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Simple Evaluation Method of Tolerance to Salt at Seedling Stage in Soybean

大豆苗期耐盐性的简便鉴定方法


Salt stress seriously affected the production of soybean. Thus screening salt-tolerant soybeans is very important for developing salt resistant cultivars. The objective of this study was to establish a simple method for screening soybean varieties in response to salt stress. The seedlings of four salt-tolerant varieties and four salt-sensitive varieties were grown in vermiculite pouring with 0, 100, 200, and 250 mmol L–1


全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(7): 1248−1256 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(30971801), 国家转基因生物新品种培育重大专项(2009ZX08009-088B, 2011ZX08004-002)和国家重
点基础研究发展计划(973计划)项目(2009CB118400)资助。
* 通讯作者(Corresponding authors): 关荣霞, E-mail: rx_guan@sina.com; 邱丽娟, E-mail: qiulijuan@caas.cn, Tel: 010-62135623;
第一作者联系方式: E-mail: wajjh666@163.com
Received(收稿日期): 2012-12-27; Accepted(接受日期): 2013-03-11; Published online(网络出版日期): 2013-04-23.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130423.1400.016.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01248
大豆苗期耐盐性的简便鉴定方法
姜静涵 关荣霞* 郭 勇 常汝镇 邱丽娟*
中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与遗传改良国家重大科学工程 / 农业部北京大豆生物学重点实验室, 北京
100081
摘 要: 盐胁迫是影响大豆产量的重要非生物胁迫因素, 筛选耐盐种质资源对培育耐盐大豆品种具有重要的意义。
本研究利用 4 个耐盐品种和 4 个盐敏感品种进行苗期耐盐性鉴定, 以蛭石为培养基质, 在大豆真叶展开时, 分别用
100、200和 250 mmol L–1的 NaCl溶液处理, 每 2 d浇一次盐溶液, 每天测定大豆真叶 SPAD值。盐处理 8 d后, 分
别取各品种的根、茎、叶, 用原子吸收光谱仪测定其 Na+含量。结果表明, 用 200 mmol L–1 NaCl处理的耐盐品种和
盐敏感品种表型差异明显, 但叶片 Na+含量差异不显著; 用 250 mmol L–1 NaCl处理后, 表型差异明显且叶片 Na+含量
差异显著。200 mmol L–1和 250 mmol L–1 NaCl处理下叶片失绿明显, 盐敏感品种叶片积累的 Na+含量与 SPAD值极
显著负相关。本研究建立了一种以蛭石为基质, 用 200 mmol L–1或 250 mmol L–1 NaCl处理, 8 d即可进行大豆苗期耐
盐性鉴定的简便方法, 为大豆种质资源苗期耐盐性的大规模鉴定及耐盐品种选择和耐盐机制的研究提供了方法。
关键词: 大豆; 苗期; 耐盐性; Na+
Simple Evaluation Method of Tolerance to Salt at Seedling Stage in Soybean
JIANG Jing-Han, GUAN Rong-Xia*, GUO Yong, CHANG Ru-Zhen, and QIU Li-Juan*
National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement / Key Laboratory of Soybean Biology, Ministry of Agriculture, Institute of
Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
Abstract: Salt stress seriously affected the production of soybean. Thus screening salt-tolerant soybeans is very important for
developing salt resistant cultivars. The objective of this study was to establish a simple method for screening soybean varieties in
response to salt stress. The seedlings of four salt-tolerant varieties and four salt-sensitive varieties were grown in vermiculite
pouring with 0, 100, 200, and 250 mmol L–1 NaCl solutions, adding each two days for three times. The SPAD was measured every
day. The root, stem and leaf were sampled after eight days of treatment and Na+ content were measured by the atomic absorption
spectrophotometer. The results indicated that it is easy to distinguish the level of salt tolerance based on foliar symptoms in both
treatment of 200 mmol L–1 and 250 mmol L–1 NaCl. Under 250 mmol L–1 NaCl stress, the Na+ content in leaf for salt-tolerant
varieties was lower than that for salt-sensitive varieties. There was a significant correlation between Na+ content and SPAD in
salt-sensitive varieties. This experiment established a convenient method of soybean salinity tolerance identification at seedling
stage, using the seedlings grown in vermiculite with 200 mmol L–1 and 250 mmol L–1 NaCl treatment for eight days. It will facili-
tate the screening of germplasm, mechanism study and breeding selection on a large scale.
Keywords: Soybean; Seedling stage; Salt tolerance; Na+
土壤盐渍化是一个全球性的问题, 世界灌溉地
盐碱化的面积达 1/3左右, 尽管大豆是一种中度耐盐
作物 , 盐胁迫仍然可使其品质降低、减产甚至绝
收[1]。大豆含蛋白质、不饱和脂肪酸以及许多有益
于身体健康的生物活性物质[2-3], 我国对大豆的需求
不断增长, 年需求量已达 5000万吨[1], 因此, 大豆耐
盐种质资源的筛选对于培育耐盐大豆品种、合理开
发利用盐碱地进而增加我国大豆的种植面积具有重
要意义。
大豆苗期耐盐鉴定以往主要是在大田和温室中
第 7期 姜静涵等: 大豆苗期耐盐性的简便鉴定方法 1249


