新疆冬小麦选育品种苗期耐盐性鉴定

马艳明，刘敏，冯魁，颜国荣，王莉，肖菁，刘宁

(1.新疆农业科学院农作物品种资源研究所，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052)

新疆冬小麦选育品种苗期耐盐性鉴定

马艳明1，刘敏2，冯魁2，颜国荣1，王莉1，肖菁1，刘宁1

(1.新疆农业科学院农作物品种资源研究所，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052)

【目的】通过盐胁迫下的冬小麦苗期植株变化，确定新疆冬小麦品种的耐盐能力，探索冬小麦抗盐种质的早期筛选方法，筛选新疆冬小麦抗盐品种，为冬小麦抗盐新品种的选育提供物质基础。【方法】以46个适宜新疆南北疆冬麦区种植的冬小麦选育品种为材料，采用水培法，研究供试品种苗期的耐盐性差异。【结果】不同供试新疆冬小麦品种的耐盐性具有较大差异,耐盐性强的品种有3个，分别是新冬18号、喀冬3号、黄河1号，这三个品种同时表现苗期丰产性；耐盐性较强的品种有2个；耐盐性中等的品种有21个，较弱的有17个；耐盐性弱的品种有3个。【结论】盐胁迫对冬小麦根生长的抑制作用强于对茎叶生长的抑制，苗期根部生长量可以作为冬小麦盐敏感的指标。

冬小麦；选育品种；苗期；耐盐性；鉴定

0 引 言

【研究意义】土壤盐渍化是造成世界农业粮食减产的主要非生物胁迫因子之一，对粮食生产造成了极大的危害[1]。我国现有盐渍化土地7 000多×104hm2(不包括次生盐渍化土壤面积)[2]，气候的不断变化，人类活动的影响，使得土壤盐渍化问题日趋严重，直接影响了我国农作物的生长发育与产量，阻碍了农业生产发展[3]。新疆现有耕地面积约420×104hm2，其中三成以上是以NaCl盐害为主的盐碱地，是我国土壤盐渍化程度较高的地区。新疆也是我国西北重要的小麦优势产区和消费区，冬小麦播种面积已占全区小麦总面积的70%以上[4]。筛选或培育耐盐、高产、优质的冬小麦品种对促进农业生产具有重要意义。我国大多数麦区小麦出苗后正是土壤返盐时期，土壤含盐量达到最大值，而小麦苗期又是小麦一生中耐盐性最薄弱的阶段，此时的盐胁迫对小麦生长有明显的影响。因此，在小麦生产实际中，苗期的耐盐性显得更加重要，苗期耐盐性是保证苗全、苗齐的基础[5，8]。【前人研究进展】近年来，国内有关小麦种质芽期和苗期耐盐性鉴定评价的报道较多[5-11]，鉴定分析了部分国外引进品种、国内育成品种和地方小麦品种的耐盐性，筛选出一些耐盐品种资源。针对新疆小麦耐盐性鉴定的报道主要有李建疆[12]、李剑锋[13]等，对新疆主要春小麦新品种的耐盐性鉴定，认为目前新疆主要春小麦品种均不属于耐盐品种,不适宜在盐分浓度较高地块种植；任崴等[14]鉴定筛选了4个新疆冬小麦耐盐新品系；曹俊梅等[15]对3个新疆冬小麦品种进行了芽期和苗期耐盐性鉴定，认为2.2%的盐分浓度可能是影响小麦种子萌发的临界浓度。【本研究切入点】近年来对新疆冬小麦选育品种进行苗期耐盐性鉴定筛选的报道较少。通过对新疆不同时期选育的46个冬小麦品种进行苗期不同NaCl浓度盐胁迫，测定主根数、根长、苗高、茎叶鲜重、根鲜重、根干重和茎叶干重，分析盐胁迫对冬小麦苗期生长的影响，以及盐胁迫下各形态性状的相关性，探索小麦抗盐种质的苗期鉴定指标。【拟解决的关键问题】以新疆冬小麦选育品种为试验材料，利用水培法在实验室进行苗期耐盐性鉴定，通过盐胁迫下的小麦苗期植株生长变化，评价新疆冬小麦品种的耐盐能力，筛选耐盐性强的冬小麦品种，为小麦抗盐新品种的选育提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试材料为新疆选育并审定的冬小麦品种资源，包括46个新疆冬小麦选育品种，有新冬系列、石冬系列、喀冬系列、巴冬系列、伊农系列等新疆冬小麦品种。这些材料均由国家农作物种质资源共享服务平台-新疆子平台提供，试验材料种子发芽率在95%～100%。表2

