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A comprehensive evaluation of salt tolerance for germplasm and materials of Elytrigia at the seedling stage

偃麦草属植物种质材料苗期耐盐性综合评价



全 文 :书偃麦草属植物种质材料苗期耐盐性综合评价
孟林1,尚春艳1,2,毛培春1,张国芳1,安沙舟2
(1.北京市农林科学院 北京草业与环境研究发展中心,北京100097;2.新疆农业大学草业与环境科学
学院 新疆草地资源与生态重点实验室,新疆 乌鲁木齐830052)
摘要:采用温室苗期模拟NaCl盐分胁迫方法,对来自于21个国家的偃麦草属8个植物种34份种质材料苗期的叶
片相对含水量、相对电导率、脯氨酸、K+/Na+、相对生长速度变化率、耐盐系数、存活率和出现盐害到死亡的时间
等指标进行测定与分析,并对偃麦草属植物种质材料苗期的耐盐性进行综合评价。结果表明,上述指标均是偃麦
草属植物种质材料苗期耐盐性评价的有效指标。且通过对0.9%NaCl浓度下的各项指标进行综合聚类,可将34
份偃麦草属植物种质划分为3个耐盐级别,即耐盐种质有ER030、ER035、ER041、EE011、EE014、EE017、EE023、
EE026、EE047、EH001、EH002和EPU02;中度耐盐种质有ER008、ER014、ER027、ER032、ER037、ER038、ER044、
ER045、EE007、EE027、EJ001、EPO02、EPO03和 EPO04;敏盐种质有 ER028、ER033、ER036、ER039、EE022、
EJ003、EL001和EI022。
关键词:偃麦草属;种质;苗期;耐盐性;评价
中图分类号:S512.903.4;Q945.7  文献标识码:A  文章编号:10045759(2009)04006708
  偃麦草属(犈犾狔狋狉犻犵犻犪)系禾本科小麦族(Triticeae)优良多年生根茎疏丛型草本植物,具有十分重要的利用价
值[1]。其中,中间偃麦草(犈.犻狀狋犲狉犿犲犱犻犪)的产量高、营养价值高、适口性好,适合作饲草利用,是建立人工草地的
优良草种[1,2];偃麦草具有强抗旱和抗寒性、具长而发达的地下横走根茎,侵占能力极强,适于进行固土护坡、水
土保持和改良天然草地[3];长穗偃麦草具有强耐盐碱性,是改良盐碱地的理想植物[4]。同时偃麦草属植物也是小
麦(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)的近缘种,成为改良小麦不可缺少的野生基因库[5~7]。因此,开展偃麦草属植物种质资源
的耐盐性研究,从中筛选出优良耐盐的种质材料,对盐渍化土地的治理与改良等具有重要现实意义。
关于偃麦草属植物耐盐性的研究,除了与其他牧草种或品种进行比较研究外[8,9],系统的开展偃麦草属不同
种间、品种间、种质材料间的耐盐性研究较少[10~12]。本研究采用温室苗期模拟NaCl盐浓度梯度胁迫技术,对来
自21个国家的34份偃麦草属植物种质材料苗期耐盐性进行鉴定与评价,以期从中筛选出优异耐盐的种质材料,
为偃麦草属植物种质材料的开发利用,以及偃麦草属牧草与小麦耐盐新品种的选育提供重要的科学理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
以从美国植物种质资源库中收集整理到的来自于21个国家8个偃麦草属植物种的34份种质材料为试验材
料(表1)。
1.2 试验设计
试验于2006年3-5月在北京市农林科学院草业中心温室内进行。试验期间,温室平均气温26.5℃(白
天)/17.0℃(夜晚),相对湿度52.2%(白天)/81.8%(夜晚)。
试验土壤为过筛的大田土、草炭、细沙按1∶1∶1的体积比配制而成,土壤有机质含量3.62%、全氮0.14%、
速效磷23.03mg/kg、速效钾65.83mg/kg、水溶性盐42mS/cm,pH值7.01。装入花盆(上口径×下口径×高
=17cm×12cm×14cm)中,保证每盆干土重量为1.5kg。将供试材料种子40粒均匀地撒在花盆中,待幼苗长
到三叶期时,选择长势均匀的25株定苗,并开始进行盐分胁迫。分别以分析纯 NaCl占土壤干重的0.3%,
0.6%,0.9%和1.2%,设置4个处理浓度,1个对照(CK,无NaCl),3次重复。将配制好的不同浓度的盐溶液,分
第18卷 第4期
Vol.18,No.4
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
67-74
2009年8月
 收稿日期:20080908;改回日期:20081110
基金项目:国家自然科学基金项目(30571321),“十一五”国家重点科技支撑项目(2008BADB3B05),北京市农林科学院常规育种财政专项和
农业部牧草种质资源保护项目资助。
