全 文 ：植物生理学通讯 第42卷 第6期，2006年12月 1149
一种以幼根K+ 外漏量鉴定小麦耐盐性的方法
王芳 丁烽 段培 马成涛 王宝山*
山东师范大学生命科学学院，济南250014
A Method for Identifying Salt-tolerance of Wheat (Triticum aestivum L.) by K+
Flux of Young Roots
WANG Fang, DING Feng, DUAN Pei, MA Cheng-Tao, WANG Bao-Shan*
College of Life Sciences, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
提要 经100 mmol·L-1 NaCl处理的小麦幼根、胚芽和胚芽鞘的K+净外漏量和K+净外漏率显著增加，盐敏感小麦品种‘LM15’
的幼根 K+ 净外漏量和净外漏率明显大于耐盐品种 ‘DK961’；2 个品种小麦幼根 K+ 外漏率差异主要是由其成熟区引起的。
幼根K+净外漏量及净外漏率均与小麦的耐盐性呈负相关，因此认为幼根K+外漏可以作为快速鉴定NaCl胁迫下小麦耐盐
性的指标。
关键词 小麦；NaCl 胁迫；幼根 K+ 外漏；耐盐性
收稿 2006-10-08 修定 2006-11-24
资助 国家自然科学基金(30270793)和山东省自然科学基金重
点项目(Z2004D03)。
*通讯作者(E-mail: bswang@sdnu.edu.cn, Tel: 0531-
86180197)。
迄今为止，已有多种形态和生理生化指标用
于作物耐盐性的鉴定，如：甜菜碱和脯氨酸含量
变化(赵勇等2005)、细胞Na+吸收(许兴等2002)、
叶片Na+/K+比(Chhipa和Lal 1995)等。以往有关小
麦(Triticum aestivum L.)品种间耐盐性差异的报道
多以幼苗为材料，比较了一些基本生理指标，并
以此说明小麦品种耐盐性与离子特征之间的关系
(丁顺华等2001)。但这些方法均存在实验仪器要
求高和操作步骤繁杂的缺点，且难以用于作物发
育早期的鉴定。因此，寻找可靠、便捷和快速
的筛选方法，已成为耐盐育种中的瓶颈问题(Chen
等 2005)。对此，Chen等(2005)曾以 80 mmol·L-1
NaCl处理大麦幼苗，发现处理40 min后幼根成熟
区 K + 外漏量与大麦耐盐性呈很好的负相关(r 2=
0.93)，认为可以作为鉴定大麦耐盐性的可靠指
标。但这一方法是否可以作为小麦耐盐性鉴定的
指标，尚未见报道。本文以耐盐小麦品种
‘DK961’ 和盐敏感小麦品种 ‘LM15’ 为实验材料，
对此问题进行了研究。
材料与方法
实验材料为小麦(Triticum aestivum L.)，品种
‘ 德抗 961 ’ 为耐盐品种(王宝山等 2000)，简称
‘ D K 9 6 1 ’；‘ 鲁麦 1 5 ’ 为盐敏感品种，简称
‘LM 1 5 ’。挑选籽粒饱满的小麦种子，经 0 . 1 %
HgCl2 消毒10 min。于适量蒸馏水中萌动24 h后，
取萌动一致的种子摆放在直径为 30 cm 的塑料盘
(铺有 2层滤纸)中，用含0.5 mmol·L-1 KCl、0.1
mmol·L-1 CaCl2的溶液于25℃恒温培养箱中暗培养
3 d后，用于NaCl胁迫下幼苗不同器官K+外漏的
测定。挑选长势一致的幼苗，每株分为根、胚
芽、胚芽鞘三部分，均用双蒸水冲洗 2 遍，分
别取10株材料浸没在盛有0和100 mmol·L-1 NaCl
溶液(双蒸水配制)的青霉素小瓶中，每瓶盛8 mL