1.2 方 法

1.2.1 芽期耐盐性鉴定

试验设置三个不同NaCl浓度的处理：0、75和150 mmol/L(Na+), 分别命名为CK、T1、T2，每个处理重复三次，Hoagland营养液水培种植(正常浓度营养液的组分如下，单位：mM：1.0 (NH4)2SO4，1.0 Ca (NO3)2，1.5 CaCl2，0.5 MgSO4，1.8 KCl，0.2 KH2PO4，1.0 × 10-3H3BO3，1.0 × 10-3MnSO4，0.5 × 10-3CuSO4，1.0 × 10-3ZnSO4，1.0 × 10-4(NH4)6Mo7O24，0.1 Fe-EDTA)。将精选的冬小麦种子(籽粒饱满，大小基本一致，种胚完整)用10% H2O2消毒5 min，蒸馏水冲洗干净后，去离子水浸泡24 h，将种子均匀地摆放在铺有滤纸的培养皿中，腹沟朝下。将萌发后7 d也就是一叶一心期生长整齐的冬小麦幼苗，除去残存的胚乳，移栽到厚度为2 cm、均匀打孔的泡沫苯板上，用海绵固定，孔径2 cm，株行距为6 cm×6 cm，水培盒规格为57 cm×38 cm×29 cm。每个材料设每穴2株，三次重复，共6株，随机排列。移栽后的幼苗先于1/2强度营养液中培养3 d，再改用完全营养液培养。完全营养液培养3 d后开始加入NaCl，每天一次，每次25 mM，3 d后加到75 mM，6 d后加到150 mM。每3 d更换一次营养液，每天用0.1 mol/L HCl和稀NaOH调节pH在6.0～6.2，自然光照射，气泵24 h不间断通气，温度维持在15～30℃。盐胁迫4周后收获，用自来水洗净植株，蒸馏水漂洗，吸水纸吸干植株表面水分，测定每个处理材料的单株主根数(numbers of axial roots)、单株最长根长(the maximal root length)和最高苗高(shoot height)。将根系与茎叶分开，用1/1 000天平称取单株茎叶鲜重和根鲜重(shoot green weight；dry weight root green weight)，于烘箱中105℃杀青0.5 h，80℃烘干48 h至恒重，称量单株根干重和茎叶干重(root dry weigh；shoot dry weight)。根据测定性状数据，分析测定性状间的相关性，计算耐盐指数，计算方法：

方法1：耐盐指数(A)=(盐胁迫下幼苗性状/对照条件下幼苗性状)×100%。

方法2：耐盐指数(DRI)=盐胁迫下的生物量2×对照条件下的生物量平均值/对照条件下的生物量平均值×盐胁迫下的生物量2，DRI值大，则该品种兼具丰产抗盐性。表1

表1 小麦耐盐性分级指标

Table 1 heat salt resistance classification index table

级别classification耐盐指数(A)saltresistanceindex耐盐性saltresistance1A≥1 3强21 3>A≥1 1较强31 1>A≥0 8中等40 8>A≥0 5较弱50

1.3 数据处理

利用SPSS(Ver.17)进行统计分析，计算各品种性状的均值、标准差和隶属函数综合值，并进行相关性分析和方差分析。采用“PROC CORR”程序计算各性状间的相关系数。

2 结果与分析

2.1 新疆冬小麦选育品种苗期耐盐性级别

根据苗期性状表现，分别计算新疆冬小麦不同品种的耐盐性指数(A)和(DRI)。根据耐盐性指数(A)值进行品种耐盐性分级，研究表明，耐盐性强的品种有3个，分别是：新冬18号、喀冬3号、黄河1号，这三个品种同时表现苗期丰产性；耐盐性较强的品种有2个，分别为新冬24号和巴冬3号；耐盐性中等的品种有21个，较弱的有17个；耐盐性弱的品种有3个，分别是：新冬2号、新冬13号和新冬25号。根据两种不同耐盐性指数计算结果对46个品种的耐盐性级别进行判定的结果一致。而且DRI值不仅显示品种的耐盐性强弱，而且反映出不同品种的耐盐丰产性。表3

