玉米杂交种DK516亲本的耐盐性研究

鲁 珊，阎旭东，毛彩云，肖荷霞

（沧州市农林科学院，河北沧州 061001）

土壤盐渍化与水土流失和大气污染一样，已成为日益严重的世界性资源和生态问题之一。玉米是我国主要的农作物，发展玉米生产对保证国家粮食安全意义重大。同一种作物不同品种间耐盐性存在差异［1]，因此，通过挖掘作物种质本身的耐盐能力，筛选和培育出耐盐品种是开发利用盐渍土壤最为经济有效的途径［2]。培育抗盐、耐盐作物品种直接利用盐碱地已成为重大课题［3]。作物在种子萌发期和幼苗期对盐分最为敏感［4]，因此，可在种子萌发期和幼苗期进行耐盐性筛选［5]。目前我国耐盐玉米育种进展缓慢，主要是因为耐盐种质匮乏［6]。本试验选用育种中常用的优异玉米种质DK516♀和DK516♂为试验材料，研究盐胁迫对其发芽指标和生长指标的影响，对其耐盐性进行鉴定，旨在为玉米耐盐种质资源筛选提供一些参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验于2017年在沧州市农林科学院实验室进行，供试材料为DK516♀和DK516♂。

1.2 试验方法

（1）种子萌发试验。将无破损、饱满度一致的DK516亲本种子各30粒分别置于经0、10、20、30 g／L四个浓度梯度的NaCl和Na2SO4溶液完全浸泡过的毛巾中，包裹好后放入带孔塑料袋中，室温25℃进行萌发实验。0 g／L为对照组，NaCl和Na2SO4摩尔配比为1∶3。每个处理重复3次。

（2）幼苗培养试验。将无破损、饱满度一致的DK516亲本种子各30粒分别播于20 cm×14 cm×8 cm的育苗器中沙培，分别将200 mL含有0、2、4、6 g四个浓度梯度的NaCl和Na2SO4溶液与1000 g已灭菌的干沙搅拌均匀，置于培养室培养。0 g／L为对照组，NaCl和Na2SO4摩尔配比为1∶3。每个处理重复3次。播种后，定期定量浇水。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 种子萌发试验测定指标

从培养后的第2天开始，每24 h记录发芽种子数至试验结束，统计种子的发芽势、发芽率、胚芽长度、发芽指数、活力指数等指标。

1.3.2 幼苗培养试验测定指标

出苗指标的测定：从播种后的第2天开始，每24 h记录出苗数至试验结束，统计出苗率，按照发芽指数计算方法统计出苗指数。

株高的测定：分别在播种后7、10、13、16 d，直接用尺子测量玉米幼苗的株高。每份材料取样5株，取平均值。

鲜重和干重的测定：播种后16 d将苗从培养盒中取出，用水冲洗掉其根部附着的土，并用吸水纸吸干其表面水分，分别称其地上、地下鲜重；然后将其放入烘箱105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重，分别称其干重，并计算根茎比。每份材料取样5株，取平均值。

1.3.3 统计分析方法

数据处理采用Excel2010软件，统计分析采用SPSS17.0软件。

2 结果与分析

2.1 不同盐浓度对发芽指标的影响

从表1可见，在本试验浓度范围内，DK516亲本的发芽率各处理无显著性差异；发芽势、胚芽长度、胚芽鲜重、胚芽干重、胚芽含水量、发芽指数、活力指数则均随盐浓度增大整体呈现降低趋势，不同盐浓度处理间存在显著性差异。DK516♂发芽势在10 g／L盐浓度下与对照不存在显著性差异，原因可能为该基因型材料对低浓度不敏感。DK516♀的发芽势、胚芽鲜重、胚芽干重、发芽指数、活力指数较DK516♂均表现较高。

相关分析表明，在本试验浓度范围内，各发芽指标与盐浓度均呈现负相关，除发芽率没有达到显著水平外，其他指标均达显著或极显著负相关；发芽势与发芽指数呈极显著正相关，与胚芽长度、胚芽鲜重和活力指数呈显著正相关；除发芽率外，胚芽长度与其他发芽指标均达极显著或显著正相关；除发芽势、发芽率外，胚芽鲜重与其他发芽指标均达极显著正相关；胚芽干重与发芽指数和活力指数呈极显著正相关；发芽指数与活力指数呈极显著正相关（表2）。