进行, 不同研究所采用的 NaCl 胁迫浓度不同, 鉴定
方法也比较多样。研究表明 50 mmol L–1以上的盐胁
迫即可导致大豆幼苗体内离子失衡 [4]。邵桂花等 [5]
用电导率 15~17 mS cm–1的咸水灌溉大田, 对 1716
份大豆资源进行了耐盐性鉴定, 从中筛选出文丰 7
号、锦豆 33、铁丰 8号等耐盐品种, 以及早熟 6号、
85-140 等盐敏感品种。近年来利用温室的可控条件
发展了水培法, Valencia等[6]在光照培养箱中对 7个
大豆品种进行营养液水培法鉴定指出, 120 mmol L–1
NaCl为大豆耐盐性最佳鉴定浓度, 并鉴定出 S-100、
Lee-68等耐盐品种。刘光宇等[7]利用 100 mmol L–1
NaCl 对 29 份大豆资源进行水培法鉴定, 发现大豆
地上部 Na+含量与耐盐性显著负相关, 并从中鉴定
出 Avery、铁丰 8 号、文丰 7 号等 8 份耐盐品种和
Williams 82、85-140、Peking等盐敏感品种。Lee等[8]
在温室用 100 mmol L–1 NaCl对 14个大豆品种进行
土培法鉴定, 鉴定出 S01-9370、Hartwig、PI506820
等 5 个耐盐品种。与营养液水培法相比, 土培法鉴
定更简单、高效。大豆苗期耐盐性鉴定方法多样, 不
同研究者鉴定所用的生理指标也不尽相同 , 因此 ,
建立一种操作简单, 指标明确的鉴定方法对于我国
大豆种质资源的筛选具有重要意义。
本研究选择 4 个耐盐品种和 4 个盐敏感品种,
利用蛭石为培养基质, 种植在人工培养箱中, 通过
对植株叶片失绿萎蔫的表型变化、Na+含量和 SPAD
的分析, 最终建立起一种稳定高效的大豆苗期耐盐
性鉴定的简便方法。
1 材料与方法
1.1 试验材料
根据前人鉴定结果选择了 4 个耐盐品种和 4 个
盐敏感品种(表 1)。
1.2 大豆苗期盐处理
在昼/夜 28℃/22℃和 16 h/8 h的人工培养箱(宁
波江南仪器厂, RHZ 智能型)中, 将 8 个品种播种于
盛有蛭石的花盆(6 cm×6 cm×8 cm), 每盆播 12 粒,
再覆盖 2 cm蛭石。设置 3个不同浓度 100、200和
250 mmol L–1 NaCl处理, 水处理作对照。每品种每
处理种 1盆, 设 3个重复, 将每个处理置于一个塑料
盒(46 cm×32 cm×10 cm)。待子叶完全展开后间苗,
每盆留 4~6株, 每盒浇灌 1/2 Hoagland营养液 2 L。
待真叶完全展开后, 分别加入 100、200和 250 mmol
L–1 NaCl溶液 2 L并且每 2 d于固定时间浇灌一次,
共浇灌 3次。
1.3 SPAD与电导率的测定
购置的蛭石在花盆中吸收自来水至完全饱和后
测定其电导率, 作为大豆生长的起始条件。NaCl 处
理 24 h后, 测定真叶 SPAD值和蛭石电导率。以后
每天固定时间用叶绿素含量测定仪(SPAD-502, 日
本)测定 SPAD 值, 每盆测定 4~6 株, 每品种每处理
测定 3个重复, 取平均值。同时, 每个处理随机选 取
8盆用电导测试笔(EcTestr11+)测定蛭石 3 cm深 处
的电导率, 取平均数作为该处理条件下的蛭石电导
率。
1.4 Na+含量测定
盐处理 8 d后拍照、取样, 每盆混取植株 4~6株,
每品种每处理取 3 个重复, 分根、茎、叶等部位放
入纸袋。在 60℃烘箱中烘 5 d至恒重, 用于测定 Na+
含量。用研钵磨碎各烘干样, 取约 0.1 g样品放入 50
mL 离心管中, 加入 100 mmol L–1醋酸 10 mL, 于
90℃水浴振荡 3 h消解。用灭菌滤纸将消解液过滤,