作者简介:孟林(1966),男,内蒙古乌兰察布人,博士。Email:menglin9599@sina.com
表1 偃麦草属植物种质供试材料及来源
犜犪犫犾犲1 犜犲狊狋犲犱犿犪狋犲狉犻犪犾狊犪狀犱狊狅狌狉犮犲狊狅犳犈犾狔狋狉犻犵犻犪犵犲狉犿狆犾犪狊犿
现编号
Newcode
原编号
OriginalID
种名
Species
种质材料名
Namesofgermplasmandmaterials
来源地
Origin
ER008 PI180407 偃麦草犈.狉犲狆犲狀狊 - 印度India
ER014 PI531747 D3244 波兰Poland
ER027 PI593438 MH1141085 土耳其埃尔祖鲁姆Erzurun,Turkey
ER028 PI317410 QHAAV 阿富汗Shaharak,Afghanistan
ER030 PI499630 DT3045 中国新疆Xinjiang,China
ER032 PI502361 AR200 前苏联FormerSovietUnion
ER033 PI371689 PN543 美国阿拉斯加Alaska,UnitedStates
ER035 PI401317 D1061 伊朗大不里士 Tabriz,Iran
ER036 PI565007 AJC312 哈萨克斯坦阿克纠宾斯Aktyubinsk,Kazakhstan
ER037 PI595134 X93028 中国新疆Xinjiang,China
ER038 PI634252 UKR99105 乌克兰克里米亚Krym,Ukraine
ER039 PI618807 W94029 蒙古 Mongolia
ER041 PI253431 - 南斯拉夫Yugoslavia
ER044 PI598741 AJC302 俄罗斯列宁格勒Leningrad,Russia
ER045 PI311333 A238 西班牙Spain
EE007 PI297871 长穗偃麦草犈.犲犾狅狀犵犪狋犪 C.P.I.27103 阿根廷Argentina
EE011 PI574516 ALKAR 美国华盛顿 Washington,UnitedStates
EE014 PI276399 C.P.I.No.22748 德国Germany
EE017 PI308592 FAO18.173 意大利Italy
EE022 PI578686 ORBIT 加拿大萨斯卡恰温Saskatchewan,Canada
EE023 PI535580 811 突尼斯Tunisia
EE026 PI595139 X93047 中国新疆Xinjiang,China
EE027 PI401007 D19 土耳其Turkey
EE047 PI578683 PLATTE 美国内布拉斯加Nebraska,UnitedStates
EH001 PI276708 杂交偃麦草犈.犺狔犫狉犻犱 IV68 俄罗斯列宁格勒Leningrad,Russia
EH002 PI277183 - 法国France
EJ001 PI634312 犈.犼狌狀犮犲犪 D3674 希腊Greece
EJ003 PI414667 W611157 荷兰Zeeland,Netherlands
EPO02 PI508561 犈.狆狅狀狋犻犮犪 546 阿根廷Argentina
EPO04 PI636523 D3494 阿根廷Argentina
EPO03 PI547312 VIR44719 俄罗斯列宁格勒Leningrad,Russia
EL001 PI440059 犈.犾狅犾犻狅犻犱犲狊 D2026 前苏联FormerSovietUnion
EPU02 PI277185 犈.狆狌狀犵犲狀狊 - 法国France
EI022 PI547334 中间偃麦草犈.犻狀狋犲狉犿犲犱犻犪 D3209 波兰Poland
别浇入对应的花盆中,对照浇入等量的自来水,以保证每盆土壤含水量为最大田间持水量的70%左右。胁迫试
验开始后,每天根据土壤水分的蒸发情况,浇入适量的水,以保证土壤含水量相对恒定不变。胁迫到第15天时,
取0.3%,0.6%,0.9%和1.2%胁迫浓度及CK下各种质幼嫩叶片,测定如下生理和生长指标,3次重复。
1.3 测定项目与方法
叶片相对含水量(RWC)采用饱和称重法[13];相对电导率(EC)采用电导率法测定[14];游离脯氨酸(Pro)含量
86 ACTAPRATACULTURAESINICA(2009) Vol.18,No.4
采用茚三酮法测定[14];K+、Na+采用原子吸收分光光度法测定[15],计算 K+/Na+。RWC、EC和Pro变化率=
(0.9%浓度下的RWC、EC和Pro测定值-CK的RWC、EC和Pro测定值)/CK的RWC、EC和Pro测定值×
100%;K+/Na+变化率=(CK的K+/Na+值-0.9%浓度下的K+/Na+值)/CK的K+/Na+值×100%。
相对生长速度=(胁迫后的株高-胁迫前的株高)/胁迫天数×100%。相对生长速度变化率[16]=胁迫植株
的相对生长速度/对照植株的相对生长速度×100%;耐盐系数[17],为盐害症状出现前在不同浓度NaCl胁迫下生
