全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2016, 52 (1): 62–72　　doi: 10.13592/j.cnki.ppj.2015.062062
收稿 2015-11-20　　修定 2015-12-23
资助 国家公益性行业(农业)专项(201303007)、国家科技支撑
计划项目(2014BAD07B05-01)、黑龙江省科技攻关项目
(2014BAD07B05-H03)、黑龙江省农垦总局科技攻关项目
(HNK125A-01-02)和高校学成引进人才科研启动计划项
目(XYB2014-02)。
* 通讯作者(E-mail: yulihe2002@126.com)。
芸豆苗期耐盐碱性鉴定及品种筛选研究
李琳, 于崧, 蒋永超, 张婷婷, 邹春雷, 金珊珊, 郭建华, 梁海芸, 段君君, 于立河*
黑龙江八一农垦大学农学院, 寒地作物种质改良与栽培重点实验室, 黑龙江大庆163319
摘要: 结合松嫩平原盐碱化土壤特征, 采用水培法, 以NaHCO3胁迫模拟田间盐碱生境条件, 获得了适宜的胁迫处理浓度。
以各项指标的耐盐碱系数为耐盐碱指标, 通过主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对42份芸豆品种苗期的耐盐
碱性进行综合评价, 结果表明: 11个单项形态指标转换成为5个相互独立的综合指标; 通过聚类分析将42份芸豆品种苗期的
耐盐碱性划分为3类, 其中‘黑芸豆’等9份芸豆品种的耐盐碱性较强, ‘冀张芸1号’等28份芸豆品种的耐盐碱性中等, ‘日本白’
等5份芸豆品种的耐盐碱性较弱。
关键词: 芸豆; 苗期; 耐盐碱性; 综合评价
盐碱胁迫是一种普遍的环境胁迫。随着近年
来土壤盐渍化面积不断加剧, 土壤盐碱化问题已
成为作物产量降低的主要原因之一(Golldack等
2011)。根据土壤电导率、pH和交换性钠等理化
指标, 可将盐渍土分为盐土、碱土和盐碱土3种类
型(Läuchli和Lüttge 2002)。据不完全统计, 我国有
逾2 000万hm2盐碱地(高建明等2012), 其中东北地
区松嫩平原盐碱化土地面积达373.3万hm2 (王志春
等2008; 姜奇彦等2012), 是世界上三大苏打盐碱地
集中分布区域之一, 而且盐碱化土地面积仍在以
每年平均1.2%~1.4%的速度增加(李取生等2003)。
苏打盐碱地主要盐碱成分为CO3
2−和HCO3
−, 兼有
Cl−和SO4
2− (pH>8), 盐化与碱化作用往往相伴发生
(颜宏等2005)。我国东北地区松嫩平原土壤NaH-
CO3含量高, 存在着大量的交换性Na
+和较高浓度
的CO3
2−和HCO3
−, pH (>8)和吸附比(SAR)较高, 既
有盐胁迫又有碱胁迫, 严重影响了当地农作物的
生产(Wang等2015; 古丽内尔·亚森等2014; 任翠梅
等2009)。因此, 开展耐盐碱作物种质资源的鉴定
与评价以及新品种的选育, 利用耐盐碱作物改良
区域盐碱地是经济而又有效的方法。
芸豆又称普通菜豆, 属豆科菜豆属草本植物,
因其丰富的籽粒营养及药用价值受到医学界和人
民大众的广泛重视(杜双奎等2012)。芸豆在我国
栽培广泛, 是我国主要的食用豆类作物之一, 年出
口量50万~60万t, 属重要出口农产品(孟宪欣等
2010)。大量研究证实, 盐碱胁迫下作物生长均受
到不同程度抑制(李霞等2008; 杨淑萍等2013)。耐
盐碱性是一个非常复杂的性状, 与一些形态和生
理性状密切相关, 极易受环境条件影响。有关作
物的耐盐碱性研究己有大量报道, 许多学者从形
态学、生理学等方面提出过相应的鉴定指标(张智
猛等2012; 孟祥浩等2015)。鉴于耐盐碱的复杂性,
单一指标不能可靠地反映特定品种或基因型的遗
传本质, 有学者在作物抗逆性鉴定上提出采用总
级别值法(同一品种各指标级别值相加)和隶属函
数法等方法。但这些研究的评价指标较多, 各单
项指标间存在着不同的相关性, 故仅用简单的总
级别值法和隶属函数法来对作物抗逆性进行评价
存在一定的局限性(王军等2007; 白志英等2008)。
主成分分析是从多个存在相关关系的变量中选出
几个新的综合变量, 后者可反映原有多个变量所
提供的主要信息和原变量间的线性关系, 使各主
成分间相互独立; 采用聚类方法对主成分值进行
分类, 通过各品系的综合评价值较科学地对各作
物品种的抗逆性进行评价(朱宗河等2011)。
国内外学者已对芸豆的形态和遗传特性进行
了研究(Scarano等2014; Xu等2014; Moyib等2015;
张赤红等2005; 张晓艳等2007), 但是目前国内关于
芸豆苗期耐盐碱性鉴定及综合评价还未见报道。
本研究根据黑龙江地区盐碱地的组成成分、盐碱
度与pH复杂多变的特点及芸豆对盐碱的耐受能
力, 采用Hoagland营养液水培法, 以NaHCO3作为盐
碱胁迫条件, 于室内模拟田间典型的盐碱生境, 运
用主成分分析方法筛选出耐盐碱性指标, 并对42
李琳等: 芸豆苗期耐盐碱性鉴定及品种筛选研究 63
份芸豆品种的耐盐碱性进行综合评价, 以期为芸
豆耐盐碱育种提供理论依据。
材料与方法
1 试验材料与设计
供试材料为黑龙江省、河北省、山西省、内
蒙古自治区和云南省芸豆(Phaseolus vulgaris L.)主
产区主栽的42份不同基因型芸豆品种(表1)。其中,
黑龙江省芸豆品种11份, 河北省芸豆品种19份, 山
西省芸豆品种4份, 内蒙古自治区芸豆品种6份, 云
南省芸豆品种2份。
试验于黑龙江八一农垦大学农学院智能人工
气候生长室内进行, 采用Hoagland营养液水培法,
以NaHCO3胁迫模拟田间盐碱生境条件。选取籽
粒饱满、大小一致的自然风干种子, 分别用30%
H2O2于种子表面消毒10 min, 用蒸馏水漂洗3次。
经25°C温水浸种12 h, 然后将种子置于含有蛭石的
育苗盘中 , 在人工气候箱内培养 , 光照强度400
μmol·m -2·s-1, 光照周期(14/10) h (昼/夜), 温度
(23/20)°C (昼/夜), 相对湿度50%~60%, 每天用1/2
Hoagland营养液(pH 5.7)浇透, 直至一对真叶出现
后, 取整齐度一致的幼苗移栽于带有圆孔的泡沫
板上, 1/2 Hoagland营养液中通气培养生长2 d, 然
后置于正常Hoagland营养液中, 每隔2 d换1次培养
液, 培养期间用电动气泵24 h持续通气, 保证根系
良好生长, 待第1枚复叶完全展开后进行盐碱胁
迫。为了确定芸豆品种苗期耐盐碱性筛选的适宜
浓度, 进行预备试验, 分别采用0 (对照)、25、50、
75、100、125和150 mmol·L-1 NaHCO3盐碱胁迫处
理, 其pH分别为5.7、8.18、8.28、8.39、8.5、8.63
和8.75。营养液在Hoagland营养液的基础上严格
控制养分和NaHCO3含量, 实现植株的均匀生长。
7 d后, 每个品种不同处理均进行3次重复测量, 通
过测定株高、地上鲜重和地下鲜重等生长指标,
分析得到100 mmol·L-1 NaHCO3胁迫下品种间各生
长指标的差异最明显, 能有效地辨识出各芸豆品
种苗期的差异, 因而被选定为芸豆品种苗期耐盐
碱性鉴定的适宜胁迫浓度, 其pH为8.5。