NaCl 溶液，用塑料膜封口以防水分蒸发。处理
1~3 h 后，分别用火焰光度计(Sherwood, Flame
Photometer 410)测量溶液中K+含量，并且将材料
取出，用吸水纸擦干，称其鲜重。每个处理重
复3 次。K+ 净外漏量 =处理的 K+ 外漏量 – 对照的
K+ 外漏量[nmol·g-1 (FW)]。K+ 净外漏率=(F2–F1)/
D t，其中，F 2 为后 1 次的净外漏量[ n m o l ·g- 1
(FW)]，F1 为前 1次的净外漏量[nmol·g-1 (FW)]，
Dt 为时间间隔(h)。
测定 NaCl胁迫下幼根不同部分的K+ 外漏时，
每组取 10 个植株，迅速将其每条根分为未成熟
区、成熟区两部分(即距离根尖1.5 cm 的富含根
毛区)。两部分均用双蒸水冲洗 2 遍，分别取 20
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株材料浸没在盛有0和100 mmol·L-1 NaCl溶液(双
蒸水配制)的青霉素小瓶中，每瓶盛 8 mL，用塑
料膜封口以防水分蒸发。处理 1 和 2 h 后，分别
用火焰光度计测量溶液中K+ 含量，材料取出后用
吸水纸擦干，称其鲜重。计算 K + 的净外漏率
[nmol·g-1 (FW)·h-1]。每个处理重复3次。
实验结果
1 NaCl 胁迫下小麦幼根、胚芽和胚芽鞘的K+ 净
外漏量
图 1~ 3 显示：
(1)经100 mmol·L-1 NaCl处理的2个品种小麦
幼根均出现K+ 外漏。K+ 净外漏量与时间相关性分
析结果(‘DK961’：y=4.331x-0.154，r=0.9985；
‘LM15’：y=7.583x-0.502，r =0.9977)表明，小
麦幼根K+ 净外漏量与时间呈极高的正相关；而耐
盐性弱的 ‘LM15’，其 a 值(7.583)远大于耐盐品种
‘DK961’ 的a值(4.33)，说明幼根K+ 净外漏量与品
种耐盐性呈显著负相关。处理时间相同时，
‘LM15’ 的幼根 K+ 净外漏量显著大于 ‘DK961’，处
理1、2、3 h 分别是 ‘DK961’ 幼根K+ 净外漏量的
2.10、2.71、3.12倍，两者差异极显著(P<0.01)
( 图 1 - a ) 。‘ LM 1 5 ’ 的幼根 K + 净外漏率大于
‘DK961’，处理 1、2、3 h 分别是后者的 1.69、
1.90、1.67倍，且2个品种小麦K+净外漏率均在
处理2 h 后达到最大值，处理时间相同时，两者
差异均达极显著水平(P<0.01) (图 1-b)。据此认
为，小麦幼根的K+ 净外漏量和净外漏率可用作为
图1 NaCl胁迫下小麦幼根K+净外漏量和K+净外漏率
数据为 3 个重复的平均值 ±SE；d 表示品种间差异极显著(P<0.01)。下图同此。
筛选耐盐品种的指标。
(2)胚芽经过100 mmol·L-1 NaCl处理后的结果
与幼根相似。相关性分析结果( ‘DK 9 6 1 ’：y =
3.652x-3.89，r=0.9976；‘LM15’：y=6.05x-
7.005，r=0.9987)表明，小麦胚芽K+ 净外漏量与
时间呈极高的正相关，‘LM15’ 的a值(6.05)大于
‘DK961’ 的a值(4.33)，说明胚芽K+净外漏量亦与
耐盐性呈负相关。但两者a值的差小于幼根K+ 净
外漏量，表明后者更能显示品种耐盐性的差异。
处理时间相同时，‘LM15’ 的胚芽K+ 净外漏量显著
大于 ‘DK961’，处理 1、2、3 h 后分别是后者的
2.85、2.66、2.69倍，两者差异极显著(P<0.01)