长的天数乘以百分比浓度的总和;存活率,为盐胁迫15d时存活的苗数与处理前成活的总苗数的百分比;出现盐
害到死亡的时间,以全盆50%以上植株死亡定为死亡时间[18]。
1.4 数据处理与分析
利用SAS8.2统计软件对0.9%盐浓度下测定的8个耐盐指标的原始测定数据进行单因素方差分析,并进行
最远距离聚类分析。
2 结果与分析
2.1 单项耐盐指标及相关分析
不同NaCl浓度胁迫下,偃麦草属植物种质材料苗期的生长特性和生理指标的变化不同。研究结果表明,在
0.3%NaCl浓度下,虽然植株生长受到一定程度的抑制,但相对生长速度变化率除 ER028、ER036、ER039、
EE007外,均在50%以上;而除EL001(存活率90.24%)外,其余所有植株均全部存活。当NaCl浓度升至0.6%
时,植株生长受到较明显抑制,相对生长速度变化率均在76.56%以下,如 ER036、EE007、ER028、EL001、
ER033、EJ003分别仅有18.98%,21.10%,26.09%,25.71%,34.05%和36.31%;而存活率大多为100%,仅
ER028、EL001、EI022分别为89.29%,90.24%和95.65%。当NaCl浓度为0.9%时,植株生长受到特别明显的
抑制,相对生长速度变化率均处于50%以下,有的甚至为-18.53%~22.36%,而存活率除ER008、ER014、
EI022、ER038仅分别为77.27%,77.27%,75.21%和64.29%外,其余材料均在80%以上,有的甚至仍达100%。
当NaCl浓度升至1.2%时,植株生长严重受阻,有的甚至死亡,相对生长速度变化率全部处于25%以下,有的材
料甚至仅为-55.81%(EE022)、-43.48%(ER028)、-35.50%(EL001)、-22.02%(EJ003),而存活率小于
50%的有ER008(49.00%)、ER014(43.18%)、ER028(47.69%)、ER033(41.94%)、ER036(40.00%)、ER037
(46.67%)、ER039(30.76%)、ER045(38.46%)、EE022(38.00%)、EJ003(46.00%)、EPO03(44.62%)、EL001
(44.00%)和EI002(34.56%)。此浓度下植株发生的盐害级别均在2以上,有的甚至达到4的水平,出现盐害到
死亡的时间大多处于3~10d,充分说明超过植物耐受的盐度阈值[18],植物不能正常生长。
从0.3%,0.6%,0.9%和1.2% NaCl浓度胁迫和CK下的RWC、EC、Pro、K+/Na+的结果分析可知,34份
偃麦草属植物种质材料叶片的RWC、K+/Na+值随胁迫浓度的增加而呈递减的趋势,而EC、Pro值则呈递增趋
势,且0.3%和0.6%浓度下的各指标测定值与对照(CK)的相比,变化幅度均相对较缓(表2)。
虽然0.9%NaCl浓度下,所试验的偃麦草属植物种质材料的生长受到特别明显的抑制,但均维持绿色生长
状态。0.9%NaCl浓度也是RWC、EC、Pro、K+/Na+ 4个生理指标值变化的拐点(表2),对该浓度下测定的
RWC、EC、Pro变化率进行方差分析,显示出不同种质材料之间大多均存在显著差异(表3)。RWC、EC、Pro、
K+/Na+变化率绝对值小的材料,生长速度变化率和耐盐系数都较大,存活率较高,出现盐害的时间较长。相关
分析结果表明,测试的8个耐盐指标间都存在着不同程度的相关性(表4),这样就会使它们所提供的信息发生重
叠。因此,从这些单项指标上评价偃麦草属植物种质的耐盐性难以得到客观的结果。
2.2 偃麦草属植物种质材料耐盐性的聚类分析
将0.9%NaCl浓度下的各项生理指标(RWC、EC、Pro、K+/Na+)的变化率和相对生长速度变化率、耐盐系
数、存活率和出现盐害到死亡时间8项耐盐指标进行综合聚类分析(图1),将34份偃麦草属植物种质材料聚合
为3个耐盐级别,即耐盐种质有ER030、ER035、ER041、EE011、EE014、EE017、EE023、EE026、EE047、EH001、
EH002和EPU02;中度耐盐的种质有ER008、ER014、ER027、ER032、ER037、ER038、ER044、ER045、EE007、
EE027、EJ001、EPO02、EPO03和EPO04;敏盐种质有ER028、ER033、ER036、ER039、EE022、EI022、EJ003和
EL001。
96第18卷第4期 草业学报2009年
表2 不同犖犪犆犾浓度胁迫下34份偃麦草属植物种质材料的犚犠犆、犈犆、犘狉狅、犓+/犖犪+值
犜犪犫犾犲2 犞犪犾狌犲狊狅犳犚犠犆、犈犆、犘狉狅、犓+/犖犪+犳狅狉34犵犲狉犿狆犾犪狊犿犪狀犱犿犪狋犲狉犻犪犾狊
狅犳犈犾狔狋狉犻犵犻犪狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犖犪犆犾犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀
种质材料
Germplasm
and ma
terials
盐胁迫浓度Salinitystressconcentration(%)
0(CK)
RWC
(%)
EC
(%)
Pro
(μg/g)
K+/
Na+
0.3
RWC
(%)
EC
(%)
Pro
(μg/g)
K+/
Na+
0.6
RWC
(%)
EC
(%)
Pro
(μg/g)
K+/
Na+
0.9
RWC
(%)
EC
(%)
Pro
(μg/g)
K+/
Na+
1.2
RWC
(%)
EC
(%)
Pro
(μg/g)
K+/
Na+
ER008 89.96 11.89 45.0030.44 86.0013.33 54.189.49 82.1320.59 94.937.37 74.18 20.71 836.84 4.99 69.34 25.51 3398.532.36
ER014 96.86 9.09 59.6821.62 92.8014.76177.096.72 86.4816.16204.184.99 76.56 21.061185.61 2.30 - - - -
ER027 94.16 8.25 45.2719.04 91.48 8.38 50.2711.57 88.8211.16257.588.42 80.36 15.30 786.18 3.53 75.89 22.52 3008.772.46
ER028 91.31 11.42103.0415.83 89.9517.00283.164.81 82.6117.89926.502.84 71.28 25.832280.97 1.29 - - - -
ER030 92.14 8.79 63.4320.08 89.1611.18 71.207.72 85.3713.89 81.727.18 81.77 15.47 819.45 3.35 75.77 21.40 2263.882.39
ER032 94.34 11.60 48.5228.84 82.4216.07266.5012.36 79.5318.39591.906.78 77.73 24.76 886.14 4.74 70.11 35.30 3210.771.93
ER033 94.96 8.38 39.7220.26 92.59 8.72 48.298.11 86.9617.50 85.465.86 73.63 20.62 897.98 2.24 65.12 21.63 3958.791.44
ER035 92.24 11.60 89.5432.56 84.9412.91 59.7610.59 82.4819.82443.429.23 82.95 13.90 870.46 8.68 78.95 17.30 1964.66 -
ER036 86.76 9.21 39.6022.91 86.8313.96 78.053.75 80.0822.80552.992.79 76.55 33.18 881.46 1.38 72.55 49.44 3990.021.20
ER037 88.41 7.18 44.6314.47 85.63 7.72 61.245.20 80.3113.49730.553.49 75.94 13.09 735.96 3.11 70.62 21.22 2411.092.32
ER038 94.39 10.52 61.0837.75 89.0115.06 68.347.42 85.7215.51106.286.35 76.48 22.361202.74 5.67 72.48 34.18 3337.093.42
ER039 94.11 7.29 60.1226.08 83.06 6.16 59.028.82 70.1312.47357.256.50 71.75 30.101451.17 2.13 - - - -
ER041 88.59 7.20 50.1720.51 87.9810.06 59.4116.16 82.2210.50141.7714.89 77.54 12.65 709.4010.20 72.53 21.58 2275.726.95
ER044 95.94 10.11 59.2717.27 91.3110.92 69.5210.00 83.7013.95259.595.16 81.30 18.881052.58 3.78 67.34 20.75 2962.69 -
ER045 94.01 4.18 31.5017.57 85.85 4.52 68.797.08 85.42 7.71 85.264.68 80.57 7.64 509.10 2.87 74.68 19.61 2412.322.14
EE007 83.66 10.43 40.7913.07 82.4810.46 51.364.78 73.4518.51 46.054.12 65.57 20.99 818.93 3.77 60.50 34.45 3612.621.58