2 测定项目与方法
生长指标的测定包括株高、根长、地上鲜
重、地下鲜重、根冠比、地上干重、地下干重、
地上含水量、地下含水量、全株鲜重和全株干重
表1 供试芸豆品种编号、代号及来源
Table 1 Numbers, codes and origins of provided kidney bean cultivars
编号 品种 代号 来源 编号 品种 代号 来源
1 ‘日本白’ JW 黑龙江省 22 ‘紫芸豆’ PYD 河北省
2 ‘龙江奶圆’ LJNY 黑龙江省 23 ‘粉芸豆’ FYD 河北省
3 ‘花芸豆’ HSYD 黑龙江省 24 ‘大黑花芸豆’ BHHYD 河北省
4 ‘60天还家’ STHI 黑龙江省 25 ‘长粒黄芸豆’ LYYD 河北省
5 ‘纯正红花脸’ CZHL 黑龙江省 26 ‘圆型花芸豆’ CHYD 河北省
6 ‘奶花白芸豆’ NHYD 黑龙江省 27 ‘圆型红芸豆’ CRYD 河北省
7 ‘黑芸豆’ HYD 黑龙江省 28 ‘SJZ1’ SJZ1 河北省
8 ‘紫花芸豆’ PFYD 黑龙江省 29 ‘SJZ2’ SJZ2 河北省
9 ‘猫眼芸豆’ MYYD 黑龙江省 30 ‘长粒红白花’ LHB 河北省
10 ‘红芸豆’ RYD 黑龙江省 31 ‘SX1’ SX1 山西省
11 ‘英国红’ ER 黑龙江省 32 ‘龙芸3号’ LY3 山西省
12 ‘蓝芸豆’ BYD 河北省 33 ‘毕芸2号’ BY2 山西省
13 ‘深色红白花’ CHYD 河北省 34 ‘龙25-1212’ L25-1212 山西省
14 ‘坝芸1号’ BY1 河北省 35 ‘阿根廷白芸豆’ AWB 内蒙古自治区
15 ‘冀张芸1号’ JZY1 河北省 36 ‘常州芸豆’ CZYD 内蒙古自治区
16 ‘浅色红白花’ QHBH 河北省 37 ‘YD04-01’ YD04-01 内蒙古自治区
17 ‘长粒黑芸豆’ LHYD 河北省 38 ‘YD04-02’ YD04-02 内蒙古自治区
18 ‘长粒花芸豆’ CHYD 河北省 39 ‘YD04-08’ YD04-08 内蒙古自治区
19 ‘圆型中粒奶花’ CZNH 河北省 40 ‘YD04-03’ YD04-03 内蒙古自治区
20 ‘长粒奶花’ LNH 河北省 41 ‘斑马豆’ BMD 云南省
21 ‘大白芸豆’ BWYD 河北省 42 ‘珍珠豆’ ZZD 云南省
植物生理学报64
等11个。于盐碱胁迫处理7 d后, 选取长势均匀的幼
苗, 从营养液中小心完整地取出植株, 用清水将根
部盐碱混合液洗去, 用去离子水快速漂洗根部, 吸
水纸轻轻拭干植株表面水分。用直尺测量株高和
根长, 并分别称量地上鲜重、地下鲜重和全株鲜
重, 然后将其装入已经编号的牛皮纸袋中, 放于干
燥箱中烘干至恒重, 用电子天平分别称量地上干
重、地下干重及全株干重。其中, 根冠比和植株含
水量的计算方法为(杨雅婷等2010; 戴海芳等2014):
根冠比=地下鲜重/地上鲜重 (1)
植株含水量=(鲜重−干重)/鲜重 (2)
3 数据处理与统计分析
3.1 耐盐碱系数(saline–alkaline tolerance coefficient,
SATC) (王军等2007)
SATC(%)=盐碱胁迫区测定值/对照区测定值×100%
(3)
3.2 各综合指标的隶属函数值
U(Xj)=(Xj−Xmin)/(Xmax−Xmin)×100%, j=1, 2, … n (4)
式中Xj表示第j个综合指标, U(Xj)表示第j个综
合指标的隶属函数值, Xmin与Xmax分别表示第j个综
合指标的最小值与最大值(王军等2007)。
3.3 各综合指标的权重
, j=1, 2, … n (5)
式中Wj表示第j个综合指标在所有综合指标中
的重要程度即权重, Pj为各基因型第j个综合指标
的贡献率(郑金凤等2013)。
3.4 各品种的综合耐盐碱能力的大小
, j=1, 2, … n (6)
式中D为各品种在盐碱胁迫条件下的耐盐碱
性综合评价值(郑金凤等2013)。
采用Excel 2013统计软件进行数据统计与整理,
计算各指标的平均值与耐盐碱系数, 利用SPSS 21.0
软件进行主成分分析、相关性分析和聚类分析。
实验结果
1 各单项指标的耐盐碱系数及相关系数分析
盐碱胁迫处理下, 42份芸豆品种植株生长均
受到不同程度的抑制。由图1可以看出 , 在100
mmol·L-1 NaHCO3胁迫处理下的植株与对照相比差
异明显, 表现为植株矮小、叶片发黄、叶缘与叶
图1 100 mmol·L-1 NaHCO3胁迫处理下不同芸豆品种苗期生长状况
Fig.1 Growth conditions of different kidney bean cultivars during seedling stage under 100 mmol·L-1 NaHCO3 stress
李琳等: 芸豆苗期耐盐碱性鉴定及品种筛选研究 65
尖干枯。由表2可以看出, 在100 mmol·L-1 NaHCO3
胁迫处理下, 各芸豆品种除了部分品种的根冠比
和地上含水量之外, 其他指标均低于对照。根据
所得的数据, 利用公式3求出各芸豆植株各项指标
的耐盐碱系数。各芸豆品种苗期经100 mmol·L-1
NaHCO3胁迫处理后, 少数性状值表现增加(耐盐碱
表2 100 mmol·L-1 NaHCO3胁迫处理下各芸豆品种苗期各单项指标的耐盐碱系数
Table 2 Saline–alkaline tolerance coefficient of every single index of each kidney bean cultivar during seedling stage under 100
mmol·L-1 NaHCO3 stress
品种 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11
JW 0.50 0.60 0.34 0.31 0.56 0.49 0.91 0.93 0.96 0.33 0.54
LJNY 0.73 0.88 0.43 0.41 0.64 0.61 0.94 0.95 0.96 0.43 0.63
HSYD 0.64 0.80 0.52 0.52 0.84 0.73 1.01 0.92 0.97 0.52 0.82
STHJ 0.76 0.86 0.54 0.31 0.83 0.68 0.89 0.93 0.97 0.53 0.81
CZHL 0.61 0.75 0.56 0.41 0.70 0.70 0.61 0.97 0.93 0.52 0.70
NHYD 0.66 0.76 0.51 0.52 0.80 0.72 1.05 0.95 0.98 0.52 0.78
HYD 0.85 0.91 0.71 0.31 0.84 0.74 0.88 0.98 0.98 0.69 0.82
PFYD 0.72 0.86 0.83 0.41 0.86 0.78 0.65 1.00 0.97 0.77 0.85
MYYD 0.74 0.75 0.63 0.52 0.90 0.80 0.73 0.96 0.96 0.60 0.89
RYD 0.60 0.79 0.54 0.31 0.70 0.49 0.80 0.77 0.99 0.51 0.68