(图2-a)。两者胚芽K+净外漏率也都随时间增加而
增大，且 ‘LM15 ’ 的比 ‘DK961 ’ 大，两者差异极
显著(P<0.01)。处理 1、2、3 h，‘LM15’ 的 K+
净外漏率均显著高于 ‘DK 9 6 1 ’，前者为后者的
1.81、1.79、1.61 倍，两者差异极显著(P<0.01)
(图 2-b)。据此认为，小麦胚芽的 K+ 净外漏率也
可作为筛选耐盐品种的指标，但不及幼根敏感。
(3)胚芽鞘经过100 mmol·L-1 NaCl处理后的结
果与幼根和胚芽具有相似的趋势。相关性分析结
果(‘DK961’：y=4.22x-4.43，r=0.9984；‘LM15’：
y=6.501x-6.92，r=0.9982)表明胚芽鞘K+净外漏量
亦与耐盐性呈负相关，但两a值差(6.05-4.22)进一
步缩小。处理时间相同时，两者差异极显著(P<
0.01) (图3-a)。处理1、2、3 h，‘LM15’的K+ 净
外漏率均高于 ‘DK961’ 两者差异极显著(P<0.01)
( 图 3 - b ) 。胚芽鞘经过处理后的结果也呈现
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‘DK961’<‘LM15’ 的趋势，但其差异不如根和胚芽
差异显著，处理 1、2、3 h 后，‘LM15 ’ 的胚芽
鞘 K+ 净外漏率分别为 ‘DK961’ 的 1.51、1.47、
1.56 倍，而且误差较大。因此认为，胚芽鞘 K+
净外漏量和净外漏率不适合作为判断小麦是否耐盐
的指标。
2 NaCl胁迫下小麦幼根不同部分K+ 净外漏率
由图4可知，经100 mmol·L-1 NaCl处理的幼
图3 NaCl胁迫下小麦胚芽鞘K+净外漏量和K＋净外漏率
图4 NaCl胁迫下小麦根不同部分的K+净外漏率
图2 NaCl胁迫下小麦胚芽K+净外漏量和K+净外漏率
根，其未成熟区和成熟区K+ 净外漏率均随时间增
加而增大。处理 1和 2 h 后，‘LM15’ 成熟区的 K+
净外漏率为 ‘DK961’的1.80和1.62倍，而未成熟
区的K+净外漏率分别为‘DK961’的1.54和1.62倍。
2 个品种未成熟区 K+ 净外漏率差异不如成熟区明
显，且误差较大。所以认为，经过100 mmol·L-1
NaCl溶液处理的小麦幼根未成熟区K+的净外漏率
不可以作为检测小麦是否耐盐的指标。NaCl处理
下，2个品种根的成熟区K+ 净外漏率差异显著(P<
0.01)。因此认为，小麦幼根成熟区 K+ 的净外漏
率也可作为判别小麦耐盐性的指标。
讨 论
在包括小麦在内的农作物育种、栽培和生理
研究中，耐盐性鉴定指标的研究已取得了一定的
进展(柯玉琴和潘廷国2001；丁顺华等2001)。赵
锁劳和窦延玲(1998)认为，有10多项指标可用于
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小麦的耐盐性鉴定。形态生长指标有盐胁迫下的
幼苗存活率、幼苗的春季分蘖数及籽粒产量；生
理生化指标有盐胁迫下植株地上部的 K+/Na+ 比、
根细胞质膜上的 ATP 酶活性、植株组织中的甜菜
碱和多胺含量、细胞壁上的羟脯氨酸含量、细胞
壁糖蛋白中的糖分含量以及植株体内盐激蛋白的合
成等。这些指标有的可在大田中直接用于鉴定(如
籽粒产量、耐盐性与早熟性的关系等)，此法与
生产实际比较接近，有产量作证，所以易为人们
接受，但因环境影响，其重复性差。另外一些
指标在人工气候室盆栽鉴定，其优点是环境条件
被严格控制，鉴定效果较好，但盆栽鉴定工作量
大，生理指标测定本身对药品和仪器要求较高，