EE011 93.33 9.83 51.81 8.02 89.33 8.78 66.145.15 86.0517.98145.724.85 82.99 15.59 505.74 4.14 76.99 35.38 1731.653.51
EE014 97.97 10.81 50.72 7.27 94.3413.87124.575.04 90.2914.20129.334.80 87.24 15.58 446.15 4.33 82.24 35.96 1794.302.92
EE017 96.07 13.98 44.4012.43 86.8712.84 74.507.55 78.6215.12172.675.33 85.33 17.72 433.58 4.42 79.33 36.86 2074.633.44
EE022 94.01 11.52 43.9616.23 87.9913.62 49.313.12 83.2519.10453.922.68 75.93 24.26 962.22 1.30 67.52 13.33 3698.661.09
EE023 86.54 19.05 41.21 8.06 85.9121.75 65.165.75 80.1523.58183.125.08 76.28 27.19 391.72 4.82 72.56 26.99 1790.943.54
EE026 96.93 7.93 36.5718.00 88.5012.88 43.948.52 89.0013.22 79.116.58 86.40 11.63 332.69 4.73 81.40 36.57 1645.283.44
EE027 92.59 4.43 27.00 8.80 89.23 4.37 30.303.88 87.89 8.60352.453.55 77.29 8.79 486.48 3.39 71.56 20.97 2984.32 -
EE047 94.29 9.88 41.5112.26 85.8511.11 37.326.50 83.8717.45116.595.73 83.82 16.12 397.82 4.28 77.82 26.04 1804.813.03
EH001 98.69 10.74 98.0510.14 92.6411.46156.976.38 90.2013.42233.425.54 88.03 16.69 855.85 4.27 84.03 18.25 1579.253.11
EH002 97.22 10.20103.8613.48 92.8612.63126.9110.08 90.0416.05156.578.35 86.93 16.81 887.73 5.48 82.93 21.23 1417.314.50
EJ001 83.66 14.02 60.3811.36 83.4814.17 52.385.50 73.4515.51241.904.70 70.24 27.431045.88 3.54 64.92 32.63 2824.601.80
EJ003 89.99 9.78 50.59 9.29 84.7611.86185.445.59 68.4113.96883.603.69 70.50 22.461121.84 1.22 61.84 32.36 3977.231.06
EPO02 89.36 13.84 47.20 5.94 75.9615.16 51.402.31 79.0216.95 84.522.05 74.13 27.49 889.48 1.77 68.54 16.02 3365.02 -
EPO04 86.59 14.88 41.74 4.32 85.6622.55 43.552.57 83.1124.18614.082.06 74.96 26.87 609.83 1.02 70.45 16.19 2295.12 -
EPO03 86.76 7.89 33.60 7.68 79.74 9.16116.335.66 83.71 9.67378.324.63 74.31 14.59 563.11 2.96 68.54 22.52 2796.561.36
EL001 94.31 19.59 50.6912.22 87.3919.87120.302.14 79.4021.90366.681.91 72.92 52.811298.57 1.57 63.15 33.89 4406.111.10
EPU02 91.69 3.15 95.52 8.74 89.55 3.77166.653.34 87.34 5.43265.573.18 81.58 5.481170.06 1.92 76.58 68.60 2089.85 -
EI022 85.18 12.44 37.0723.54 82.0814.85 54.044.79 76.2617.33708.382.66 66.12 33.51 837.90 1.19 - - - -
 注:“-”代表因存活稀少或已死亡,无法测定。
 Note:“-”representsnomeasureddatabecauseofseldomlivingplantsordied.