ER 0.79 0.88 0.57 0.41 0.89 0.78 0.95 0.94 0.97 0.43 0.87
BYD 0.69 0.68 0.53 0.52 0.82 0.61 0.90 0.84 0.95 0.52 0.80
SHBH 0.86 0.78 0.61 0.31 0.78 0.74 0.70 0.97 0.96 0.57 0.77
BY1 0.77 0.79 0.57 0.41 0.81 0.62 0.86 0.95 0.99 0.55 0.78
JZY1 0.67 0.81 0.56 0.52 0.74 0.67 0.71 0.96 0.94 0.53 0.73
QHBH 0.60 0.66 0.41 0.31 0.82 0.58 0.91 0.90 0.96 0.40 0.79
LHYD 0.63 0.72 0.82 0.41 0.66 0.63 0.51 1.03 0.96 0.75 0.66
CHYD 0.70 0.77 0.52 0.52 0.85 0.70 0.92 0.88 0.95 0.51 0.83
CZNH 0.62 0.74 0.55 0.31 0.73 0.65 1.17 0.94 0.99 0.56 0.72
LNH 0.66 0.69 0.64 0.41 0.80 0.53 0.67 0.96 0.98 0.60 0.77
BWYD 0.77 0.69 0.54 0.52 0.70 0.55 0.93 0.94 1.00 0.52 0.69
PYD 0.65 0.74 0.64 0.31 0.75 0.69 0.65 0.98 0.95 0.59 0.75
FYD 0.56 0.59 0.50 0.41 0.81 0.65 0.97 0.87 0.98 0.49 0.79
BHHYD 0.68 0.61 0.50 0.52 0.80 0.73 1.27 0.92 0.98 0.52 0.79
LYYD 0.61 0.95 0.29 0.31 0.54 0.51 0.74 0.92 0.92 0.27 0.54
CHYD 0.50 0.65 0.58 0.41 0.80 0.53 0.70 0.97 0.99 0.54 0.77
CRYD 0.63 0.71 0.60 0.52 0.73 0.65 0.68 0.96 0.96 0.56 0.72
SJZ1 0.78 0.70 0.55 0.31 0.66 0.59 0.96 0.97 0.99 0.55 0.65
SJZ2 0.64 0.72 0.64 0.41 0.94 0.81 0.82 0.79 0.89 0.61 0.93
YD04-08 0.48 0.60 0.41 0.52 0.69 0.60 0.81 0.96 0.96 0.40 0.68
SX1 0.72 0.75 0.67 0.31 0.81 0.58 0.75 0.97 0.98 0.65 0.79
LY3 0.59 0.65 0.49 0.41 0.75 0.71 0.87 0.94 0.95 0.48 0.74
BY2 0.56 0.69 0.39 0.52 0.83 0.56 0.92 0.90 0.96 0.39 0.80
L25-1212 0.47 0.90 0.57 0.31 0.74 0.72 0.74 0.97 0.95 0.53 0.74
AWB 0.78 0.73 0.57 0.41 0.78 0.60 0.74 0.92 0.96 0.54 0.76
LHB 0.56 0.68 0.52 0.52 0.84 0.63 0.68 0.71 0.94 0.46 0.82
CZYD 0.50 0.62 0.44 0.31 0.76 0.53 0.78 0.63 0.96 0.41 0.74
YD04-01 0.52 0.68 0.41 0.41 0.54 0.52 0.90 0.90 0.97 0.40 0.53
YD04-02 0.75 0.73 0.39 0.52 0.79 0.74 0.95 0.75 0.93 0.39 0.78
YD04-03 0.49 0.70 0.28 0.31 0.78 0.60 1.26 0.60 0.93 0.29 0.77
ZZD 0.68 0.79 0.58 0.41 0.68 0.64 0.77 0.95 0.96 0.54 0.67
BMD 0.68 0.80 0.68 0.52 0.70 0.64 0.70 1.00 0.96 0.65 0.69
　　X1: 株高; X2: 根长; X3: 地上鲜重; X4: 地下鲜重; X5: 地上干重; X6: 地下干重; X7: 根冠比; X8: 地上含水量; X9: 地下含水量; X10: 全株鲜重;
X11: 全株干重。下同。
植物生理学报66
系数>100%), 如CZNH的根冠比为117.71%, LHYD
的地上含水量为103%, 而其他性状均表现下降(耐
盐碱系数<100%)。但不同芸豆品种各单项指标的
变化幅度不尽相同, 因此利用单一性状耐盐碱系
数评价芸豆品种苗期的耐盐碱性可能会得到不同
或者相反的结果。从芸豆耐盐碱系数间的相关系
数可以看出(表3), 各指标之间存在着显著或极显
著相关性, 少数指标之间存在着显著负相关, 从而
使得它们所提供的信息发生重叠, 影响耐盐碱性
的鉴定和筛选结果。为弥补单项指标耐盐碱性评
价的不足, 需在此基础上进一步利用其他多元统
计方法进行分析。
表3 100 mmol·L-1 NaHCO3胁迫处理下各单项指标的相关系数矩阵
Table 3 Correlation matrix of every single index under 100 mmol·L-1 NaHCO3 stress
生长参数 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11
X1 1 — — — — — — — — — —
X2 0.461
**
1 — — — — — — — — —
X3 0.448
**
0.260 1 — — — — — — — —
X4 0.060 −0.204 0.030 1 — — — — — — —
X5 0.293 0.023 0.353
*
0.227 1 — — — — — —
X6 0.426
**
0.324
*
0.423
**
0.247 0.612
**
1 — — — — —
X7 −0.017 −0.173 −0.538
**
0.032 0.091 0.046 1 — — — —
X8 0.359
*
0.291 0.521
**
0.055 −0.165 0.182 −0.329
*
1 — — —
X9 0.208 −0.083 0.228 −0.096 −0.090 −0.262 0.200 0.378
*
1 — —
X10 0.452
**
0.209 0.975
**
0.046 0.345
*
0.412
** −0.436** 0.527
**
0.272 1 —
X11 0.309
*
0.045 0.375
*
0.238 0.996
**
0.670
**
0.081 −0.149 −0.113 0.366
* 1
　　*和**分别表示差异显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)。
2 主成分分析