表2 新疆冬小麦选育品种苗期耐盐性

Table 2 Dentification of salt tolerance in seedling stage of Winter Wheat in Xinjiang Province

序号No．品种名称Cultivar’sName耐盐指数(A)Saltresistanceindex(A)耐盐指数(DRI)Saltresistanceindex(DRI)75mMNaCl150mMNaCl平均Mean75mMNaCl150mMNaCl平均Mean耐盐性级别(A)Saltresistancegrade1新冬1号1 320 831 071 850 941 40中等2新冬2号0 000 550 270 000 500 25弱3新冬3号0 940 800 871 251 151 20中等4新冬4号0 980 910 941 241 361 30中等5新冬5号0 780 670 720 820 760 79较弱6新冬6号0 720 920 820 841 781 31中等7新冬7号0 551 180 870 331 941 14中等8新冬9号0 650 750 700 590 980 78较弱9新冬10号0 750 930 840 631 230 93中等10新冬11号0 780 810 790 700 980 84较弱11新冬12号1 150 981 061 341 231 29中等12新冬13号0 360 420 390 400 680 54弱13新冬14号0 930 890 911 131 301 22中等14新冬15号0 680 860 770 551 110 83较弱15新冬16号0 590 740 660 420 830 62较弱16新冬17号0 881 241 060 771 921 35中等17新冬18号1 741 351 542 842 172 51强18新冬19号0 740 940 840 661 371 01中等19新冬20号0 770 790 780 851 120 99较弱20新冬22号0 930 470 701 320 430 87较弱21新冬23号0 930 500 711 340 490 91较弱22新冬24号1 201 131 161 401 571 49较强23新冬25号0 440 380 410 280 270 27弱24新冬26号0 710 760 740 630 920 77较弱25新冬46号0 490 870 680 240 980 61较弱26石冬4号1 100 470 781 620 381 00较弱27石冬5号1 360 540 951 750 351 05中等28石冬6号0 780 600 690 780 580 68较弱29奎花1号1 100 951 021 481 401 44中等30奎冬4号0 990 690 841 130 710 92中等31奎冬5号0 690 920 810 771 731 25中等32巴冬1号1 120 860 991 681 271 48中等33巴冬2号0 760 770 770 510 660 58较弱34巴冬3号1 320 871 101 881 051 46较强35喀冬1号0 821 080 950 741 621 18中等36喀冬2号1 040 961 001 051 141 09中等37喀冬3号1 961 301 633 141 762 45强38喀冬4号1 090 890 991 641 391 52中等39喀冬5号1 040 770 901 440 991 21中等40伊农1号0 580 940 760 481 581 03较弱41伊农3号1 051 101 080 961 331 14中等42黄河1号1 481 171 322 131 701 92强43黄河3号0 870 540 701 410 701 05较弱44原冬3号1 000 550 781 140 440 79较弱45昌冬5号1 060 750 901 601 021 31中等46塔冬5号0 870 650 761 080 760 92较弱

2.2 新疆冬小麦选育品种苗期耐盐性状表现

研究表明，不同新疆冬小麦品种的苗高和根长随着NaCl浓度的不同，受到的抑制效果呈现不同的变化。随着NaCl浓度的升高，小麦幼苗受抑制效应增大，单株主根数、根长、根部生长量、苗高、茎叶生长量都随NaCl浓度增加呈明显的下降趋势，说明NaCl浓度越高，对小麦幼苗的地下部和地上部生长均表现为抑制。综合根部及茎叶生长情况分析，发现小麦苗期受到盐胁迫时，单株主根数、最长根长、根鲜重、根干重明显小于单株最高苗高、茎叶鲜重和茎叶干重，表明小麦幼苗受到盐胁迫时，根部生长量明显小于茎叶生长量，说明根部较茎叶对盐胁迫表现更为敏感。因此，在进行苗期耐盐性鉴定时，用单株主根数、根长、根鲜重作为参考指标，能更准确反映苗期小麦的耐盐性强弱。表3