表 1 8份材料的名称、来源及耐盐性
Table 1 Information of eight cultivars
品种名称
Name of variety
来源
Origin
类型
Type
耐盐性
Salt tolerance
参考文献
References
铁丰 8号 Tiefeng 8 中国辽宁 Liaoning, China 育成 Bred 耐 Tolerant 邵桂花等[5]
文丰 7号 Wenfeng 7 中国山东 Shandong, China 育成 Bred 耐 Tolerant 邵桂花等[5]
宿县豌豆团 Suxianwandoutuan 中国安徽 Anhui, China 育成 Bred 耐 Tolerant —
Hartwig 耐 Tolerant Lee等[8]
85-140 中国北京 Beijing, China 育成 Bred 敏 Sensitive 邵桂花等[5]
北京小黑豆 Peking 中国北京 Beijing, China 地方 Local 敏 Sensitive 刘光宇等[7]
中黄 39 Zhonghuang 39 中国北京 Beijing, China 育成 Bred 敏 Sensitive —
Williams 82 美国 USA 育成 Bred 敏 Sensitive 刘光宇等[7]
表中宿县豌豆团和中黄 39为本实验室前期鉴定, 数据尚未发表。
Suxianwandoutuan and Zhonghuang 39 were identified in our laboratory, but the data have not been published.
1250 作 物 学 报 第 39卷