利用SPSS 21.0软件对11个单项指标的耐盐碱
系数进行主成分分析(表4), 前5个综合评价指标的
贡献率分别为0.349、0.214、0.119、0.113和0.087,
累计贡献率达0.882, 其余贡献率较小可忽略不
计。这样把原来的11个具有相互关联的单项指标
转换为5个新的相互独立的综合指标(comprehen-
sive index, CI), 能代表11个单项指标的绝大部分信
息, 分别定义为第1至第5主成分, 各综合指标的对
应特征向量为:
第1主成分
CI1=0.286X1−0.027X2+0.339X3+0.165X4+0.969X5+
0.661X6+0.192X7−0.270X8−0.105X9+0.346X10+0.975X11
(7)
第2主成分
CI2=0.151X1+0.123X2+0.866X3−0.002X4+0.063X5+
0.135X6−0.843X7+0.562X8+0.087X9+0.821X10+0.078X11
(8)
第3主成分
CI3=0.722X1+0.864X2+0.221X3−0.085X4+0.016X5+
0.492X6+0.037X7+0.444X8−0.017X9+0.205X10+0.051X11
(9)
第4主成分
CI4=0.303X1−0.184X2+0.213X3−0.054X4−0.011X5−
0.177X6+0.370X7+0.377X8+0.948X9+0.293X10−0.034X11
(10)
第5主成分
CI5=0.080X1−0.227X2−0.008X3+0.947X4+0.058X5+
0.264X6+0.053X7+0.256X8−0.072X9+0.018X10+0.078X11
(11)
以上结果表明, 在第1主成分的表达式中, 地
上干重(X5)和全株干重(X11)的系数较大; 在第2主成
分的表达式中, 地上鲜重(X3)和全株鲜重(X10)的系
数较大; 在第3主成分的表达式中, 根长(X2)的系数
较大; 在第4主成分的表达式中, 地下含水量(X9)的
系数较大; 在第5主成分的表达式中, 地下鲜重(X4)
的系数较大。
综合分析上述结果, 全株干重(X11)、地上鲜
重(X3)、根长(X2)、地下含水量(X9)和地下鲜重(X4)
可作为芸豆苗期耐盐碱性的鉴定指标。
李琳等: 芸豆苗期耐盐碱性鉴定及品种筛选研究 67
3 各芸豆品种苗期耐盐碱性综合评价
3.1 隶属函数分析
根据公式4计算每一品种各综合指标的隶属
函数值(表5)。每个品种所有综合指标的隶属函数
值不尽相同, 对于同一综合指标如CI2而言, 在盐碱
胁迫条件下 , PFYD的U(X2)值最大(l.00), 说明
PFYD在CI2这一综合指标上表现的耐盐碱性最强;
YD04-03的U(X2)值最小(0), 说明此品种在CI2这一
综合指标上表现为耐盐碱性较弱。
3.2 权重的确定
根据各综合指标贡献率的大小(分别为0.349、
0.214、0.119、0.113和0.087), 可用公式5求出其权
重。经计算, 5个综合指标的权重分别为0.396、
0.243、0.135、0.128和0.099 (表5)。
3.3 综合评价
采用公式6计算各芸豆品种苗期综合耐盐碱能
力的大小(表5), 并根据D值(耐盐碱性的综合评价
值)对其耐盐碱性进行强弱排序。其中HYD的D值
最大, 表明耐盐碱性最强; JW的D值最小, 表明耐盐
碱性最差。采用组间连接法对D值进行聚类分析,
建立了聚类树状图(图2), 将42份芸豆品种划分为3
类。其中, 第I类材料包括JZY1和ZZD等28份芸豆
品种, 其耐盐碱性中等; 第II类材料包括HYD、
PFYD等9份芸豆品种, 其耐盐碱性较强; 第III类包
括JW和LYYD等5份芸豆品种, 其耐盐碱性较弱。
各类群材料D值的平均值分别为0.71、0.52和0.24。
讨　　论
植物对盐碱胁迫最为敏感的过程是其生长受
到抑制(Munns 2002; Parida和Das 2005), 但在逆境
条件下, 植物会通过改变生长和形态特征, 如降低
植株高度、鲜重和干重等来适应逆境条件, 通过
表4 100 mmol·L-1 NaHCO3胁迫处理下各综合指标的系数及贡献率
Table 4 Correlation of comprehensive indexes and their contribution under 100 mmol·L-1 NaHCO3 stress
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 P
CI1 0.286 −0.027 0.339 0.165 0.969 0.661 0.192 −0.270 −0.105 0.346 0.975 0.349
CI2 0.151 0.123 0.866 −0.002 0.063 0.135 −0.843 0.562 0.087 0.821 0.078 0.214
CI3 0.722 0.864 0.221 −0.085 0.016 0.492 0.037 0.444 −0.017 0.205 0.051 0.119
CI4 0.303 −0.184 0.213 −0.054 0.011 −0.177 0.370 0.377 0.948 0.293 −0.034 0.113
CI5 0.080 −0.227 −0.008 0.947 0.058 0.264 0.053 0.256 −0.072 0.018 0.078 0.087
　　P: 贡献率。
调整生物量分配来构建和维持逆境下植株的存活
和生长(Falster和Westoby 2003; Grotkopp等2002)。
本研究表明, NaHCO3胁迫处理下, 芸豆幼苗的株
高降低, 根长变短, 生物量和干物质积累减少, 这
与前人研究结果基本一致。由于植株的形态具有
表现直观、易于识别和便于检测的优点(孙海燕等
2005), 所以筛选鉴定试验通常选择形态指标作为
作物苗期耐盐碱鉴定的指标。有学者研究表明,
植物苗期是受盐碱胁迫最为敏感的时期, 是作物
在盐碱地上能否生长和种群建立的关键时期, 也
决定了单位面积株数及产量(张士超等2015)。前
人对不同作物苗期的耐盐碱性进行了研究, 石运
庆等(2015)通过主成分分析法和综合评价法对47
份花生品种的耐盐碱性进行了分析, 确定了耐盐
碱的鉴定指标, 综合评价了花生品种的耐盐碱性,
对于有效利用盐碱地、提高花生产量具有重要现
实意义。戴海芳等(2014)研究了17份新疆各基因
型棉花苗期耐盐特性, 筛选出耐盐性快速鉴定指
标并建立了棉花耐盐性数学评价模型, 为棉花耐
盐新品种选育及大规模品种耐盐性评价奠定基
础。本试验以NaHCO3作为胁迫盐碱, 采用Hoag-
land营养液水培法于室内模拟田间盐碱生境条件,
并对不同基因型芸豆品种苗期的耐盐碱性进行了
鉴定与综合评价 ; 高盐会抑制地下部分的生长
(Pervaiz等2002), 通过试验发现, 芸豆品种地下干
物质积累量均低于地上干物质积累量, 可能与渗
透胁迫下芸豆幼苗根部吸收能力的降低有关, 这
与前人的观点一致。通过对不同芸豆品种苗期各
指标耐盐碱系数进行比较分析发现, 在NaHCO3浓
度为100 mmol·L-1时品种间各生长指标的差异最
明显, 可作为芸豆品种苗期耐盐碱性鉴定的适宜