表3 46个品种在不同NaCl(Na+)浓度处理下性状表现

2.2新疆冬小麦选育品种苗期耐盐性状相关性

对46个新疆冬小麦选育品种3个不同NaCl浓度处理的苗期性状数据进行简单相关性分析，研究表明，单株主根数与单株最长根长呈极显著负相关，与根干重呈极显著正相关，与最高苗高、茎叶鲜重、根鲜重、茎叶干重的相关性不显著；单株最长根长与最高苗高呈显著负相关，与根鲜重呈显著正相关，与茎叶鲜重、根干重、茎叶干重的相关性不显著；单株最高苗高与茎叶鲜重、茎叶干重呈极显著相关，与根鲜重和根干重的相关性不显著；单株茎叶鲜重与根鲜重、根干重和茎叶干重呈极显著正相关；单株根鲜重与根干重极显著相关，与茎叶干重相关性不显著；单株根干重与茎叶干重极显著相关。表4

表4 测定性状间的相关性

Table 4 Simple correlation coefficients between the investigated traits

分析对象Variablesanalyzed单株主根数Numbersofaxialroots单株最长根长Numbersofaxialroots单株最高苗高Shootheight单株茎叶鲜重Shootgreenweight单株根鲜重Rootgreenweight单株根干重Rootdryweigh单株最长根长Numbersofaxialroots-0 440∗∗单株最高苗高Shootheight0 21-0 347∗单株茎叶鲜重Shootgreenweight0 170 080 407∗∗单株根鲜重Shootgreenweight0 160 313∗0 030 474∗∗单株根干重Rootdryweigh0 548∗∗0 080 030 504∗∗0 538∗∗单株茎叶干重Shootdryweight0 280 010 555∗∗0 642∗∗0 190 604∗∗

注：*在 0.05 水平上显著相关；**在 0.01 水平上显著相关

Note：*,**Represent significance at the 0.05 and 0.01 levers,respectively

对新疆冬小麦选育品种在不同NaCl浓度下的相对根长和相对苗高进行方差分析，研究表明，150 mM NaCl浓度处理下不同品种的单株相对根长与相对苗高差异不显著；而75 mM NaCl浓度下的单株相对根长与相对苗高有显著性差异。由此看出，在75 mM NaCl处理下的相对根长和相对苗高可作为冬小麦品种苗期耐盐性的参考指标，适宜于冬小麦苗期耐盐性筛选与鉴定。表5

表5 不同浓度下相对根长、相对苗高方差

Table 5 ANOVA analysis of relative root and seedling growth rate at different salt concentrations

差异来源Sourceofvariation平方和SS自由度df均方MSF值F-valueP值P-valueT1(75mMNaCl) 相对根长Relativerootlength2 611450 0582 353∗0 002T1(75mMNaCl) 相对苗高Relativeseedlingheight3 688450 0822 664∗0 001T2(150mMNaCl) 相对根长Relativerootlength5 207450 1160 9070 628T2(150mMNaCl) 相对苗高Relativeseedlingheight2 081450 0460 70 882

3 讨 论

高盐土壤环境严重影响植物的生长和发育，是造成作物减产的主要原因之一。新疆是我国土壤盐渍化程度较高的地区，以NaCl盐害为主的盐碱地占新疆耕地总面积的三成以上，土地盐碱化形势十分严峻。为了合理开发和利用盐碱土地资源，采取了多种措施。在盐碱地利用的众多方式中，筛选利用耐盐植物新品种是改良盐碱地最经济有效的方法之一[16-17]。

小麦种质资源在不同生育阶段的耐盐性可采用发芽期耐盐鉴定、苗期水培鉴定及全生育期田间鉴定等方法。许多学者已经在小麦的耐盐性研究及耐盐种质的鉴定筛选上做了很多研究，发现不同基因型小麦品种的耐盐性存在显著差异，并认为苗期可以作为小麦耐盐鉴定的重要时期[5，18]。因苗期水培法鉴定具有耗时短、可操作性强等优点，尤其是苗期水培法鉴定能够模拟土壤环境，避开季节、土壤差别等外部差异，可对大量小麦品种进行统一处理鉴定，苗期盐胁迫下的主根数、茎叶鲜重、茎叶干重、根鲜重和根干重都能较好地反映小麦苗期的耐盐性，实验结果可作为初步耐盐性评价，筛选出耐盐性强的品种资源[19-20]。

虽然苗期耐盐性鉴定快速有效，但由于植物的耐盐性是一个受多因素控制的综合性状，苗期水培耐盐试验只是在特定时期特定环境下进行的模拟试验，而野外环境条件复杂多变，在新疆除了土壤盐害之外，还伴有干旱、贫瘠、大风危害等影响因子，因此，要筛选出适用于实际生产的耐盐品种，还需要在更接近大田生产的试验田间进行小麦全生育期的耐盐鉴定。认为对于耐盐种质的精准耐盐鉴定评价，还要结合生理生化指标的比较和耐盐分子标记加以辅助，从而提高耐盐鉴定的准确性和效率，最终筛选到高效用于耐盐碱品种培育的小麦资源[5]。