07 ACTAPRATACULTURAESINICA(2009) Vol.18,No.4
表3 0.9%犖犪犆犾浓度胁迫15犱后的偃麦草属植物各项生理指标变化率和生长状况
犜犪犫犾犲3 犆犺犪狀犵犲狉犪狋犲狊狅犳狆犺狔狊犻狅犾狅犵犻犮犪犾犻狀犱犲狓犲狊狅犳犈犾狔狋狉犻犵犻犪狊犲犲犱犾犻狀犵狊犪狀犱犵狉狅狑狋犺犪狋
狊狋狉犲狊狊15犱狌狀犱犲狉0.9% 犖犪犆犾犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀
种质材料
Germplasm
andmaterials
RWC变化率
Changerate
ofRWC
(%)
EC变化率
Changerate
ofEC
(%)
Pro变化率
Changerate
ofPro
(%)
K+/Na+变化率
Changerate
ofK+/Na+
(%)
相对生长速度变化率
Changerateof
relativegrowth
(%)
耐盐系数
Salttolerant
coefficient
存活率
Livability
(%)
出现盐害到死亡的时间
Daysofsalinity
injuretodeath
(d)
ER008 -17.54f 74.14klij 1759.71gf 83.61 43.75 23.10 77.27 4
ER014 -20.96dc 131.67ed 1886.51d 87.83 23.56 21.90 77.27 4
ER027 -14.66ji 85.40gijh 1636.78jih 81.47 35.67 27.90 100.00 6
ER028 -21.93bc 126.10ed 2113.60c 91.86 12.68 20.47 85.00 3
ER030 -11.26lmn 76.01klijh 1191.91m 83.34 48.06 26.70 100.00 4
ER032 -17.61f 113.43ef 1726.18gfh 83.57 35.98 24.50 100.00 5
ER033 -22.46ba 146.04d 2160.51c 88.94 15.69 25.00 93.33 3
ER035 -10.07n 19.82o 872.13n 73.33 47.52 30.80 100.00 8
ER036 -11.76lm 260.20b 2125.83c 93.99 15.77 18.12 88.46 4
ER037 -14.11ji 82.24kgijh 1549.06jk 78.48 34.76 26.10 98.15 4
ER038 -18.98e 112.58ef 1869.14ed 84.99 24.08 24.42 64.29 4
ER039 -23.77a 312.65a 2313.90b 91.84 -18.53 21.50 100.00 5
ER041 -12.47lk 75.74klijh 1313.89l 50.28 41.44 26.30 94.44 6
ER044 -15.26ih 86.82gijh 1675.78gih 78.13 38.49 28.50 96.67 5
ER045 -14.30ji 82.89gijh 1516.04k 83.66 22.36 26.10 100.00 5
EE007 -21.63bc 101.31gf 1907.89d 71.17 28.87 20.20 86.00 4
EE011 -11.08lmn 58.64klm 876.05n 48.33 48.01 30.70 100.00 5
EE014 -10.96mn 44.12on 779.68on 40.42 44.45 31.26 78.57 5
EE017 -11.19lmn 26.77lm 876.59n 64.48 46.06 31.80 100.00 8
EE022 -19.23de 110.58ef 2088.65c 91.99 18.60 23.70 100.00 4
EE023 -11.86lm 42.75nm 850.58on 40.22 44.23 33.80 100.00 7
EE026 -10.87mn 46.71nm 809.68on 73.73 43.26 33.00 100.00 6
EE027 -16.52gfh 98.39gifh 1701.71gfh 61.50 34.58 26.40 100.00 9
EE047 -11.10lmn 63.09kljm 858.50on 65.08 47.27 31.08 100.00 1
EH001 -10.80mn 55.37lm 772.88on 57.86 47.12 29.50 82.61 6
EH002 -10.59mn 64.86kljm 754.72o 59.37 44.63 22.70 100.00 3
EJ001 -16.05gh 95.66gifh 1632.27jih 66.56 29.62 28.00 100.00 5
EJ003 -21.66bc 129.61ed 2117.43c 86.89 12.44 21.45 100.00 5
EPO02 -17.05gf 98.60gfh 1784.60ef 70.25 34.38 23.55 100.00 5
EPO04 -13.43jk 80.66kgijh 1361.15l 73.60 43.54 25.20 100.00 4
EPO03 -14.35ji 84.83gijh 1575.97jik 61.42 40.95 26.40 92.59 8
EL001 -22.69ba 169.66c 2461.99a 87.11 12.35 20.30 71.43 5
EPU02 -11.03lmn 74.09klij 1124.93m 57.14 47.14 35.10 100.00 6
EI022 -22.38b 169.29c 2160.51c 94.94 -10.20 15.30 75.21 5
 注:同列中不同字母表示差异显著(犘<0.05)。
 Note:Differentlettersinthesamecolumnmeansignificantdifferent(犘<0.05).