盐碱浓度。
植物生理学报68
表5 100 mmol·L-1 NaHCO3胁迫处理下各品种的综合指标值、权重、隶属函数值、D值及综合评价
Table 5 Each variety’s comprehensive index, index weight, membership function value, value D and comprehensive evaluation
under 100 mmol·L-1 NaHCO3 stress
品种 CI1 CI2 CI3 CI4 CI5 U(X1) U(X2) U(X3) U(X4) U(X5) D值 耐盐碱性
JW −0.92 −2.38 0.07 −1.54 −0.73 0.03 0.11 0.03 0.67 0.22 0.15 较弱
LJNY −1.04 −2.04 −0.15 2.14 0.46 0.25 0.27 0.80 0.71 0.44 0.41 中等
HSYD −1.39 0.42 0.07 −0.01 0.71 0.73 0.43 0.58 0.76 0.70 0.64 较强
STHJ −0.59 0.78 0.40 1.42 −1.18 0.70 0.47 0.76 0.80 0.61 0.65 较强
CZHL 0.92 −1.17 −1.88 −0.55 0.09 0.42 0.51 0.45 0.44 0.30 0.44 中等
NHYD −1.79 −0.09 0.58 −0.23 0.84 0.64 0.42 0.46 0.83 0.76 0.60 中等
HYD −0.34 0.91 0.84 1.68 −1.38 0.72 0.88 0.89 0.89 0.95 0.82 较强
PFYD 1.22 1.00 −0.17 −0.08 −0.64 0.76 1.00 0.74 0.73 0.76 0.81 较强
MYYD 0.34 1.22 −0.40 0.03 1.02 0.91 0.63 0.44 0.65 0.58 0.71 较强
RYD 1.18 0.38 1.28 0.94 −1.06 0.37 0.47 0.56 0.92 0.51 0.50 中等
ER −1.42 1.03 0.08 1.71 −0.17 0.86 0.53 0.80 0.75 0.77 0.75 较强
BYD 0.54 0.92 0.13 0.36 1.35 0.67 0.44 0.24 0.60 0.64 0.55 中等
SHBH 0.37 0.26 −0.03 1.36 −0.70 0.61 0.59 0.52 0.68 0.49 0.59 中等
BY1 −0.02 0.46 1.41 1.30 0.19 0.63 0.52 0.56 0.92 0.64 0.63 较强
JZY1 0.78 −0.97 −1.21 0.74 1.41 0.49 0.51 0.61 0.52 0.44 0.51 中等
QHBH −0.61 0.85 0.31 −0.76 −1.13 0.66 0.23 0.18 0.68 0.37 0.46 中等
LHYD 2.50 −1.23 −0.35 −1.26 −0.07 0.32 0.98 0.35 0.69 0.47 0.55 中等
CHYD −0.30 0.79 −0.37 0.68 1.12 0.76 0.43 0.49 0.60 0.60 0.61 中等
CZNH −2.36 −0.10 1.39 −1.12 −1.79 0.48 0.48 0.41 0.93 1.00 0.58 中等
LNH 1.80 0.57 1.12 −0.21 0.17 0.60 0.65 0.27 0.81 0.49 0.58 中等
BWYD −0.09 −0.72 2.12 1.12 1.79 0.39 0.46 0.27 1.00 0.63 0.49 中等
PYD 0.85 −0.09 −0.75 −0.79 −1.24 0.54 0.64 0.41 0.62 0.46 0.55 中等
FYD −0.90 1.04 0.89 −2.05 −0.44 0.66 0.39 0.00 0.84 0.61 0.52 中等
BHHYD −2.93 0.43 1.26 −1.44 0.73 0.65 0.39 0.05 0.88 0.93 0.56 中等
LYYD 0.04 −3.38 −2.16 2.70 −0.25 0.01 0.01 1.00 0.31 0.00 0.18 较弱
CHYD 1.08 0.41 1.05 −1.89 −0.27 0.60 0.55 0.17 0.96 0.47 0.56 中等
CRYD 1.04 −0.75 −0.36 −0.44 1.33 0.48 0.59 0.33 0.67 0.45 0.51 中等
SJZ1 −0.83 −0.90 1.74 0.49 −0.73 0.29 0.49 0.31 0.99 0.76 0.48 中等
SJZ2 0.81 2.64 −2.71 −1.02 −0.74 1.00 0.65 0.35 0.00 0.67 0.67 较强
YD04-08 −0.36 −1.41 −0.43 −2.06 1.26 0.36 0.23 0.01 0.67 0.28 0.30 较弱
SX1 1.09 0.89 1.19 0.14 −1.14 0.66 0.70 0.43 0.83 0.65 0.66 较强
LY3 −0.84 −0.31 −0.68 −1.62 −0.22 0.53 0.38 0.15 0.62 0.51 0.45 中等
BY2 −0.33 0.36 0.13 −0.33 1.24 0.67 0.20 0.28 0.63 0.35 0.47 中等
L25-1212 −0.37 −0.73 −1.69 −1.12 −1.97 0.52 0.52 0.85 0.60 0.47 0.57 中等
AWB 1.11 0.33 0.42 1.25 0.53 0.58 0.52 0.38 0.63 0.49 0.54 中等
LHB 1.99 1.66 −0.99 −0.09 1.18 0.72 0.43 0.25 0.48 0.30 0.51 中等
CZYD 1.42 1.78 0.14 −0.72 −1.19 0.54 0.29 0.07 0.71 0.29 0.41 中等
YD04-01 −0.57 −2.63 0.18 −0.72 0.28 0.00 0.23 0.24 0.74 0.39 0.22 较弱
YD04-02 −0.60 0.59 −1.14 1.55 1.56 0.64 0.20 0.39 0.38 0.35 0.44 中等
YD04-03 −2.01 1.63 −0.77 −0.43 −1.68 0.59 0.00 0.30 0.42 0.30 0.33 较弱
ZZD 0.35 −1.18 −0.26 0.53 0.17 0.35 0.54 0.55 0.70 0.52 0.48 中等
BMD 1.20 −1.29 −0.28 0.35 1.30 0.40 0.72 0.58 0.71 0.60 0.56 中等
权重 — — — — — 0.396 0.243 0.135 0.128 0.099 — —
在芸豆品种苗期耐盐碱性的筛选过程中, 确
定鉴定指标的方法至关重要。高建明等(2012)用
