN鄄4588爷的最低,为 4郾 6% .盐浓度为 12郾 5
g·L-1时,所有材料的相对存活率的平均值为(63郾 1
依23郾 7)% ,比盐浓度为 10郾 0 g·L-1时的 (80郾 2 依
19郾 0)%下降了 21郾 3% .
盐浓度为10郾 0 g·L-1时,‘8110鄄1爷的相对地上部
鲜质量最高,为 54郾 7%,‘07鄄27爷的最低,为 12郾 4%;盐
浓度为 12郾 5 g·L-1时,‘308爷 的相对地上部鲜质量最
高,为 38郾 4%,‘MN鄄4482爷的最低,为 6郾 3% .盐浓度为
12郾 5 g·L-1时,所有材料的相对地上部鲜质量的平均
值为(19郾 0 依5郾 7)%,比盐浓度为 10郾 0 g·L-1时的
(30郾 9依7郾 8)%下降了 38郾 5% .
盐浓度为 10郾 0 g·L-1时,‘三尺三爷的相对株高
最高,为 71郾 4% ,‘594B爷的最低,为 21郾 5% ;盐浓度
为 12郾 5 g·L-1时,‘三尺三爷的相对株高最高,为
55郾 1% ,‘ MN鄄4482 爷 的最低,为 7郾 2% . 盐浓度为
12郾 5 g·L-1时,所有材料的相对株高的平均值为
(26郾 9依8郾 9)% ,比盐浓度为 10郾 0 g·L-1时的(41郾 2
依9郾 3)%下降了 34郾 7% .
2郾 4摇 高粱幼苗期耐盐碱性的综合评价
以盐浓度为 10郾 0 和 12郾 5 g·L-1时的耐盐碱指
数( STI)分别为横坐标( STI 10郾 0)和纵坐标( STI
12郾 5),绘制 66 份高粱种质材料的二维散点图.由图
2 中可以看出,66 个品种基本上聚集成 5 类,分别包
含 1、16、32、16 和 1 个品种.第 1、2 类的 STI 10郾 0 为
34郾 16 ~ 53郾 89,STI 12郾 5 为 20郾 63 ~ 30郾 32;第 3 类的
STI 10郾 0 为 20郾 16 ~ 40郾 71, STI 12郾 5 为 10郾 31 ~
20郾 32;第 4、5 类的 STI 10郾 0 为 3郾 54 ~ 29郾 01,STI
12郾 5 为 0郾 68 ~ 9郾 54.
5 类品种在 2 个 STI上有明显差异,尤其在 STI
12郾 5 上的差异更为明显.其中,第 1、2 类品种的 STI
12郾 5 值均大于 20;第 3 类中,除 2 个品种外,其他品
种的 STI 12郾 5 值均在 10 ~ 20 之间;第 4、5 类的 STI
12郾 5 值均小于 10.据此,可将 66 份高粱材料分为高
度耐盐碱、耐盐碱、中等耐盐碱、敏感和高度敏感 5
类(表 3).其中,‘三尺三爷不仅具有最高的 STI 10郾 0,
6031 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
表 3摇 高粱种质材料的耐盐碱性
Table 3摇 Salt鄄alkaline tolerance of sorghum germplasm (%)
品种
Genotype
10郾 0 g·L-1
RL RSFM RH STI
12郾 5 g·L-1
RL RSFM RH STI
耐盐碱性
Salt鄄alkaline
tolerance
三尺三 96郾 4 40郾 2 71郾 4 53郾 9 71郾 4 28郾 7 55郾 1 29郾 6 高度耐盐碱
MN鄄2735 100 29郾 5 52郾 6 41郾 0 100 22郾 6 38郾 1 30郾 3 耐盐碱
SOR 96郾 7 45郾 6 56郾 3 49郾 3 85郾 0 23郾 2 35郾 2 24郾 8 耐盐碱