表1 不同盐浓度处理的玉米发芽指标

表2 不同盐浓度下发芽指标的相关系数

2.2 不同盐浓度对出苗率和株高的影响

植株受到盐胁迫后会在形态上表现相对矮小瘦弱，叶片顶部出现黄叶、干叶现象，其强度随盐胁迫浓度的增加和时间的延长而加剧，叶片萎蔫、卷曲直至慢慢枯萎死亡。从表3可见，在低盐（2 g／L）下，出苗率受盐胁迫影响不大，在中盐（4 g／L）和高盐（6 g／L）下，出苗率均显著降低；出苗率和出苗指数DK516♀表现优于DK516♂。从表4可见，盐胁迫抑制了植株的生长，在低盐（2 g／L）下，幼苗培养试验后期DK516♀株高受盐胁迫影响不大，与对照未达显著性差异，而其他浓度均达显著性差异；同等盐浓度、胁迫时间，株高整体趋势表现为DK516♀优于DK516♂。

表3 不同盐浓度处理的玉米出苗指标

表4 不同盐浓度处理的玉米株高 cm

2.3 不同盐浓度对生物量的影响

从表5可见，盐胁迫抑制了植株的生长，显著降低了植株生物量。在低盐（2 g／L）下，DK516♀地上生物量受盐胁迫影响不大，与对照相比无显著差异，而其他浓度均达显著性差异。整体生物量随盐浓度增大而降低，同等盐浓度下，地上生物量表现为DK516♀优于DK516♂，地下生物量表现为DK516♂优于DK516♀。地下干生物量随着盐浓度增加呈现先降低再增高的趋势，其原因为根系受盐胁迫引起水分含量降低，进而引起干重增高，此结果与表1中不同盐浓度下胚芽含水量的趋势基本一致。

盐胁迫下，根茎比随盐浓度增加而增大，表明DK516亲本的地上部分对盐浓度较地下部分敏感（表6）。根茎比DK516♂均高于DK516♀，说明DK516♂根系较DK516♀发达，初步推断DK516♂抗倒伏能力相对较好，但此推断有待大田试验进一步验证。

表5 不同盐浓度处理的玉米生物量 g

表6 不同盐浓度处理的玉米根茎比

3 结论与讨论

盐胁迫对植物最为显著的影响就是抑制植株的生长和发育［7]。本研究中，盐胁迫显著降低了DK516亲本的发芽势、胚芽长度、胚芽鲜重、胚芽干重、胚芽含水量、发芽指数、活力指数等系列发芽指标，盐浓度与以上指标均呈显著或极显著负相关，这与姚正培等［8]研究结果一致，但发芽率和对照间差异不明显，这与徐艳霞［9]、贾亚雄等［10]、程玉静等［11]研究结果一致。幼苗培养试验中，随盐浓度的升高，玉米株高、幼苗地上生物量和地下生物量明显减少，呈显著下降趋势，生长受到显著抑制，这与张海艳等［12]、彭云玲等［13]、王丽燕等［14]和孙巧玲［15]研究结果一致。国外学者Asif等［16]、Sairam等［17]在研究中也有相同的结论，但该结果与刘爱荣等［18]、景艳霞等［19]研究的低浓度NaCl处理对生长有一定的促进作用，而高浓度抑制生长的结果不一致，这可能与不同基因种质的最低生长盐分浓度有关。本研究中各指标整体趋势综合表现为DK516♀优于DK516♂，试验中还发现DK516亲本的地上部分对盐浓度较地下部分敏感，DK516♂根系较DK516♀发达，初步推断DK516♂抗倒伏能力相对较好，但此推断有待大田试验进一步验证。

盐胁迫使土壤渗透压提高，一定程度上造成了生理干旱，与干旱胁迫反应较为相似，在实际生产中可以借鉴田间试验中抗旱鉴定的方法和指标，进一步完善耐盐玉米种质的鉴定［20～22]。本研究综合得出DK516♀耐盐性优于DK516♂，为玉米耐盐栽培和耐盐种质选育提供了一定的参考依据。

本试验探讨了实验室条件下NaCl和Na2SO4两种盐分对DK516亲本材料的萌发和幼苗生长的影响，较单盐胁迫相比更加接近实际土壤，但实际土壤盐分的种类较多，两种盐分远不能代表土壤实际盐分状况，同时幼苗的耐盐性和大田成熟植株耐盐性是否完全一致还有待进一步验证。