17第18卷第4期 草业学报2009年
表4 8个测试指标的相关系数
犜犪犫犾犲4 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳犲犻犵犺狋狋犲狊狋犲犱犻狀犱犻犮犲狊
项目Item x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8
x1 1
x2 0.64 1
x3 0.87 0.77 1
x4 0.66 0.64 0.77 1
x5 -0.82 -0.86 -0.80 -0.70 1
x6 -0.73 -0.71 -0.80 -0.70 0.74 1
x7 -0.40 -0.22 -0.33 -0.23 0.29 0.44 1
x8 -0.26 0.26 -0.25 -0.38 0.22 0.38 0.21 1
 x1:RWC变化率;x2:EC变化率;x3:Pro变化率;x4:K+/Na+变化率;x5:相对生长速度变化率;x6:耐盐系数;x7:存活率;x8:出现盐害到死亡的
时间。表示犘<0.05的显著水平,表示犘<0.01的显著水平。
 x1:ChangerateofRWC;x2:ChangerateofEC;x3:ChangerateofPro;x4:ChangerateofK+/Na+;x5:Changerateofrelativegrowth;x6:
Salttolerantcoefficient;x7:Livability;x8:Daysofsalinityinjuretodeath.showedsignificantcorrelationat犘<0.05,showedsignificant
correlationat犘<0.01.
图1 34份偃麦草属植物种质材料苗期耐盐性聚类分析
犉犻犵.1 犆犾狌狊狋犲狉狋狉犲犲犱犻犪犵狉犪犿狅犳狊犪犾狋狋狅犾犲狉犪狀犮犲狅犳34犵犲狉犿狆犾犪狊犿犪狀犱犿犪狋犲狉犻犪犾狊狅犳犈犾狔狋狉犻犵犻犪犪狋狊犲犲犱犾犻狀犵狊狋犪犵犲
3 结论与讨论
3.1 牧草耐盐性是一个复杂的生理过程,任何一个生长形态学指标和生理生化指标都不能单独准确地评价牧草
的耐盐性[10,11,19],因此,对偃麦草属植物耐盐性鉴定应从形态、生理、生化等众多指标中筛选出有显著影响的几个
主要指标,进行综合分析判断才更有效[11]。尚春艳等[20]对中间偃麦草苗期NaCl胁迫的生理响应研究中,选取
RWC、EC、Pro、丙二醛(MDA)4个生理指标综合分析,将13份种质材料划分为3个耐盐级别,并认为0.9%是
27 ACTAPRATACULTURAESINICA(2009) Vol.18,No.4
中间偃麦草种质苗期可耐受NaCl胁迫的浓度阈值。本研究通过对0.9%NaCl浓度下胁迫15d后的各项生理指
标(RWC、EC、Pro、K+/Na+)的变化率和相对生长速度变化率、耐盐系数、存活率、出现盐害到死亡的时间进行综
合聚类分析来评价偃麦草属植物幼苗的耐盐性,选取指标比较全面。结果显示,耐盐的种质有ER030、ER035、
ER041、EE011、EE014、EE017、EE023、EE026、EE047、EH001、EH002和 EPU02;中度耐盐的种质有ER008、
ER014、ER027、ER032、ER037、ER038、ER044、ER045、EE007、EE027、EJ001、EPO02、EPO03和EPO04;敏盐的
种质有ER028、ER033、ER036、ER039、EE022、EI022、EJ003和EL001。
3.2 植物叶片RWC的变化一定程度上反映了植株的耐盐能力和保水能力,RWC变化越小,其保水能力和耐盐
能力越强[21]。在中间偃麦草[20]、黑麦草属(犔狅犾犻狌犿sp.)[22]、转基因冰草(犃犵狉狅狆狔狉狅狀犮狉犻狊狋犪狋狌犿)[23]、碱茅(犘狌犮
犮犻狀犲犾犾犻犪狋犲狀狌犻犳犾狅狉犪)[24]、羊茅属(犉犲狊狋狌犮犪sp.)[25]等禾本科牧草的研究中发现Pro含量随NaCl胁迫浓度的增加而
增加,且增幅越大,耐盐性越差。大多数植物在盐生环境下,对K+、Na+吸收具有拮抗作用,随着体内Na+含量
上升,K+含量下降,K+/Na+值则下降[26],充分说明了植物维持体内 K+、Na+平衡的能力与其耐盐性呈正相
关[27,28]。本研究同样证实了NaCl胁迫下,34份偃麦草属植物种质材料叶片的RWC、K+/Na+值随胁迫浓度的