MN鄄3506 93郾 3 33郾 8 44郾 0 36郾 3 96郾 7 25郾 7 36郾 8 30郾 3 耐盐碱
8169 97郾 4 35郾 1 52郾 1 42郾 4 81郾 6 24郾 3 27郾 1 20郾 8 耐盐碱
绿能 1 号 93郾 3 35郾 7 52郾 8 41郾 4 90郾 0 23郾 0 33郾 6 25郾 5 耐盐碱
W453 92郾 5 32郾 7 54郾 7 40郾 6 75郾 0 22郾 7 36郾 3 22郾 1 耐盐碱
TS185 91郾 4 36郾 3 49郾 5 39郾 2 85郾 0 21郾 2 36郾 5 24郾 6 耐盐碱
JS108 90郾 0 37郾 8 46郾 2 37郾 8 78郾 3 28郾 7 36郾 7 25郾 8 耐盐碱
MN鄄1500 90郾 0 40郾 2 46郾 1 38郾 9 76郾 7 23郾 5 30郾 3 20郾 6 耐盐碱
BJ299 96郾 7 30郾 7 45郾 5 36郾 8 83郾 3 21郾 1 32郾 5 22郾 4 耐盐碱
8110鄄2 94郾 6 34郾 0 41郾 9 36郾 0 82郾 1 23郾 0 28郾 6 21郾 3 耐盐碱
BABUSH 96郾 7 32郾 6 40郾 6 35郾 5 93郾 3 17郾 6 28郾 5 21郾 5 耐盐碱
W455 93郾 3 31郾 7 42郾 8 34郾 6 86郾 7 24郾 0 34郾 6 25郾 4 耐盐碱
原甜 1 号 90郾 4 24郾 1 52郾 0 34郾 3 80郾 8 17郾 4 40郾 0 23郾 2 耐盐碱
W452 88郾 3 33郾 8 43郾 8 34郾 3 81郾 7 23郾 5 32郾 5 22郾 9 耐盐碱
308 64郾 3 45郾 8 59郾 8 34郾 2 53郾 6 38郾 4 50郾 0 23郾 7 耐盐碱
EARLY HONEY 84郾 6 38郾 6 57郾 7 40郾 7 32郾 5 25郾 7 42郾 3 11郾 0 中等耐盐碱
WRAY 90郾 0 36郾 3 47郾 9 37郾 9 76郾 7 17郾 9 23郾 6 15郾 9 中等耐盐碱
2731B 91郾 7 31郾 5 47郾 8 36郾 0 66郾 7 16郾 3 29郾 7 15郾 3 中等耐盐碱
BJ285 96郾 7 34郾 3 39郾 6 35郾 8 73郾 3 18郾 5 25郾 0 15郾 9 中等耐盐碱
Cowley 96郾 7 26郾 4 45郾 7 34郾 9 66郾 7 16郾 4 27郾 9 14郾 3 中等耐盐碱
绿能 2 号 100 25郾 6 43郾 1 34郾 4 83郾 3 16郾 7 29郾 1 19郾 0 中等耐盐碱
ROMA 93郾 3 32郾 2 40郾 0 33郾 7 86郾 7 19郾 2 25郾 7 19郾 5 中等耐盐碱
内农 1 号 86郾 7 30郾 4 44郾 6 32郾 6 66郾 7 23郾 9 37郾 1 20郾 3 中等耐盐碱
STRAIGHTNECK鄄3 82郾 1 34郾 0 44郾 9 32郾 3 78郾 6 18郾 1 26郾 1 17郾 4 中等耐盐碱
8143 96郾 7 28郾 9 37郾 4 31郾 9 88郾 3 20郾 2 25郾 8 20郾 3 中等耐盐碱
BJ166 87郾 5 31郾 9 40郾 5 31郾 7 70郾 0 25郾 6 28郾 2 19郾 0 中等耐盐碱
WPW 96郾 7 27郾 5 35郾 8 30郾 5 90郾 0 16郾 0 22郾 8 17郾 4 中等耐盐碱
JS105 96郾 7 24郾 3 38郾 8 30郾 4 76郾 7 15郾 4 27郾 8 16郾 6 中等耐盐碱