将滤液分别稀释 20~30 倍(根据试测结果调整), 令
终体积为 1.8 mL [7]。利用原子吸收光谱仪(Solar S2,
Thermo Elemental, America)测定不同器官 Na+含量,
每个样品平行测定 3次, 测 3个重复, 以平均值代表
该样品的 Na+含量。
1.5 统计分析
采用 Statistical Analysis System (SAS version 9.0)
软件对数据进行方差分析, 计算 Pearson’s 相关系数
检验各处理各品种的 Na+含量与其 SPAD的相关性。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫下不同品种的表型变化
在正常条件(水处理对照)下 , 蛭石的平均电导
率为 0.16 mS cm–1 [蛭石电导率小于自来水电导率
(0.39 mS cm–1)], 随着加盐次数的增加, 电导率不断
增大。100、200和 250 mmol L–1 NaCl处理 8 d, 3个
不同浓度处理的蛭石电导率分别达到了 3.56、4.73
和 5.72 mS cm–1 (图 1-B, C, D), 而在正常条件下电导
率并没有明显的改变(图 1-A)。说明随着 NaCl 处理
时间增长和浓度增加, 大豆品种的盐胁迫程度逐渐
增加。对 NaCl处理 8 d后不同大豆品种的表型分析
表明, 与对照相比, 100 mmol L–1 NaCl处理下, 耐盐
品种和盐敏感品种均未出现明显叶片失绿、萎蔫的
盐害症状(图 2-B); 200 mmol L–1 NaCl处理下, 耐盐
品种没有盐害症状, 盐敏感品种出现明显的叶片失
绿。盐敏感品种中, 中黄 39 轻度失绿, Williams 82
盐害症状最轻(图 2-C); 250 mmol L–1 NaCl处理下,
耐盐品种和盐敏感品种的盐害症状差异更加明显 ,
即便是耐盐品种 Hartwig 也有轻度的叶片失绿。而
在盐敏感品种中, Peking 和 85-140 盐害症状较中黄
39和 Williams 82更严重(图 2-D)。
2.2 盐胁迫下大豆不同品种各器官的 Na+变化
不同品种在不同 NaCl浓度胁迫下各器官中 Na+
含量变化存在差异(图 3)。在根中, 铁丰 8号和文丰
7号的 Na+浓度随 NaCl浓度的增加而显著(P≤0.05)
增加(图 3-A)。宿县豌豆团和中黄 39 的根 Na+含量
在 3 个 NaCl 浓度下差异不显著(P>0.05)。在 200
mmol L–1 NaCl处理下, Hartwig和 85-140根Na+含量
极显著(P≤0.01)高于 100 mmol L–1和 250 mmol L–1
NaCl 处理的 Na+浓度, 且在 100 mmol L–1 和 250
mmol L–1 NaCl处理下 Na+含量无显著差异。Peking
和 Williams 82在 200和 250 mmol L–1 NaCl处理下
根 Na+含量差异不显著(P>0.05)。说明不同盐浓度胁
迫下不同大豆品种根部的 Na+含量变化规律不同。


图 1 不同 NaCl浓度处理的蛭石电导率变化
Fig. 1 Change of vermiculite electric conductance under different NaCl concentration treatment
A、B、C、D分别表示 0、100、200和 250 mmol L–1 NaCl处理下的蛭石电导率。
A, B, C, and D refer to vermiculite electric conductance in 0, 100, 200, and 250 mmol L–1 NaCl treatments, respectively.
第 7期 姜静涵等: 大豆苗期耐盐性的简便鉴定方法 1251



图 2 不同大豆品种在不同浓度 NaCl处理 8 d后的植株表型特征
Fig. 2 Phenotypes of soybean varieties under different NaCl concentration after eight days treatment
1: 铁丰 8号; 2: 文丰 7号; 3: 宿县豌豆团; 4: Hartwig; 5: 85-140; 6: Peking; 7: 中黄 39; 8: Williams 82。
A、B、C、D分别表示 0、100、200和 250 mmol L−1 NaCl处理下的表型特征。
1: Tiefeng 8; 2: Wenfeng 7; 3: Suxianwandoutuan; 4: Hartwig; 5: 85-140; 6: Peking; 7: Zhonghuang 39; 8: Williams 82.
A, B, C, and D refer to the phenotype in 0, 100, 200, and 250 mmol L–1 NaCl treatments, respectively.

