大豆种质资源芽期耐盐性鉴定及耐盐品种筛选

郭秀秀，李照君，樊守金，李娜娜，蒲艳艳，宫永超，丁汉凤*

(1.山东师范大学，山东济南250014；2.山东省农作物种质资源中心，山东济南 250100)

土壤盐渍化是一种常见的土壤退化现象，导致农作物无法正常生长，大大降低农作物的产量[1]。2007年中国环境状况公报显示，我国是盐碱化土地分布广泛的国家之一，从滨海到内陆、从低地到高原都分布着不同类型的盐碱土壤，仅海岸带和滩涂盐碱地面积就高达660万hm2以上[2]，盐渍化和次生盐渍化不断加重[3]，严重影响了作物的产量和品质，我国每年因盐渍化造成大豆损失不可估量。另外，盐渍化往往伴随着荒漠化的发生，两者相互促进和转化[4]。因盐渍化造成的土壤荒漠化已成为荒漠化形成的重要原因。因此，合理开发利用盐碱地已成为迫在眉睫的研究任务，而选育和筛选耐盐性品种尤为重要。

大豆是我国主要的油料作物，广泛用于人类的食物、动物的饲料和生物能源[5]，属于中度耐盐植物[6]。土壤盐渍化严重影响大豆的生长发育进程，直接影响大豆的品质和产量[7]，其中产量的下降尤为明显[2]。相比于耐盐性的品种，盐害胁迫对盐敏感品种的影响更大。在大豆由种子发育成苗的生长过程中，盐对大豆不同发育阶段的影响不尽相同。研究表明，种子吸胀基本不受盐溶液的影响，盐溶液对胚根和侧根的生长有明显的抑制作用[8]，盐胁迫对盐敏感品种的发芽率影响较显著[9]。大豆的耐盐性鉴定主要有室内鉴定法和田间鉴定法，室内鉴定法因其具有周期短、容量大、实验重复性强、环境稳定等优点，是对批量种质资源进行初步耐盐性鉴定的重要手段。根据室内鉴定法介质的不同，邵桂花等[8]提出了培养皿萌发期鉴定法，乔亚科等[10]提出了培养基法，王敏等[11]提出了营养液筛选法，卫秀英等[12]提出了沙培法；根据鉴定指标的不同，马淑时等[13]提出了盐害指数指标法，Hu等[14]提出了耐盐系数法，寇贺等[15]提出了综合指标鉴定法。

参考前人对大豆耐盐性的研究，笔者采用室内鉴定法对9份大豆耐盐性进行初步鉴定，明确耐盐性与发芽率、发芽势等生理指标的相关性，对不同耐盐性资源进行初步分类，以期为大豆耐盐性生理研究和资源筛选提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1供试材料对不同来源的9份大豆种质资源进行收集，包括周豆25号(S1)、潍豆9号(S2)、潍豆8号(S3)、菏豆19(S4)、菏豆20(S5)、齐黄36(S6)、邯豆5号(S7)、临豆10号(S8)、临豆11号(S9)。

1.2试验设计采用二因素不同水平设计，因素1为处理溶液，设CK(蒸馏水)、T1(0.5%NaCl溶液)、T2(1.0%NaCl溶液)、T3(1.5%NaCl溶液)4个水平；因素2为大豆品种，设置S1～S9共9个水平。挑选籽粒饱满、大小一致的大豆种子，用70%酒精消毒2 min，再用蒸馏水冲洗3遍。在铺有3层滤纸的发芽盒中加入20 mL对应处理溶液，使滤纸吸收饱和并稍有溢出，均匀摆放20粒种子并盖上2层对应溶液浸湿的滤纸，盖上发芽盒，置于(25±1)℃，光照周期12/12(光照/黑暗)培养箱中培养。每24 h用对应溶液冲洗种子并更换滤纸，以保持NaCl溶液浓度基本不变和良好的通气状况。每个处理3次重复。

1.3测定指标与评定方法

1.3.1发芽指标的测定。调查统计各处理的发芽数，计算发芽率和相对盐害指数，见公式(1)、(2)。参照《大豆种质资源描述规范和数据标准》[16]，根据不同品种芽期相对盐害指数划分耐盐性级别(表2)。盐害指数值越小则表明其耐盐性越强，耐盐等级评价也越高。

发芽率=7 d发芽种子数/供试种子数×100%

(1)

相对盐害指数=(对照发芽率-处理发芽率)/对照发芽率×100%

(2)