原 341 65郾 2 46郾 8 45郾 6 30郾 3 45郾 1 26郾 2 24郾 8 11郾 7 中等耐盐碱
晋长 91郾 5 25郾 4 40郾 0 29郾 6 83郾 5 17郾 6 23郾 7 16郾 9 中等耐盐碱
Keller H郾 85郾 0 29郾 4 39郾 5 29郾 3 71郾 7 18郾 2 31郾 6 17郾 9 中等耐盐碱
M鄄81E 86郾 7 28郾 8 37郾 3 28郾 7 81郾 7 18郾 5 23郾 4 17郾 1 中等耐盐碱
MN鄄3091 92郾 3 26郾 8 35郾 2 28郾 5 61郾 5 21郾 5 29郾 1 15郾 7 中等耐盐碱
四平 100 28郾 7 28郾 3 28郾 5 75郾 0 18郾 6 19郾 2 14郾 0 中等耐盐碱
BJ338 80郾 0 28郾 3 41郾 5 27郾 8 53郾 3 18郾 8 25郾 4 11郾 8 中等耐盐碱
SACCALINE鄄5 92郾 5 26郾 5 33郾 3 27郾 7 82郾 5 18郾 6 16郾 4 14郾 4 中等耐盐碱
MN 600 76郾 4 31郾 4 40郾 8 27郾 4 65郾 0 16郾 4 25郾 9 13郾 8 中等耐盐碱
Italian 92郾 9 22郾 7 34郾 5 26郾 7 85郾 7 17郾 0 29郾 2 19郾 6 中等耐盐碱
B35 70郾 0 33郾 5 42郾 2 26郾 5 56郾 5 17郾 0 24郾 1 11郾 8 中等耐盐碱
忻粱 52 93郾 4 25郾 3 31郾 1 26郾 4 77郾 4 16郾 3 21郾 6 14郾 6 中等耐盐碱
JUAR 70郾 8 28郾 3 47郾 3 26郾 2 41郾 7 18郾 1 31郾 3 10郾 6 中等耐盐碱
BJ320 85郾 0 25郾 8 35郾 9 26郾 2 66郾 7 19郾 1 28郾 5 15郾 8 中等耐盐碱
RIO 86郾 6 27郾 5 33郾 2 26郾 1 64郾 6 15郾 7 18郾 7 11郾 1 中等耐盐碱
BJ298 86郾 7 25郾 0 34郾 0 25郾 7 73郾 3 11郾 5 16郾 8 10郾 3 中等耐盐碱
MAL GIUNRA 73郾 7 26郾 3 37郾 9 23郾 8 50郾 0 17郾 5 25郾 3 10郾 7 中等耐盐碱
W454 76郾 3 26郾 5 33郾 0 22郾 7 47郾 4 24郾 0 26郾 2 12郾 2 中等耐盐碱
Manyoble 85郾 7 19郾 5 27郾 7 20郾 2 57郾 2 15郾 9 23郾 0 11郾 2 中等耐盐碱
MN鄄3461 60郾 9 38郾 7 56郾 5 29郾 0 17郾 5 17郾 7 31郾 1 4郾 7 盐碱敏感
8110鄄1 56郾 4 54郾 7 44郾 4 28郾 2 33郾 6 18郾 4 17郾 1 6郾 0 盐碱敏感
SHANTUNG 73郾 3 31郾 2 34郾 2 24郾 4 43郾 3 12郾 7 20郾 3 7郾 1 盐碱敏感
70315 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 高建明等: 高粱种质材料幼苗期耐盐碱性评价摇 摇 摇 摇
续表 3摇
Table 3摇 continued
品种
Genotype
10郾 0 g·L-1
RL RSFM RH STI
12郾 5 g·L-1
RL RSFM RH STI
耐盐碱性
Salt鄄alkaline
tolerance
7050B 85郾 0 18郾 5 31郾 6 21郾 2 50郾 0 10郾 5 20郾 4 7郾 7 盐碱敏感