在茎中(图 3-B), 除 Peking 在 200 mmol L−1和 250
mmol L–1 NaCl处理下 Na+含量差异不显著外, 其他
品种在 3 个 NaCl 浓度下均呈极显著差异(P≤0.01)
或显著差异(P≤0.05), 即随着NaCl浓度的增加各品
种的 Na+含量也增加。200 mmol L–1 NaCl处理下, 除
文丰 7 号和中黄 39无显著差异外(P>0.05), 盐敏感
品种茎 Na+含量均显著高于(P≤0.05)耐盐品种。250
mmol L–1 NaCl处理下, Hartwig和 Peking茎 Na+含量
差异不显著(P>0.05), 其他盐敏感品种茎 Na+含量均
显著(P≤0.05)高于耐盐品种。比较叶中 Na+含量发
现, 文丰 7 号和宿县豌豆团在 200 mmol L−1和 250
mmol L–1 NaCl处理下 Na+含量差异不显著, 其他品
种随着 NaCl浓度的增加 Na+含量也极显著(P≤0.01)
增加(图 3-C)。100 mmol L–1 处理下, 文丰 7 号和
Peking的 Na+含量无显著差异且最高。200 mmol L–1
处理下, Peking叶中的 Na+含量显著(P≤0.05)高于其
他品种, 铁丰 8号和 Hartwig的叶 Na+含量显著(P≤
0.05)低于所有盐敏感品种。盐浓度为 250 mmol L–1
时, 所有耐盐品种的叶片 Na+含量均显著(P≤0.05)
低于盐敏感品种, 耐盐品种中铁丰 8号的Na+含量最
低(16.46 mg g–1), Hartwig的 Na+含量最高(25.29 mg
g–1), 盐敏感品种中黄 39 的 Na+含量(26.41 mg g–1)
最低, Williams 82的 Na+含量最高(38.22 mg g–1)。
分析耐盐品种和盐敏感品种各器官的 Na+含量
平均值与 Na+含量变化范围发现, 用 200 mmol L–1
和 250 mmol L–1 NaCl处理时, 耐盐品种根中的 Na+
含量变化范围与盐敏感品种根中的 Na+含量变化范
围均有交叉, 但在 250 mmol L–1 NaCl处理条件下耐
盐品种根中 Na+含量平均值显著(P>0.05)高于盐敏
感品种。250 mmol L–1 NaCl处理下, 耐盐品种茎的
Na+含量变化范围与盐敏感品种茎的 Na+含量变化范
围没有交叉, 盐敏感品种茎中 Na+含量平均值显著
1252 作 物 学 报 第 39卷



图 3 8个大豆品种在不同盐浓度处理 8 d后根、茎和叶的 Na+含量比较
Fig. 3 Comparisons of Na+contents in root, stem and leaf of soybean varieties under different NaCl concentration after eight days treatment
A: 根中的 Na+含量; B: 茎中的 Na+含量; C: 叶中的 Na+含量。同一品种和同一处理中不同小写和大写字母的柱值分别表示
差异显著(P≤0.05)和极显著(P≤0.01)。
A: Na+content of root; B: Na+content of stem; C: Na+content of leaf. Bars within the same variety and same treatment represented by different
letters are significantly different at P≤0.05 (small letter) and P≤0.01 (capital letter), respectively.

(P>0.05)高于耐盐品种。在 250 mmol L–1 NaCl处理
条件下, 耐盐品种叶的 Na+含量变化范围与盐敏感
品种叶的 Na+含量平均值变化范围没有交叉, 且盐
敏感品种叶中的 Na+含量平均值显著(P>0.05)高于
耐盐品种。与 200 mmol L–1 NaCl处理相比, 用 250
mmol L–1 NaCl处理的耐盐品种的叶 Na+含量平均值
没有显著差异, 而盐敏感品种的叶 Na+含量平均值
显著高于 200 mmol L–1 NaCl处理时的 Na+含量平均
值。说明随 NaCl处理浓度的增大, 盐敏感品种叶中
积累的 Na+含量增多, 而耐盐品种可以控制叶片 Na+
含量的积累。
2.3 盐胁迫下不同品种叶绿素(SPAD)变化及与
Na+含量的相关性分析
在水处理(对照)条件下 , 耐盐品种和盐敏感品
种的 SPAD值均没有明显的变化(图 4-A)。100 mmol
L–1 NaCl处理条件下, 铁丰 8号的 SPAD随处理时间
增加而增加(第 8 天达到 45), 其他品种均无明显变
化(图 4-B)。200 mmol L–1 NaCl处理 6 d后, 根据
SPAD 值就可区分耐盐品种和盐敏感品种, 此时蛭
石的电导率为 4.08 mS cm–1, 但表型没有明显差异。
处理 8 d后, SPAD值依次为铁丰 8号> Hartwig >
宿县豌豆团>文丰 7 号> Willimas 82>中黄 39>
85-140 >Peking。此时, 耐盐品种和盐敏感品种有明
显表型差异(图 2-C)。250 mmol L–1 NaCl处理条件下
(图 4-D), 第 3天后蛭石电导率就达到 4.10 mS cm–1,
第 5天后用 SPAD值可以区分耐盐和盐敏感品种, 第
8 天后的 SPAD 值为铁丰 8 号>文丰 7 号>宿县豌豆
团>Hartwig>中黄 39> Willimas 82> Peking > 85-140。
这时, 耐盐品种和盐敏感品种也出现了明显的表型
差异(图 2-D)。可见, 200 mmol L–1和 250 mmol L–1
NaCl 处理下 SPAD 的变化相似且和表型变化基本一
致。同时, 当盐胁迫达到一定程度(蛭石电导率大于 4
mS cm–1)时, 不同大豆品种的盐害表型会出现明显差
异。