株高和地上部鲜重评价了66份高粱种质材料, 并
没有提出可靠的评价方法和筛选指标。戴凌燕等
(2012)采用隶属函数法对不同盐碱浓度处理下7个
甜高粱品种进行鉴定与确定耐盐碱性强弱, 却只
李琳等: 芸豆苗期耐盐碱性鉴定及品种筛选研究 69
能分析较少品种, 故仅用简单的总级别值法和隶
属函数法对作物抗逆性进行评价存在一定的局限
性(周广生等2003)。因此本试验利用主成分分
析、聚类分析和隶属函数分析等多元分析方法,
综合评价了42份芸豆品种苗期耐盐碱性。通过主
成分分析方法将11个相互关联的单项指标转换成
为5个相互独立的综合指标, 全株干重、地上鲜
重、根长、地下含水量和地下鲜重可作为芸豆苗
期主要鉴定指标, 42份芸豆品种耐盐碱性主要是由
上述5个综合指标共同决定, 某一综合指标值的高
低并不能完全决定某一品种耐盐碱性的强弱。根
据5个综合指标值的贡献率求出其相应的隶属函
数值, 并依据各综合指标的相对重要性(权重)进行
加权, 得到不同芸豆品种苗期耐盐碱性的综合评
图2 供试材料耐盐碱性的聚类图
Fig.2 Cluster diagram of saline–alkaline tolerance of provided materials
植物生理学报70
价值(D值), 由于D值是一个无量纲的纯数, 从而使
各芸豆品种间的差异具有可比性(王军等2007), 此
值能够较为科学地对芸豆品种的耐盐碱性进行评
价, 并通过聚类分析对42份芸豆品种的D值进行聚
类, 将42份芸豆品种划分为3类: 耐盐碱性较强的
品种9份, 其中HYD的耐盐碱性最强; JZY1等28份
芸豆品种的耐盐碱性中等; 耐盐碱性较弱的品种5
份, 其中JW的耐盐碱性最弱。
参考文献
Bai ZY, Li CD, Sun HC, Zhao JF (2008). Principal component anal-
ysis and comprehensive evaluation on physiological indices of
drought resistance in wheat substitution. Sci Agr Sin, 41 (12):
4264–4272 (in Chinese with English abstract) [白志英, 李存东,
孙红春, 赵金锋(2008). 小麦代换系抗旱生理指标的主成分分
析及综合评价. 中国农业科学, 41 (12): 4264–4272]
Dai HF, Wu H, Maimaitiali A, Wang LH, Apizi M, Zhang JS (2014).
Analysis of salt-tolerance and determination of salt-tolerant eval-
uation indictors in cotton seedlings of different genotypes. Sci
Agr Sin, 47 (7): 1290–1300 (in Chinese with English abstract) [戴
海芳, 武辉, 阿曼古丽·买买提阿力, 王立红, 麦麦提·阿皮孜,
张巨松(2014). 不同基因型棉花苗期耐盐性分析及其鉴定指
标筛选. 中国农业科学, 47 (7): 1290–1300]
Dai LY, Zhang LJ, Ruan YY, Hu K (2012). Research on physiological
characteristics and the assessment of tolerance of different vari-
eties of sweet sorghum seedlings to saline-sodic stress. Agr Res
Arid Area, 30 (2): 77–83 (in Chinese with English abstract) [戴
凌燕, 张立军, 阮燕晔, 胡凯(2012). 盐碱胁迫下不同品种甜高
粱幼苗生理特性变化及耐性评价. 干旱地区农业研究, 30 (2):
77–83]
Du S, Wang H, Nie L (2012). Study on physical and chemical prop-
erties of kidney bean starch. J Chin Cereal Oil Assoc, 27 (8):
31–35 (in Chinese with English abstract) [杜双奎, 王华, 聂丽洁
(2012). 芸豆淀粉理化特性研究. 中国粮油学报, 27 (8): 31–35]
Falster DS, Westoby M (2003). Plant height and evolutionary games.
Trends Ecol Evol, 18: 337–343
Gao JM, Xia BX, Yuan QH, Luo F, Han Y, Gui Z, Pei ZY, Sun SJ
(2012). Salt-alkaline tolerance of sorghum germplasm at seed-
ling stage. Chin J Appl Ecol, 23 (5): 1303–1310 (in Chinese with
English abstract) [高建明, 夏卜贤, 袁庆华, 罗峰, 韩芸, 桂枝,
裴忠有, 孙守钧(2012). 高粱种质材料幼苗期耐盐碱性评价.
应用生态学报, 23 (5): 1303–1310]
Golldack D, Lüking I, Yang O (2011). Plant tolerance to drought and
salinity: stress regulating transcription factors and their function-
al significance in the cellular transcriptional network. Plant Cell
Rep, 30: 1383–1391
Grotkopp E, Rejmánek M, Rost TL (2002). Toward a causal expla-
nation of plant invasiveness: seedling growth and life-history
strategies of 29 pine (Pinus) species. Am Nat, 159: 396–419
Gulnar Y, Yang RR, Zeng YL (2014). Effects of salt-alkali mixed
stresses on seed germination of the halophyte Chenopodium
glaucum L. Chin J Ecol, 33 (1): 76–82 (in Chinese with English
abstract) [古丽内尔·亚森, 杨瑞瑞, 曾幼玲(2014). 混合盐碱胁
迫对灰绿藜(Chenopodium glaucum L.)种子萌发的影响. 生态
学杂志, 33 (1): 76–82]
Jiang QY, Hu Z, Zhang H, Wang MM, Tang JY, Ni ZY, Jiang F (2012).