SAKKARI GUILIGA JONNA 46郾 8 42郾 8 44郾 1 20郾 5 32郾 3 18郾 3 20郾 6 6郾 1 盐碱敏感
MN鄄4489 66郾 7 26郾 8 32郾 6 19郾 8 46郾 7 10郾 4 13郾 5 5郾 6 盐碱敏感
绿能 3 号 45郾 0 30郾 9 48郾 5 18郾 0 25郾 5 19郾 7 34郾 8 7郾 0 盐碱敏感
MN鄄4486 60郾 7 23郾 5 31郾 4 16郾 6 39郾 3 20郾 1 25郾 1 9郾 0 盐碱敏感
07鄄27 88郾 5 12郾 4 24郾 8 16郾 5 76郾 9 7郾 4 14郾 1 8郾 3 盐碱敏感
1130 35郾 6 38郾 3 41郾 9 14郾 3 32郾 7 27郾 4 31郾 5 9郾 5 盐碱敏感
Tx鄄622B 48郾 1 37郾 7 42郾 3 19郾 1 11郾 5 17郾 4 17郾 3 2郾 1 盐碱敏感
STRAIGHTNECK鄄1 40郾 6 43郾 3 33郾 9 15郾 8 6郾 3 16郾 7 16郾 9 1郾 1 盐碱敏感
IS鄄4555 42郾 3 30郾 8 38郾 0 14郾 5 17郾 7 20郾 2 22郾 5 3郾 8 盐碱敏感
594B 72郾 6 14郾 3 21郾 5 13郾 0 55郾 0 8郾 0 13郾 9 6郾 1 盐碱敏感
314B 48郾 2 23郾 5 28郾 9 12郾 7 36郾 6 8郾 4 11郾 7 3郾 7 盐碱敏感
MN鄄4482 54郾 5 17郾 1 26郾 0 11郾 7 37郾 3 6郾 3 7郾 2 2郾 5 盐碱敏感
MN鄄4588 15郾 0 19郾 2 28郾 1 3郾 5 4郾 6 7郾 0 7郾 9 0郾 7 高度盐碱敏感
平均值 Mean 80郾 2 30郾 9 41郾 2 29郾 0 63郾 1 19郾 0 26郾 9 15郾 0 -
标准差 SD 19郾 0 7郾 8 9郾 3 9郾 4 23郾 7 5郾 7 8郾 9 7郾 5 -
变异系数 CV (% ) 23郾 7 25郾 3 22郾 4 32郾 3 37郾 5 29郾 9 33郾 2 50郾 2 -
STI:耐盐碱指数 Salt鄄alkaline tolerance index郾
图 2摇 高粱种质材料在 2 个盐浓度处理下耐盐碱指数的二
维散点图
Fig. 2摇 2鄄D scattered plots of sorghum germplasm for STI under
two salt concentration treatments郾
而且 STI 12郾 5 与最高值非常接近,在图 2 中明显与
其他品种分离,因此可以认为是一个高度耐盐碱的
品种;耐盐碱品种包括‘MN-2735爷、‘SOR爷和‘MN鄄
3506爷等 16 个品种;盐碱敏感品种包括‘Tx鄄622B爷、
‘STRAIGHTNECK鄄1爷和‘ IS鄄4555爷等 16 个品种;而
‘MN鄄4588爷的 STI 10郾 0 和 STI 12郾 5 值明显小于其
他品种,因此是高度盐碱敏感品种;其他 32 个品种
则为中等耐盐碱品种.在供试的 4 类材料中,苏丹草
具有最高的耐盐碱性,在参试的 7 个苏丹草品种中,
5 个为耐盐碱品种,2 个为中等耐盐碱品种;而保持
系最为敏感,在参试的 5 个保持系品种中,4 个为敏
感品种,1 个为中等耐盐碱品种;在甜高粱品种中,
‘MN鄄3506爷、‘绿能 1 号爷和‘W453爷的耐盐碱性最
好,而‘STRAIGHTNECK鄄1爷、‘IS鄄4555爷、‘MN鄄4482爷
和‘MN鄄4588爷的耐盐碱性最差.