表 2 耐盐和盐敏感大豆在不同浓度的 NaCl胁迫下各器官 Na+ 平均含量和变化范围
Table 2 Na+ average content and content range of different organs in salt tolerant and salt sensitive varieties under different NaCl concentrations (mg g–1)
对照 Control 100 mmol L–1 NaCl 200 mmol L–1 NaCl 250 mmol L–1 NaCl
器官
Organ
品种类型
Variety type
Na+平均含量
Na+ average
content
Na+变化范围
Na+ content
range
Na+平均含量
Na+ average
content
Na+变化范围
Na+ content range
Na+平均含量
Na+ average
content
Na+变化范围
Na+ content
range
Na+平均含量
Na+ average
content
Na+变化范围
Na+ content range
耐盐
Salt tolerant
7.48 Cd 5.27–9.97 44.74 ABbc 43.55–46.70 48.77 ABab 46.47–50.37 50.45 Aa 45.57–57.66

Root
盐敏感
Salt sensitive
7.07 Cd 5.13–8.68 43.42 Bc 41.58–47.19 48.01 ABabc 43.30–53.17 45.45 ABbc 42.54–50.76
耐盐
Salt tolerant
1.56 Ee 1.44–1.61 32.97 Dd 22.36–45.86 50.84 BCb 46.34–52.83 58.83 ABa 54.83–64.71

Stem
盐敏感
Salt sensitive
1.08 Ee 0.75–1.36 42.41 CDc 35.04–50.59 57.82 ABab 51.56–65.74 61.88 Aa 55.93–67.24
耐盐
Salt tolerant
1.67 Dd 1.62–2.04 9.36 CDcd 3.39–15.31 17.48 BCbc 7.56–23.04 20.19 ABb 16.46–25.29

Leaf
盐敏感
Salt sensitive
1.64 Dd 1.55–1.79 7.07 CDd 3.42–13.90 20.23 ABb 15.55–29.32 30.60 Aa 26.41–38.22
同一器官中 Na+平均含量后的不同小写和大写字母表示差异显著(P≤0.05)和极显著(P≤0.01)。
Na+ average content in the same organ followed by different letters are significantly different at P≤0.05 (small letter) and P≤0.01 (capital letter).


1254 作 物 学 报 第 39卷


图 4 不同浓度的盐胁迫下各品种的 SPAD变化
Fig. 4 Variation of SPAD in eight soybean varieties under the stresses of different concentrations of NaCl
A、B、C、D分别表示 0、100、200和 250 mmol L–1 NaCl处理下的 SPAD。
A, B, C, and D refer to the SPAD in 0, 100, 200, and 250 mmol L–1 NaCl treatments.