Evaluation for salt tolerance in soybean cultivars (Glycine max L.
Merrill). J Plant Genet Resour, 13 (5): 726–732 (in Chinese with
English abstract) [姜奇彦, 胡正, 张辉, 王萌萌, 唐俊源, 倪志勇,
姜锋(2012). 大豆种质资源耐盐性鉴定与研究. 植物遗传资源
报, 13 (5): 726–732]
Läuchli A, Lüttge U (2002). Salinity: Environment–Plants–Molecules.
Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 21–23
Li QS, Li XJ, Li XJ, Wang ZC, Song CC, Zhang GX (2003). Sodium
bicarbonate soil management and utilization in Songnen Plain.
Resour Sci, 25 (1): 15–20 (in Chinese with English abstract) [李
取生, 李秀军, 李晓军, 王志春, 宋长春, 章光新(2003). 松嫩平
原苏打盐碱地治理与利用. 资源科学, 25 (1): 15–20]
Li X, Cao K, Yan L, Wang C, Sun Z, Zhou Y (2008). Effect of the
growth characteristics in seedling of different rice varieties under
saline-alkali stress. Chin Agr Sci Bull, 24 (8): 252–256 (in Chi-
nese with English abstract) [李霞, 曹昆, 阎丽娜, 王超, 孙志伟,
周月兰(2008). 盐碱胁迫对不同水稻材料苗期生长特性的影
响. 中国农业通报, 24 (8): 252–256]
Meng X, Liu Y, Zhang Y, Zhang H, Mu P, Lin Q (2015). Responses
of antioxidant properties and root activity of different wheat
varieties to salt stress at seedling stage. J Triticeae Crop, 35 (8):
1168–1175 (in Chinese with English abstract) [孟祥浩, 刘义
国, 张玉梅, 张洪生, 穆平, 林琪(2015). 不同小麦品种苗期抗
氧化特性及根系活力对盐胁迫的响应. 麦类作物学报, 35 (8):
1168–1175]
Meng XX, Wang Q, Zhang W (2010). Kidney bean variety ‘Longyun 5’
and its key cultivation techniques. China Seed Ind, 32 (4): 73 (in
Chinese) [孟宪欣, 王强, 张威(2010). 芸豆品种龙芸豆5号及栽
培要点. 中国种业, 32 (4): 73]
Moyib OK, Alashiri GO, Adejoye OD (2015). Chemometric dissimi-
larity in nutritive value of popularly consumed Nigerian brown
and white common beans. Food Chem, 166: 576–584
Munns R (2002). Comparative physiology of salt and water stress.
Plant Cell Environ, 25: 239–250
Parida AK, Das AB (2005). Salt tolerance and salinity effects on
plants: a review. Ecotox Environ Safe, 60 (3): 324–349
Pervaiz Z, Afzal M, Sun X, Yang X, Luo A (2002). Physiological
parameters of salt tolerance in wheat. Asian J Plant Sci, 1 (4):
478–481
Ren CM, Wang DK, Wang MZ, Guo L, Shi C (2009). The current
status of the salt alkaloid soil and classification and evaluation of
the halophytes in Daqing Area. Heilongjiang Agr Sci, (5): 56–60
(in Chinese with English abstract) [任翠梅, 王殿奎, 王明泽, 郭
丽, 师臣(2009). 大庆地区盐渍化土壤状况及盐生植物分类与
评价. 黑龙江农业科学, (5): 56–60]
Scarano D, Rubio F, Ruiz JJ, Rao R, Corrado G (2014). Morpho-
logical and genetic diversity among and within common bean
(Phaseolus vulgaris L.) landraces from the Campania region
(Southern Italy). Sci Hortic, 180: 72–78
李琳等: 芸豆苗期耐盐碱性鉴定及品种筛选研究 71
Shi Y, Miao H, Hu X, Chen J (2015). Research and application of sa-
line-alkaline tolerance indexes of peanut. J Nucl Agr Sci, 29 (3):
442–447 (in Chinese with English abstract) [石运庆, 苗华荣, 胡
晓辉, 陈静(2015). 花生耐盐碱性鉴定指标的研究及应用. 核
农学报, 29 (3): 442–447]
Sun HY, Luo B, Shi JH, Yin F (2005). Effects of potassium citrate on
seed germination and growth of wheat seedlings. J Changshu
Inst Technol, 19 (2): 77–80 [孙海燕, 罗兵, 施加虹, 殷芳(2005).
柠檬酸钾对小麦种子萌发及幼苗生长的影响.常熟理工学院
学报, 19 (2): 77–80]
Wang J, Zhou MX, Xu RG, Lv C, Huang ZL (2007). Studies on se-
lecting indices and evaluation methods for barley’s (Hordeum
vulgare L.) waterlogging tolerance. Sci Agr Sin, 40 (10): 2145–
2152 (in Chinese with English abstract) [王军, 周美学, 许如根,
吕超, 黄祖六(2007). 大麦耐湿性鉴定指标和评价方法研究.
中国农业科学, 40 (10): 2145–2152]
Wang L, Fang C, Wang K (2015). Physiological responses of Leymus
chinensis to long-term salt, alkali and mixed salt-alkali stresses.