周期较长，大批量快速鉴定有一定难度。
K+ 是植物必需的三大营养元素之一，是细胞
中唯一以游离态大量存在的离子，在各种类型植
物细胞的生长及代谢中发挥重要作用(Maathuis和
Sanders 1996)。但迄今为止，有关较高浓度盐胁
迫下，K+ 外漏与小麦耐盐性的关系尚未见报道。
Chen等(2005)指出：以大麦幼根K+外漏为指标筛
选耐盐品种时，实验材料 “ 越小越好 ”。本文以
暗培养 3 d 的小麦幼苗为材料，此时胚芽高度刚
好超过胚芽鞘，易于分离，得到的结果较为理
想。与其他指标相比，K+ 外漏这一生理指标具有
以下优势：(1)指标稳定，各重复间数据误差小，
且与耐盐性关系密切，能切实反映耐盐性的强
弱；(2)方法简单，只需火焰分光光度计，一个
品种的测定在10 min之内即可完成，可以用于大
批材料的鉴定；(3)在小麦生育早期就可进行，材
料只需暗培养 3 d，从而减少大田工作量，且不
受天气条件的影响。
2个品种小麦胚芽和幼根的 K+ 净外漏量及净
外漏率均有差异。根系是直接接触 NaCl 的器官，
因此用根的K+ 外漏量和外漏率作为判别小麦耐盐
性大小的指标更好一些。另外，由于所用材料比
较幼嫩，所以在实验过程中应尽量避免水分和光
对幼根的伤害；实验中的幼根是离体的，将根分
为不同部分，K+ 会通过伤口外流出来，因此应用
双蒸水多次冲洗；还有，小麦幼根处理 3 h 后会
发生不同程度的萎焉现象，此时幼根所受伤害程
度大于2 h 时，但 K+ 净外漏率反而有所减小。因
此，建议实验时间控制在 2 h 之内，优先考虑测
量整根的 K + 净外漏量。
参考文献
丁顺华, 邱念伟, 杨洪兵, 王宝山(2001). 小麦耐盐性生理指标的
选择. 植物生理学通讯, 37 (2): 98~102
坷玉琴, 潘廷匡(2001). 鉴定水稻发芽种子成苗过程中耐盐性的
NaCl琼脂固定法. 植物生理学通讯, 37 (5): 432~434
王宝山, 蔡蕾, 李平华, 陈敏, 范海(2000). 外源 GA3、ABA 和
Ca(NO3)2缓解盐对小麦种子萌发的抑制作用. 西北植物学报,
20 (5): 743~753
许兴, 李树华, 惠红霞, 米海莉(2002). NaCl胁迫对小麦幼苗生
长、叶绿素含量及Na+、K+吸收的影响. 西北植物学报, 22
(2): 278~284
赵锁劳, 窦延玲(1998). 小麦耐盐性鉴定指标及其分析评价. 西
北农业大学学报, 26 (6): 80~84
赵勇, 马雅琴, 翁跃进(2005). 盐胁迫下小麦甜菜碱和脯氨酸含
量变化. 植物生理与分子生物学学报, 31 (1): 103~106
Chen Z, Newman I, Zhou M, Mendham N, Zhang G, Shabala S
(2005). Screening plants for salt tolerance by measuring K+
flux: a case study for barley. Plant Cell Environ, 28:
1230~1246
Chhipa BR, Lal P (1995). Na+/K+ ratios as the basis of salt
tolerance in wheat. Aust J Agr Res, 46: 533~539
Maathuis FJM, Sanders D (1996). Mechanisms of potassium ab-
sorption by higher plant roots. Physiol Plant, 96: 158~168