通过第 8天不同浓度 NaCl处理下 8个大豆品种
的相关性分析, 发现各品种叶片 Na+含量与其 SPAD
均为负相关(图 5)。其中, 耐盐品种除文丰 7 号与其
SPAD显著相关(r = –0.76297)外, 其他品种相关均不
显著(r = –0.59413~ –0.42183), 而所有盐敏感品种叶
中 Na+含量与其 SPAD呈极显著负相关(r = –0.9429~
–0.84304)。这表明随着 NaCl处理浓度的增加, 盐敏
感品种的叶片 Na+积累增加, 同时叶片的 SPAD 降
低。因此, 叶片失绿程度可基本用于大豆对盐胁迫
的敏感性鉴定。


图 5 不同盐浓度下 8个品种的叶 Na+含量与其 SPAD的相关性
Fig. 5 Correlation between Na+ contents of leaf and SPAD in different NaCl treatments
A: 4个耐盐品种的叶 Na+含量与其 SPAD的相关性; B: 4个盐敏感品种叶 Na+含量与其 SPAD的相关性。
*表示显著相关(P≤0.05), **表示极显著相关(P≤0.01)。
A: Correlation of Na+ contents with SPAD in four salt tolerant varieties; B: Correlation of Na+ contents with SPAD in four salt sensitive va-
rieties. * Refers to significance (P≤0.05) and ** refers to extremely significance (P≤0.01) according to Pearson’s test.
第 7期 姜静涵等: 大豆苗期耐盐性的简便鉴定方法 1255