增加而呈递减趋势,而EC、Pro值则呈递增趋势,且在0.3%和0.6%浓度胁迫下的各生理指标测定值与对照
(CK)相比,变化幅度均相对较缓。
3.3 对0.9%NaCl浓度下胁迫15d后的各项生理指标(RWC、EC、Pro、K+/Na+)的变化率、相对生长速度变化
率、耐盐系数、存活率和出现盐害到死亡的时间进行相关分析,结果表明这些指标之间都存在着或大或小的相关
性,说明这些指标都是对偃麦草属植物种质材料进行苗期耐盐性评价的有效指标,这与张耿等[11]对偃麦草属植
物苗期耐盐指标的筛选有共同之处,但是否适用于其他生育阶段,还有待于进一步研究和证明。
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犃犮狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳狊犪犾狋狋狅犾犲狉犪狀犮犲犳狅狉犵犲狉犿狆犾犪狊犿犪狀犱犿犪狋犲狉犻犪犾狊狅犳犈犾狔狋狉犻犵犻犪犪狋狋犺犲狊犲犲犱犾犻狀犵狊狋犪犵犲
MENGLin1,SHANGChunyan1,2,MAOPeichun1,ZHANGGuofang1,ANShazhou2
(1.BeijingResearchandDevelopmentCenterforGrassesandEnvironment,BeijingAcademyofAgriculture
andForestrySciences,Beijing100097,China;2.ColegeofPrataculturalandEnvironmentalScience,
XinjiangAgriculturalUniversity,KeyLaboratoryofGrasslandResources
andEcologyofXinjiang,Urumqi830052,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Simulatingsalinitystressinagreenhousewasusedtostudytherelativewatercontent(RWC),rela
tiveelectricalconductivityrate(EC),contentoffreeproline(Pro),K+/Na+,changesofrelativegrowthrate,
thesalttolerantcoefficient,thelivabilityandtimeofsalinityinjurytodeathof犈犾狔狋狉犻犵犻犪.Materialsof34
germplasmsand8speciesof犈犾狔狋狉犻犵犻犪colectedfrom21countriesweremeasuredandanalyzedattheseedling
stage,andthesalttoleranceswerecomprehensivelyevaluated.Eightindexeswerealeffectiveforevaluationof
salttoleranceofgermplasmandmaterialsof犈犾狔狋狉犻犵犻犪atseedlingstage.Clusteranalysisofsalttolerantinde
xesshowedthe34germplasmsandmaterialscouldbedividedintothreesalttolerantlevels,e.g.strong
(ER030,ER035,ER041,EE011,EE014,EE017,EE023,EE026,EE047,EH001,EH002,EPU02),medi
um (ER008,ER014,ER027,ER032,ER037,ER038,ER044,ER045,EE007,EE027,EJ001,EPO02,
EPO03,EPO04),andtheweaker(ER028,ER033,ER036,ER039,EE022,EJ003,EL001,EI022).
犓犲狔狑狅狉犱狊:犈犾狔狋狉犻犵犻犪;germplasm;seedlingstage;salttolerance;evaluation
47 ACTAPRATACULTURAESINICA(2009) Vol.18,No.4