3摇 讨摇 摇 论
目前,有关植物耐盐碱性的研究多数以 NaCl为
胁迫盐.实际上, 在我国大面积的盐碱地中,除新疆
和松花江部分地区的土壤以硝酸盐为主外,其他地
区主要是含有 Na+、K+、Mg2+ 3 种阳离子和 CO3 2-、
HCO3 -、Cl-、SO4 2- 4 种阴离子的复合盐碱地,所含盐
分复杂,盐化与碱化往往相伴发生,生态破坏力也较
单独的中性盐更大[14] . 因此,混合盐碱胁迫才是实
际存在的主要问题,在有关羊草 ( Aneurolepidium
chinense)、 向日葵 ( Helianthus annuus )、 碱地肤
(Kochia sieversiana)、枸杞(Lycium barbarum)、青山
杨(Populus pseudo鄄cathayana 伊 P郾 deltoides)和水稻
(Oryza sativa)等植物的研究中已有报道[15-20] .有关
高粱耐盐碱性的研究除了耐盐碱性评价外,在根系
结构、离子吸收、特定蛋白表达及脯氨酸的积累等方
面也有涉及[21-25],但大多以 NaCl 为胁迫盐,且培养
基质一般呈中性或酸性,这不仅忽略了 K+、Mg2+、
Ca+、SO4 2-、HCO3 -和 CO3 2-等离子的作用及离子间
的相互作用,与盐碱地大多呈碱性的实际情况也有
很大差别.在不同盐碱化合物中,NaCl 为主要的中
性盐,而 Na2CO3是重要的碱性盐[1],因此,本试验将
这 2 种盐按一定比例混合,对高粱苗期的耐盐碱性
8031 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
进行评价,这与盐碱地的实际情况更为接近.
在对植物苗期的耐盐碱性进行评价时,使用合
适的盐浓度至关重要.盐浓度过低时,胁迫对多数试
验材料(或品种)的影响不大,实测值间的差异不明
显,无法正确评价材料的耐盐碱性;若盐浓度过大,
多数试验材料的出苗率极低,受害严重,难以获得足
够的有效数据,也不能准确评价其耐盐碱性.另一方
面,如果使用单一的盐浓度,不能反映试验材料在盐
浓度发生改变时不同性状的变化情况;如果使用的盐
浓度梯度过多,则工作量太大难以完成.本研究首先
选用耐盐碱和对盐碱敏感的 2个高粱品种,在多个盐
浓度下对其耐盐碱性进行评价,结果表明在幼苗期进
行耐盐碱性评价时适宜的盐浓度范围为 8郾 0 ~ 12郾 5
g·L-1,因此,在此基础上,选用 10郾 0 和 12郾 5 g·L-1
2 个盐浓度对试验材料的耐盐碱性进行评价.
植物中存在多种耐盐碱机制,分析盐碱胁迫下
性状间的相关性有助于对其进行了解,从而确定各
性状在耐盐碱性评价时的重要性,以便选择合适的
评价指标从而提高评价效率和准确性.本研究中,相
对出苗率与相对存活率的相关性不显著,与相对株
高和相对地上部鲜质量呈显著正相关,但相关系数
均较小(表 2),这可能是因为相对出苗率主要体现
了出苗期的耐盐碱性,而其他 3 个性状主要反映了
出苗后高粱幼苗的耐盐碱性;相对存活率与相对地
上部鲜质量和相对株高间没有相关性或存在较弱相
关性,而相对地上部鲜质量与相对株高的相关性达
显著水平(P<0郾 01),且相关系数较高,表明这 2 个
性状基本反映了相同的耐盐碱机制.因此,本研究在
对高粱幼苗期的耐盐碱性进行评价时选用了相对存
活率、相对地上部鲜质量和相对株高 3 个性状,在构
建耐盐碱指数计算公式时,采用了将相对存活率乘
以相对地上部鲜质量和相对株高平均值的方法,以
增加相对存活率的权重,降低相对地上部鲜质量和
相对株高的权重,从而使耐盐碱评价更为准确.
本研究采用砂培法,在确定了合适的盐浓度的
基础上,通过测定、分析混合盐碱处理下高粱材料重
要农艺性状的变化,对 66 份高粱材料的幼苗耐盐碱
性进行了评价,筛选出了高度耐盐碱品种和高度敏
感品种,并发现苏丹草类型高粱一般具有较高的耐
盐碱性,而保持系则较为敏感.这些结果对高粱耐盐
碱性的遗传研究、耐盐碱新品种选育及盐碱地上高
粱的栽培和管理具有重要的参考价值.
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作者简介 摇 高建明,男,1971 年生,博士,副研究员. 主要从
事饲用作物遗传育种研究. E鄄mail: gao11799713@ 163. com
责任编辑摇 孙摇 菊
0131 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