J Plant Nutr, 38: 526–540
Wang Z, Yang F, Chen Y, Liang Z (2008). Sodium and potassium
responses to sodicity stress in rice. Ecol Environ, 17 (3): 1198–
1203 (in Chinese with English abstract) [王志春, 杨福, 陈渊, 梁
正伟(2008). 苏打盐碱胁迫下水稻体内的Na+、K+响应. 生态
环境, 17 (3): 1198–1203]
Xu S, Wang G, Mao W, Hu Q, Liu N, Ye L, Gong Y (2014). Genetic
diversity and population structure of common bean (Phaseolus
vulgaris) landraces from China revealed by a new set of EST-
SSR markers. Biochem Syst Ecol, 57: 250–256
Yan H, Zhao W, Sheng Y, Shi D, Zhou D (2005). Effects of alkali
stress on Aneurolepidium chinense and Helianthus annuus. Chin
J Appl Ecol, 16 (8): 1497–1501 (in Chinese with English ab-
stract) [颜宏, 赵伟, 盛艳敏, 石德成, 周道玮(2005). 碱胁迫对
羊草和向日葵的影响. 应用生态学报, 16 (8): 1497–1501]
Yang SP, Wei CZ, Liang YC (2013). Identification and screening of
salt tolerance of main cotton varieties in Xinjiang. Arid Zone
Res, 30 (6): 1129–1135 (in Chinese with English abstract) [杨淑
萍, 危常州, 梁永超(2013). 新疆主要棉花品种耐盐性筛选与
鉴定. 干旱区研究, 30 (6): 1129–1135]
Yang YT, Cheng RF, Yang QC, Xiao P (2010). Effects of LED light
quality R/B ratio to quality of sweet potato plantlets in vitro and
energy saving. Chin J Agrometeorol, 31 (4): 546–550 [杨雅婷,
程瑞峰, 杨其长, 肖平(2010). LED光源不同R/B处理对甘薯组
培苗品质及节能效果的影响. 中国农业气象, 31 (4): 546–550]
Zhang CH, Cao YS, Zong XX, Wang ZG, Wang SM (2005). Morpho-
logical diversity and classification of common bean (Phaseolus
vulgaris L.) germplasm resource in China. Sci Agr Sin, 38 (1):
27–32 (in Chinese with English abstract) [张赤红, 曹永生, 宗绪
晓, 王志刚, 王述民(2005). 普通菜豆种质资源形态多样性鉴
定与分类研究. 中国农业科学, 38 (1): 27–32]
Zhang SC, Yuan F, Guo JR, Han GL, Sun LZ, Wang S, Wang BS
(2015). Comprehensive evaluation on salt-tolerance of Sorghum
bicolor seedlings by subordinate function values analysis. Plant
Physiol J, 51 (6): 893–902 (in Chinese with English abstract) [张
士超, 袁芳, 郭建荣, 韩国良, 孙利珍, 王帅, 王宝山(2015). 利
用隶属函数值法对甜高粱幼苗期耐盐性的综合评价. 植物生
理学报, 51 (6): 893–902]
Zhang XY, Wang K, Blair MW, Wang SM (2007). Phenotypic di-
versity analysis and classification of common bean (Phaseolus
vulgaris L.) landraces in China. J Plant Genet Resour, 8 (4):
406–410(in Chinese with English abstract) [张晓艳, 王坤, Blair
MW, 王述民(2007). 中国普通菜豆形态性状分析及分类. 植物
遗传资源学报, 8 (4): 406–410]
Zhang ZM, Dai LX, Ding H, Chen DX, Yang WQ, Song WW, Wan
SB (2012). Identification and evaluation of drought resistance in
different peanut varieties widely grown in Northern China. Acta
Agron Sin, 38 (3): 495–504 (in Chinese with English abstract) [张
智猛, 戴良香, 丁红, 陈殿绪, 杨伟强, 宋文武, 万书波(2012).
中国北方主栽花生品种抗旱性鉴定与评价. 作物学报, 38 (3):
495–504]
Zheng JF, Mi SY, Jing JJ, Bai ZY, Li CD (2013). Principal component
analysis and comprehensive evaluation on physiological traits of
tolerance to low phosphorus stress in wheat substitution. Sci Agr
Sin, 46 (10): 1984–1993 (in Chinese with English abstract) [郑
金凤, 米少艳, 婧姣姣, 白志英, 李存东(2013). 小麦代换系耐
低磷生理性状的主成分分析及综合评价. 中国农业科学, 46
(10): 1984–1993]
Zhou GS, Mei FZ, Zhou ZQ, Zhu XT (2003). Comprehensive eval-
uation and forecast on physiological indices of waterlogging
resistance of different wheat varieties. Sci Agr Sin, 36 (11):
1378–1382 (in Chinese with English abstract) [周广生, 梅方竹,
周竹青, 朱旭彤(2003). 小麦不同品种耐湿性生理指标综合评
价及其预测. 中国农业科学, 36 (11): 1378–1382]
Zhu ZH, Zheng WY, Zhang XK (2011). Principal component analysis
and comprehensive evaluation on morphological and agronomic
traits of drought tolerance in Rapeseed (Brassica napus L.). Sci
Agr Sin, 44 (9): 1775–1787 (in Chinese with English abstract) [朱
宗河, 郑文寅, 张学昆(2011). 甘蓝型油菜耐旱相关性状的主
成分分析及综合评价. 中国农业科学, 44 (9): 1775–1787]
植物生理学报72
Identification and screening of different kidney bean cultivars for saline–alkaline
tolerance during seedling stage
LI Lin, YU Song, JIANG Yong-Chao, ZHANG Ting-Ting, ZOU Chun-Lei, JIN Shan-Shan, GUO Jian-Hua, LIANG Hai-Yun,
DUAN Jun-Jun, YU Li-He*
College of Agronomy, Heilongjiang Bayi Agricultural University; Key Laboratory of Crop Germplasm Improvement and Cultiva-
tion in Cold Regions, Daqing, Heilongjiang 163319, China
Abstract: According to the characteristics of soda saline–alkaline soil in Songnen Plain, in this study, NaHCO3
was used to stimulate the saline–alkaline stress by hydroponics. A total of 42 kidney bean (Phaseolus vulgaris)
varieties were exposed to different saline–alkaline concentrations, to obtain the optimal NaHCO3 treatment con-
centration. Based on all the morphological indexes and their saline–alkaline tolerance coefficient under appro-
priate stress condition, saline–alkaline tolerance of different kidney bean varieties at seedlings stage was com-
prehensively evaluated by principal component, membership function and cluster analyses. The results show
that 11 single morphological indexes for kidney bean seedlings of different genotypes under saline–alkaline
stress could be recombined into five separate comprehensive indexes. On the base of comparing the saline–al-
kaline tolerance comprehensive evaluation value (value D) of different kidney bean varieties, which was calcu-
lated from the subordinate function analysis, 42 kidney bean varieties were divided into three groups using
cluster analysis, among which nine varieties such as ‘Heiyundou’ have stronger saline–alkaline tolerance, 28
varieties including ‘Jizhangyun 1’ show medium tolerance towards saline–alkaline stress, while five varieties
are saline–alkaline sensitive, especially ‘Ribenbai’.
Key words: kidney bean; seedling stage; saline–alkaline tolerance; comprehensive evaluation
Received 2015-11-20 Accepted 2015-12-23
This work was supported by the Special Fund for Agro-scientific Research of National Public Welfare Industry (Grant No. 201303007), the Na-
tional Scientific and Technological Support Program (Grant No. 2014BAD07B05-01), the Scientific and Technological Project of Heilongjiang
Province (Grant No. 2014BAD07B05-H03), the Scientific and Technological Project of Agricultural Reclamation General Bureau in Heilongjian
Province (Grant No. HNK125A-01-02), and the Scientific Research Project for People Returned after Further Learn and Talent Introduction of
Heilongjiang Bayi Agricultural University (Grant No. XYB2014-02).
*Corresponding author (E-mail: yulihe2002@126.com).