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盐胁迫对不同西瓜品种幼苗生长和生理指标的影响

时间:2018-02-07 10:46来源:未知 作者:admin 点击:
摘要:本试验采用浇灌NaCl溶液方式,比较研究21个西瓜品种幼苗的耐盐性。结果表明:盐胁迫不同程度地抑制供试西瓜品种幼苗的株高、茎粗和地上部干重;通过多项生长和生理指标的综合隶属函数法分析,可将21个西瓜品种分为3类,其中丰收567、新三号、中原绿巨

   摘要:本试验采用浇灌NaCl溶液方式,比较研究21个西瓜品种幼苗的耐盐性。结果表明:盐胁迫不同程度地抑制供试西瓜品种幼苗的株高、茎粗和地上部干重;通过多项生长和生理指标的综合隶属函数法分析,可将21个西瓜品种分为3类,其中丰收567、新三号、中原绿巨丰、豫农3号、超越者为耐盐性较强品种,山农1号、高抗八、祥研极品、超甜赞美、丽都皇妃、特早新星、翔发二号、西瓜4、西瓜9、中原黑巨丰、山农2号为耐盐性一般品种,抗丰三、春纪2号、先行者、双星世佳、超纯特大京欣为耐盐性较弱品种。 

  关键词:西瓜;幼苗;耐盐性
中图分类号:S651文献标识号:A文章编号:1001-4942(2018)01-0055-05
Abstract With the irrigation method of NaCl solution, the salt tolerance of 21 watermelon varieties were compared and researched in this experiment. The results indicated that the salt stress inhibited the seedlings’ plant height, stem diameter and shoot dry weight at different degrees. Using comprehensive membership function method, we classified 21 watermelon varieties into three types, including the high-salt-tolerance varieties Fengshou 567, Xin 3, Zhongyuan Lüjufeng, Yunong 3 and Chaoyuezhe, the medium-salt-tolerance varieties Shannong 1, Gaokang 8, Xiangyanjipin, Chaotianzanmei, Liduhuangfei, Tezao Xinxing, Xiangfa 2, Xigua 4, Xigua 9, Zhongyuan Heijufeng and Shannong 2, and the salt-sensitive varieties Kangfeng 3, Chunji 2, Xianxingzhe, Shuangxingshijia and Chaochun Teda Jingxin.
Keywords Watermelon; Seedling; Salt tolerance
盐渍化土壤广泛分布于全世界100多个国家和地区,面积达10亿余公顷,占陆地总面积的30%左右,分布在世界各大洲干旱地区,我国约有盐渍土2 600万公顷[1]。由于人们不合理利用土地及环境的进一步恶化,使得我国盐渍土面积不断扩大,土壤次生盐渍化成为我国蔬菜栽培中面临的难以解决的问题,因此,蔬菜耐盐机理和耐盐品种的培育已成为当前的研究热点之一[2]。
西瓜是享誉世界的“消暑皇后”、“瓜中之王”。西瓜不仅水分多,还含有多种维生素、矿物质,是夏季主要的水果蔬菜,可清热解暑,还对高血压、肾病具有一定辅助疗效[3]。西瓜在土壤含盐量0.2%以下时可以正常生长,但含盐量过高将阻碍根系生长[4]。阎志红等[5]曾采用盐水浸种法比较了同一基因型不同染色体倍性西瓜种子的耐盐性。孙敏红等[6]利用NaCl胁迫对不同西瓜品种种子发芽情况进行了比较。本试验以山东、河北、河南、天津等地21个主栽品种为试材,对其进行耐盐性鉴定和分析,以期筛选出较为耐盐的西瓜品种,为盐碱地西瓜生产提供品种支持。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验于2016年9—10月在山东农业大学实验基地大棚中进行。21个供试西瓜品种见表1。
1.2 试验方法
供试西瓜种子经催芽后播于装有基质(草炭∶蛭石∶珍珠岩=3∶1∶1)的50孔穴盘中育苗,保持昼温25~30℃,夜温15~20℃,子叶展平后浇灌1/2剂量的Hoagland配方营养液。待幼苗长至3叶1心时,选生长整齐的幼苗定植于装满土的营养钵(内口径9 cm,深度10 cm)中,缓苗后将每个品种幼苗分为两部分,一部分浇清水作对照,另一部分浇NaCl溶液处理。处理幼苗,第一天浇浓度为100 mmol/L NaCl溶液25 mL,之后浓度每天增加25 mmol/L,对照则浇25 mL清水,10天后测其生长与生理指标。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 生长指标与地上部生物积累量的测定 处理10天时,每个处理随机抽取15株幼苗,用卷尺测量子叶节处到生长点的长度为株高,用游标卡尺测量与子叶展开方向平行的子叶节间处的直径為茎粗。从根茎结合处剪断将地上部和地下部分开,用去离子水冲洗干净,再用吸水纸吸干表面水分,在105℃杀青15 min,75℃下烘至恒重,称得幼苗地上部干重。