4 结 论

4.1 研究利用水培法对46个新疆冬小麦选育品种进行苗期耐盐性鉴定，试验材料经苗期培养和盐胁迫处理后，分别测定了处理组和对照组的单株主根数、单株最长根长、最高苗高、单株茎叶鲜重、根鲜重、单株根干重和茎叶干重，计算了不同品种的耐盐指数。随着NaCl浓度的升高，对不同品种冬小麦幼苗的根数、苗高、地上部生长量均表现为抑制；相关性分析表明，盐胁迫对根生长的抑制作用强于对茎叶生长的抑制；盐胁迫下单株主根数与最长根长呈极显著负相关，可以作为小麦盐敏感的指标，这与前人[7,10]的研究结果一致。

4.2 据耐盐性指数(A)值和(DRI)值进行品种耐盐性分级，耐盐性强的品种有3个，分别是：新冬18号、喀冬3号、黄河1号，这三个品种同时表现苗期丰产性，为耐盐冬小麦品种选育提供物质基础。尤其新冬18号多年来都是新疆沿天山一带及塔额盆地冬麦区的主栽品种，还可以作为耐盐优良品种用于盐碱土地的冬小麦栽培。

4.3 苗期耐盐性状进行方差分析结果表明，75 mM NaCl浓度处理下的相对根长与相对苗高有显著性差异，这两个性状也可作为低盐浓度下小麦苗期耐盐性的参考指标，适宜于冬小麦苗期耐盐性筛选与鉴定。若要对小麦品种耐盐性有全面的掌握，还有待于提高其鉴定的准确性与效率，以及对全生育期进行耐盐性鉴定，才能最终筛选出耐盐性较强的冬小麦资源，为小麦耐盐品种的选育提供亲本材料。

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EvaluationofSaltToleranceinWinterWheatCultivarsinXinjiangatSeedlingStage

MA Yan-ming1，LIU Min2，FENG Kui2，YAN Guo-rong1，WANG Li1，XIAO Jing1，LIU Ning1

(1.ResearchInstituteofCropGermplasmResources,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences，Urumqi830091,China; 2.CollegeofAgronomy,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China)

【Objective】 This project aims to initially determine the slat tolerance of winter wheat through plant changes during wheat seedling stage under salt stress and explore the early screening methods of wheat salt tolerant germplasm, thus screening salt tolerant varieties of winter wheat in Xinjiang in the hope of providing the material basis for the breeding of new salt tolerant wheat varieties.【Method】46 cultivars of winter wheat suitable to be planted in southern and northern Xinjiang were chosen to be the experimental materials, and the water culture method was used to study the difference in salt tolerance of the tested cultivars at seedling stage.【Result】The salt tolerance of the tested winter wheat varieties in Xinjiang varied greatly. There were 3 varieties with strong salt tolerance, namely, Xindong 18, Kadong 3 and Honghe 1. These three species showed high yield at the seedling stage. There were 2 varieties with strong salt tolerance, 21 varieties with moderate salt tolerance, the rather weak ones were 17 and three had weak salt tolerance.【Conclusion】The correlation analysis of salt tolerance showed that the inhibitory effect on root growth was stronger than that on stem and leaf growth, so root length and root number can be regarded as a sensitive index for measuring winter wheat salt tolerance.

winter wheat；breeding cultivars；seedling stage；salt tolerance；identification；evaluation

Ma Yan-ming(1971-),famail, native place: Kuitun, Xinjiang. Professor, research field: Study on wheat crops germplasm resources. (E-mail)ymma213@sina.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.08.003

2017-05-08

新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务费资助项目(KY2015070)

马艳明(1971-)，女，新疆奎屯人，研究员，硕士，研究方向为麦类作物种质资源，(E-mail)ymma213@sina.com

S512

：A

：1001-4330(2017)08-1394-08

Supported by: the Basic Research Funding for the Public Welfare Research Institutes of Xinjiang Uygur Autonomous Region "Selection of Salt Tolerant Germplasm of Winter Wheat in Xinjiang and Exploration of Excellent Salt Tolerance Alleles" (KY2015070)