3 讨论
3.1 大豆苗期耐盐性鉴定方法
田间条件下, 盐胁迫对大豆的伤害表现为叶片
失绿并出现盐斑, 根瘤数、分枝数和荚数减少, 同时
植株干重、百粒重和蛋白含量减少, 也影响籽粒产
量[9-11]。耐盐程度不同的大豆在盐胁迫下的盐害症状
有明显差别 [3], 邵桂花等 [12-13]在中度盐化沙质滨海
盐土地, 抽提地下咸水和地上淡水配置成灌溉用盐
水, 建立了以叶片盐害症状评定大豆耐盐性的田间
鉴定方法。李星华等[14]采用相同的方法在田间鉴定
大豆种质的耐盐性。然而, 田间鉴定结果易受日照、
气温、降水、风力等环境因素影响, 且盐处理浓度
要因苗情、土壤状况和气候条件而定。
大豆耐盐性的温室鉴定方法也有报道。罗庆云
等[1]在温室利用 NaCl浓度分别为 0、50、100和 150
mmol L–1的 1/2 Hoagland 营养液(水培法鉴定)进行
培养 , 以植株衰亡叶面积率和正常植株率为指标 ,
鉴定了 6个栽培大豆品种的苗期耐盐性,发现在高盐
(150 mmol L–1 NaC1)胁迫 14 d后, 参试品种间平均
衰亡叶面积百分率的差异增大, 认为利用高强度的
盐胁迫条件能够很好地鉴别参试品种间的耐盐性差
异。Valencia 等 [6]在温室进行水培法鉴定 , 确定了
120 mmol L–1 NaCl为最佳鉴定浓度。但营养液水培
法鉴定需要多次更换溶液, 费时费力。Lee等[15]在温
室利用沙土营养液法(土培法)进行鉴定, 用含有 100
mmol L–1 NaCl的营养液处理, 每次处理前冲洗掉花
盆中积累的盐分, 鉴定时间达 45 d。也有将沙土装
入圆锥型塑料杯并用塑料架固定后一同放入塑料盒,
加 100 mmol L–1 NaCl培养, 电导率保持在 11.1~11.6
mS cm–1, 处理 14 d后调查大豆盐害的鉴定方法[8]。
本研究用 200 mmol L–1或 250 mmol L–1 NaCl浓
度处理生长在蛭石中的大豆材料, 通过累积加盐的
方式(介质含盐量不断增加)进行大豆苗期耐盐鉴定,
盐处理后第 8 天即可进行盐害调查, 操作简单且鉴
定时间明显短于其他鉴定方法。与此同时, 可观察
到耐盐品种和盐敏感品种叶片失绿、萎蔫差异明显,
利用 SPAD-502 叶绿素仪在无损状况下测定叶片叶
绿素的相对含量, 即 SPAD值[16], 发现叶片 SPAD值
变化与表型变化基本一致, 说明本研究建立的鉴定
方法既可以定性, 又可以定量。
3.2 不同盐浓度对大豆不同器官 Na+分布的影响
盐胁迫破坏植物体内水分和离子平衡, 造成失
水和离子毒害。不同研究表明, Na+是造成植物盐害
的主要毒害离子, 植物通过根外排 Na+、地上部 Na+
回流、液泡区隔化 Na+和渗透调节等方式减少盐害
影响[17-18]。於丙军等[19]观察到在一个高耐盐大豆根
的 Na+含量最高。本研究发现在不同 NaCl浓度处理
下耐盐品种和盐敏感品种根部 Na+含量变化范围均
有交叉, 说明各品种根部积累 Na+的规律各不相同。
4个盐敏感品种在 200 mmol L–1 NaCl胁迫下根 Na+
平均含量最高(48.01 mg g–1), 250 mmol L–1盐处理下
根 Na+平均含量并未增加。这说明在一定盐浓度下,
盐敏感品种根部 Na+的积累已达到饱和, 不会由于
外界盐浓度的增高而在根中积累更多 Na+, 耐盐品
种在 250 mmol L–1 NaCl处理下的根 Na+平均含量显
著高于盐敏感品种, 说明耐盐品种对 Na+的积累和
忍受能力大于盐敏感品种。
有研究指出 Na+在老叶和茎节间基部积累 [20],
盐胁迫下盐敏感品种中更多的 Na+会储存在茎和老
叶中, 只有少量 Na+转运到新叶[21-22]。於丙军等[19]
发现在盐敏感栽培大豆中茎 Na+含量最高, 野生大
豆也发现了同样的现象 [23]。本研究也发现茎中的
Na+含量显著高于根和叶, 且 Na+含量随盐处理浓度
的增加而增加。虽然盐敏感品种茎 Na+含量平均值
高于耐盐品种的茎 Na+含量平均值, 但差异不显著,
说明无论是盐敏感品种还是耐盐品种, 茎中都可积
累大量的 Na+。有研究表明, 在盐胁迫下外排 Na+或
将 Na+向地上部运输主要是由根部完成[24], 由于耐
盐品种向地上部运输的 Na+少于盐敏感品种, 推测
可能有大量 Na+被外排或并未进入根部。
有研究结果表明, 栽培大豆叶 Na+含量与耐盐
性有关[7,25], 尤其以叶片 Na+含量低的栽培大豆更耐
盐[26]。本研究用 100 mmol L–1 NaCl处理, 不同品种
叶片 Na+都较低(3.4~15.3 mg g–1), 表型差异也不明
显, 说明无论耐盐还是盐敏感品种, 都能耐受一定
浓度的盐胁迫。与 100 mmol L–1 NaCl处理相比, 用
200 mmol L–1 NaCl处理时, 盐敏感品种的叶片 Na+
含量平均值极显著增高。盐浓度达到 250 mmol L–1
时, 耐盐品种叶 Na+含量平均值显著低于盐敏感品
种Na+含量, 说明在高盐胁迫下, 耐盐品种的叶片积
累较少的 Na+, 从而有效降低盐害。通过叶片 SPAD
值与 Na+含量的相关性分析, 发现盐敏感品种叶的
SPAD值与 Na+含量呈极显著负相关, 说明盐敏感品
种的叶片在积累更多 Na+的同时也在逐渐失绿, 这
为以叶片 Na+含量作为量化的生理指标鉴定大豆耐
1256 作 物 学 报 第 39卷

盐性提供了证据, 也为探索大豆耐盐机制奠定了基
础。
4 结论
建立了一种在可控条件下, 以蛭石为基质, 利
用 200 mmol L–1或 250 mmol L–1 NaCl持续处理 8 d
的简便大豆苗期耐盐性鉴定方法。NaCl处理 8 d时
耐盐品种和盐敏感品种植株叶片的失绿萎蔫程度、
叶片 SPAD 值以及叶片中 Na+含量均存在显著差异,
可定性和定量地鉴定大豆苗期耐盐性。
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