1.3.2 生理指标的测定 Na+、K+含量用火焰分光光度计法[7]测定。脯氨酸含量采用磺基水杨酸法[8]测定。根据龙海涛等[9]的方法进行抗盐性评价:为消除各品种间基础性状差异,采用相对值(相对值=盐胁迫下性状测定值/正常条件下性状测定值)作为原始处理数据。采用模糊数学中隶属函数法对各指标性状进行间接的抗盐性评价,具体参照张智猛等[10]的方法。隶属函数值公式为:
式中,u(Xj)为各品种第j个性状的隶属函数值,Xj为各品种某一指标的相对值,Xmax和Xmin分别为所有试验品种中第j个指标性状相对值的最大值和最小值。若某指标性状与抗盐性为负相关,则用反隶属函数进行计算。计算公式为:
  1.4 数据分析
采用Microsoft Excel 2010进行数据处理。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对各品种西瓜幼苗生长的影响
由表2可以看出,NaCl溶液浇灌下的各品种西瓜幼苗株高、茎粗及地上部干重都呈现不同程度的下降,产生显著抑制作用。与对照相比,NaCl处理对幼苗株高影响较小的品种有T21、T8、T20、T1、T6、T12、T7、T3,影响较大的有T10、T5、T18、T15、T19、T4、T14、T17;茎粗方面影响较小的品种有T6、T11、T7、T8、T1、T4、T10、T13,影响较大的有T18、T5、T19、T17、T9、T3、T2、T20;NaCl处理下,地上部干重较高的品种有T11、T8、T17、T7、T21、T16、T4、T15,较低的有T19、T14、T3、T18、T2、T1、T9、T10。
2.2 盐胁迫对各品种西瓜幼苗生理指标的影响
2.2.1 对西瓜幼苗Na+和K+含量的影响 表3显示,盐胁迫使供试各品种西瓜幼苗的地上部Na+、K+含量均有不同程度的变化,尤其是Na+显著增加,这表明不同西瓜品种在NaCl处理下对K+吸收和分配表现出不同的控制特性。盐胁迫下K+/Na+较大的品种有T18、T5、T7、T8、T4、T3、T15、T10,K+/Na+较小的品种有T13、T19、T14、T9、T20、T16、T21、T1。
2.2.2 对西瓜幼苗脯氨酸含量的影响 表4显示,盐胁迫后,各品种西瓜幼苗地上部脯氨酸含量都有不同程度的增加,其中增幅较小的品种有T15、T14、T11、T18、T21、T8、T1、T10;增幅较大的有T2、T20、T4、T3、T13、T6、T19、T7。
2.3 盐胁迫下不同西瓜品种地上部生理指标的隶属函数值分析
由以上结果可知,采用不同指标评价西瓜耐盐性可能会得出不同的结论,而采用隶属函数法可以避免单一指标的片面性,能够比较全面地评价各西瓜品种的耐盐性。根据表5所列盐胁迫下不同西瓜品种地上部生理指标的隶属函数值,可以得出总值比较高的西瓜品种有T8、T14、T11、T21、T7、T1、T6,隶属函数总值较小的有T2、T19、T13、T20、T17、T4 、T5。
3 讨论与结论
国内外对许多作物如小麦[11]、玉米[12]、南瓜[13]、番茄[14,15]等的耐盐性都进行过筛选,然而目前看来对于许多重要的农作物,可供育种者直接进行耐盐性鉴定的综合指标尚不明确[16]。脯氨酸是抗渗透压的小分子物质,在发生胁迫后,植物体内脯氨酸含量会增加,以此调节植物细胞渗透压,从而起到抗胁迫能力。本试验中植株体内脯氨酸含量增加较大的品种有T2、T20、T4、T3、T13等。有人认为植物对盐胁迫的耐性与脯氨酸积累有密切关系,但孙金月等[17]认为脯氨酸累积不能作为抗性生理指标,似乎更适宜作胁迫敏感性指标。本试验中,脯氨酸的积累与盐胁迫下植株生长的变化并不呈对应关系,因此,用脯氨酸作为耐盐指标具有其局限性。
盐胁迫对植物造成的伤害主要表现在离子毒害和渗透胁迫上,所以植物的耐盐性与植物对Na+积累的限制力有关。细胞内维持较高的K+/Na+比是植物耐盐的重要机制之一,植物体内积累的Na+越少,且能保持较高的K+/Na+值,则植物的耐盐碱能力就会越高。本试验中K+/Na+值较高的品种有T18、T5、T7、T8、T4等,说明这几个品种对离子的吸收有较高选择性,从而可提高植物自身的耐盐碱能力,这与王宝山[18]、薛莉[19]、朱士农[20]等的研究结果一致。
盐胁迫对植物普遍和最显著的表现就是抑制植物组织和器官的分化与生长,从而造成植物发育缓慢甚至死亡,所以可以用植物生长指标来判定植物耐盐性。与对照相比,鹽胁迫下植物各项形态指标变化越小的品种,其耐盐碱能力越强。杨秀玲等[21]发现随着NaCl浓度的增加,黄瓜幼苗地上部和地下部鲜重以及根冠比均下降;魏国强等[22]用25、50 mmol/L NaCl溶液处理黄瓜幼苗,发现植株株高、鲜重和干重均降低。本试验以隶属函数总值为主,株高、K+/Na+及地上部干物质含量为辅,进行西瓜耐盐品种的筛选,结果全面可靠,共分为3类。其中T8(丰收567)、T11(新三号)、T21(中原绿巨丰)、T1(豫农3号)、T6(超越者)为耐盐性较强品种,T2(抗丰三)、T13(春纪2号)、T20(先行者)、T17(双星世佳)、T4(超纯特大京欣)为耐盐性较弱品种,T3(山农1号)、T5(高抗八)、T7(祥研极品)、T9(超甜赞美)、T10(丽都皇妃)、T12(特早新星)、T14(翔发二号)、T15(西瓜4)、T16(西瓜9)、T18(中原黑巨丰)、T19(山农2号)为耐盐性一般品种。
本试验主要针对苗期进行盐胁迫筛选,选出的耐盐品种在整个生育期对盐胁迫的适应性以及盐碱环境下其产量品质的表现还需要进一步深入研究。
参 考 文 献:
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