1.3.2生长指标的测定。培养7 d后，进行生长指标的测定。用直尺测量幼苗的株高、胚轴和主根长度，确定须根数目。各品种每个处理取10株测量，计算其平均数。

1.4数据处理和统计分析采用DPS 7.05分析软件对有关数据进行统计分析和差异显著性检验；采用Microsoft Excel 2003 软件进行作图。

2 结果与分析

2.1NaCl胁迫对大豆育成品种资源发芽率的影响由表2可知，CK处理发芽率均值为94.26%，品种间变幅为85.00%～100%，极差15.00%，相对提高15.00%。其中品种S7发芽率高达100%，品种S1、S4、S5、S6发芽率达98.33%，显著高于S2、S3、S8、S9。

T1处理发芽率品种间变幅为68.33%～96.67%，极差28.34%，相对提高29.32%。其中品种S4发芽率最高，其次是S1和S7，显著高于其他6个品种；品种S3发芽率为68.33%，对NaCl处理最敏感；品种间差异具有统计学意义。与CK相比，T1处理发芽率平均下降6.11%，变幅为1.67%～16.67%，极差15.00%。

T2处理品种间变幅为16.67%～98.33%，极差81.66%，相对提高83.05%。其中品种S7发芽率最高，其次是S8，显著高于其他7个品种；品种S2、S3、S6和S9发芽率低于70.00%，对NaCl处理最敏感；品种间差异具有统计学意义。与CK处理相比，T2处理发芽率平均下降24.26%，变幅为1.67%～68.33%，极差66.66%。

T3处理发芽率品种间变幅为15.00%～71.67%，极差56.67%，相对提高79.07%。其中品种S8发芽率最高，显著高于其他8个品种；品种S1、S3、S4、S6和S7发芽率低于40.00%，对NaCl处理最敏感；品种间差异具有统计学意义。与CK处理相比T3处理发芽率平均下降56.11%，变幅为23.33%～83.33%，极差60.00%。

表2 NaCl胁迫对大豆发芽率的影响

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.2NaCl胁迫对大豆育成品种资源株高的影响从表3可以看出，CK条件下品种间株高为6.70～9.63 cm，极差2.93 cm，相对提高30.43%；T1处理条件下，各品种生长均受到抑制，品种间株高变幅为3.20～5.38 cm，极差2.18 cm，相对提高40.50%；T2处理条件下，各品种生长受到抑制，品种间株高为3.92～1.73 cm，极差2.19 cm，相对提高55.87%；T3处理条件下，各品种生长均受到抑制，品种间株高变幅为0.80～2.93 cm，极差2.13 cm，相对提高72.73%。

T1、T2、T3处理与CK比较，株高分别平均降低3.06、5.21、5.98 cm，变幅分别为1.32～5.30 cm、3.94～7.27 cm、4.73～7.63 cm，极差分别为57.74%、71.66%、78.37%。

表3 NaCl胁迫对大豆株高的影响

注：同列不同小写母表示在0.05水平差异显著

Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.3NaCl胁迫对大豆育成品种资源根系生长的影响从表4可以看出，CK处理条件下品种间胚根长为4.47～7.67 cm，极差3.20 cm，相对提高41.74%；T1处理条件下，各品种生长均受到抑制，品种间胚根长变幅为3.03～5.47 cm，极差2.43 cm，相对提高44.51%；T2处理条件下，各品种生长受到抑制，品种间胚根长变幅为0.33～1.62 cm，极差1.29 cm，相对提高79.45%；T3处理条件下，各品种生长均受到抑制，品种间胚根长变幅为0.17～1.37 cm，极差1.20 cm，相对提高87.80%。

与CK处理相比，T1、T2、T3处理胚根长分别平均降低1.71、5.00、5.57 cm，变幅分别为0.62～3.13 cm、3.24～6.50 cm、3.92～7.03 cm，极差分别为54.69%、76.94%、79.22%。

表4 NaCl胁迫对大豆胚根生长的影响

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

从表5可以看出，CK处理条件下品种间须根数变幅为17.00～32.44条，极差15.44条，相对提高47.60%；T1处理条件下，各品种生长均受到抑制，品种间须根数变幅为1.67～20.22条，极差18.56条，相对提高91.76%；T2处理条件下，各品种须根数生长受到抑制，变幅为0～1.44条，极差1.44条，相对提高100%。

与CK处理比较，T1、T2、T3处理须根数分别平均降低12.67、24.11、24.41条，变幅分别为3.11～29.00条、17.00～31.00条、17.00～32.44条，极差分别为43.68%、77.78%、75.23%。

2.4大豆育成品种资源耐盐性级别分类由图1可知，T1处理9个品种相对盐害指数均小于20%，都属于高耐盐品种。T2处理菏豆20、邯豆5号、临豆10号3个品种的相对盐害指数小于20%，属于高耐盐品种；周豆25号、潍豆9号、菏豆19、齐黄36、临豆11号5个品种的相对盐害指数为20%～40%，属于较耐盐品种；而潍豆8号相对盐害指数大于80%，属于盐敏感品种。T3处理下，临豆10号的耐盐性最强，相对盐害指数为20%～40%，属于较耐盐品种；潍豆9号、菏豆20、临豆11号3个品种的相对盐害指数为40%～60%，属于中度耐盐品种；周豆25号、潍豆8号、菏豆19、邯豆5号4个品种的相对盐害指数为60%～80%，属于盐较敏感品种；齐黄36的相对盐害指数大于80%，属于盐敏感品种。

表5 NaCl胁迫对大豆须根生长的影响

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

图1 大豆品种耐盐性级别分类Fig.1 Classification of salt tolerance of soybean varieties

2.5盐害指数与不同生理指标的相关性分析为探讨不同盐浓度处理下相对盐害指数与不同生理指标的相关性，对不同盐浓度处理下的相对盐害指数与发芽率、胚根长、株高、须

根数等指标的相关性进行了分析(表6)。3个处理的相对盐害指数与发芽率均呈极显著负相关，相关系数均达到-1.00**；T2处理下的相对盐害指数与胚根长呈极显著负相关，相关系数为-0.96**，T1、T3处理的相对盐害指数与胚根长呈显著负相关，相关系数分别为-0.66*、-0.74*；3个处理的相对盐害指数与株高呈负相关，与须根数相关性不显著。

3 结论与讨论

大豆芽期的耐盐性鉴定是在条件恒定的培养箱进行的，该方法具有简便易行、可操作性强、重复性强、试验周期短等优势，可以进行不同大豆种质资源耐盐性初步鉴定，对大量筛选耐盐性品种具有重要意义[17]。芽期耐盐性体现的是种子吸水膨胀的能力[18]，较强的芽期耐盐性是盐渍地区大豆品种必须优先具备的特性，是保证大豆出苗的基础[19]。

作物耐盐性属于数量性状，同一材料的不同形态和生理生化特性指标在盐胁迫下表现并不完全一致，单独以某一指标来进行材料间耐盐性分析会存在一定误差[20]。形态学性状可以直接体现作物的生长状况，通过对一定盐浓度处理下大豆的发芽率、株高、胚根长、须根数等形态性状的测量可以较直观地判断大豆对盐胁迫的反应情况[21]。该研究表明，相对盐害指数与发芽率呈极显著负相关，与胚根长呈显著负相关，与株高呈负相关，与侧根数的相关性为0。因此，用发芽率、胚根长、株高等作为比较大豆品种间耐盐性的指标能较好地反映不同大豆资源的耐盐性。

表6 不同浓度盐处理下相对盐害指数与不同生理指标的相关性分析

注：* 表示在0.05水平显著相关；** 表示在0.01水平极显著相关

Note：* indicated significant correlation at 0.05 level；** indicated extremely significant correlation at 0.01 level

在浓度为0.5%、1.0%和1.5%的NaCl处理下，不同大豆种质资源的相对盐害指数表现出较大的差异。综合各项指标得出，在3种盐浓度处理下，临豆10号耐盐性较强，属于较耐盐品种；潍豆9号、菏豆20、临豆11号属于中度耐盐品种；周豆25号、潍豆8号、菏豆19、邯豆5号属于盐较敏感品种；齐黄36对1.5%NaCl处理最敏感。

不同大豆种质资源耐盐性不同，同一品种不同发育阶段的耐盐性也不相同[22]。以往关于作物耐盐性的研究虽然多以种子萌发率等芽期指标判断作物耐盐性的强弱，但是种子能萌发并不意味着就能成功长成幼苗[23]。芽期的耐盐性也不能代表植物整个生育期的耐盐性，只是其耐盐性的部分表现。作物耐盐性属于数量性状，是一个复杂的生理过程，芽期耐盐性的鉴定只是对大豆种质资源的初步筛选，更深层次的研究还需要对供试材料进行生理生化分析。