王洁,杨晓宾,王婧,任锡亮,孟秋峰,黄芸萍,高天一
(1.宁波市农业科学研究院,浙江 宁波 315040; 2.浙江万里学院,浙江 宁波 315100; 3.安徽省种子管理总站,安徽 合肥 230051)
芥菜(Brassicajuncea)是十字花科芸薹属一年生或二年生草本植物,喜冷凉湿润耐寒,分布遍及我国各地,长江以南地区种植尤为广泛,是我国重要的鲜食和加工蔬菜。种植芥菜不仅可以充分利用冬闲田,提高土地利用率,而且芥菜种植和加工可为广大农村剩余劳动力提供大量的就业机会,对于经济和社会发展具有重要意义。叶用芥菜(雪里蕻)是芥菜的主要类型之一,宁波的名优特产,也是浙江省的主要腌渍蔬菜,富含人体所必需的多种蛋白质、氨基酸、糖类及多种微量元素,具有较高的营养价值,经腌制后有一种特殊的香味和鲜味,能促进肠、胃的消化,尤其是在做鱼类、油腻类菜肴时,咸菜雪里蕻是不可缺少的配料,深受消费者喜爱[1]。
土壤盐碱化严重影响作物生产、环境健康和经济发展,是制约现代农业可持续发展的主要因素之一。作为我国东部沿海的省份,浙江省共有滩涂资源26.067万hm2,其中绝大部分仍未脱盐,甚至还不断遭受盐渍危害[2]。前人对于盐碱地改良得理论和实践表明,采用种植(养殖)耐盐性较强的生物(植物、动物、微生物等)来治理盐碱地,是普遍认为的最为经济有效的改良方法。面对日益增长的人口数量和盐碱地面积,开展芥菜耐盐育种和栽培方面的研究依然是现代芥菜育种的重要研究目标之一。本研究对几种叶用芥菜发芽期耐盐性进行鉴定和分析,旨在为芥菜耐盐品种的选育和栽培提供一定的参考价值,对浙江省盐碱地治理和芥菜产业发展具有重要意义。
供试叶用芥菜品种包括甬雪1号、甬雪3号、甬雪4号、科兴雪菜、大丰雪菜,均来自宁波市农业科学研究院蔬菜所选育或收集。
改良Hoagland′s(霍格兰)营养液、NaCl、NaOH、HCl、硝酸钙。
自动压力蒸气灭菌锅(MLS-3781L-PC,松下健康医疗器械株式会社);数显恒温水浴锅(HH-S24,常州梅香仪器有限公司);叶绿素测定仪(SPAD-502,浙江托普仪器);电导率测定仪(DDBJ-350,齐威仪器);电热恒温鼓风干燥箱(XMTD-8222,上海精宏实验设备有限公司);超净工作台(SW-CJ-2FD,苏州安泰空气技术有限公司)。
1.2.1 溶液配制
改良霍格兰营养液的配制。称取霍格兰粉1.28 g于900 mL去离子水中,煮沸直至完全溶解,再称取0.985 g硝酸钙于100 mL水中完全溶解,将配好的两溶液混合一起,待温度降至60 ℃左右进行pH调试,可用NaOH和HCl进行微调,pH调至6.8。最后用三角瓶进行分装,分装后进行115 ℃高压灭菌30 min。
NaCl溶液的配制。称取11.688 g NaCl于1 L的霍格兰营养液中进行溶解,得到200 mmol·L-1的NaCl溶液,用容量瓶进行定容,浓度由高至低进行稀释。
1.2.2 材料处理
试验所用的营养液为改良的霍格兰营养液[3],设0(对照)、50、100、150、200 mmol·L-1等5个NaCl溶液浓度处理。5个叶用芥菜品种随机各数100粒健康饱满的种子,放入含有不同浓度NaCl的营养液中进行培养。昼夜温度为25/20 ℃,光暗周期为12 h/12 h,光照强度为7 000 lx,湿度为60%。每天加入相同体积含不同浓度NaCl的霍格兰营养液,于试验开始的第2天开始记录种子发芽情况,统计不同品种的相对发芽率,7 d后取其叶片进行相关的生理指标测定,每处理均设3个生物学重复。
1.2.3 指标测定
测量指标包括相对发芽率、根长、茎长、含水量、叶绿素含量和相对电导率。叶绿素含量的测定采用便携式叶绿素计进行测量,电导率的测定参考文献[4]的方法。
2.1.1 相对发芽率
从表1可知,5个芥菜品种的相对发芽率基本都随着盐浓度的上升而呈逐渐降低的趋势。当盐浓度为50 mmol·L-1时,所有品种的相对发芽率均在75%以上;当盐浓度升至100 mmol·L-1时,除大丰雪菜相对发芽率降低至50%以下外,其余4个品种均在70%以上;盐浓度为150 mmol·L-1时,除大丰雪菜以外,其余4个品种相对发芽率都在60%以上。分析5个品种在高盐浓度(200 mmol·L-1)下的耐受性可以看出,甬雪3号和甬雪4号相对发芽率依然保持在50%以上,甬雪1号为40%,而科兴雪菜和大丰雪菜分别为22%和7%。从高盐浓度下的相对发芽率看,5个品种的耐盐性强弱依此为甬雪4号>甬雪3号>甬雪1号>科兴雪菜>大丰雪菜。
2.1.2 根长
从表2可得出,在盐浓度≤150 mmol·L-1时,
表1 不同浓度盐胁迫下芥菜品种相对发芽率的变化
5个品种的根长相比对照都呈现不同程度的增加。随着盐浓度升高,不同品种的根长表现出不同的变化规律。其中,甬雪3号和甬雪4号的根长基本呈现出随盐浓度升高而不断上升的趋势,根长的峰值也都出现在200 mmol·L-1盐浓度处理。甬雪1号、科兴雪菜和大丰雪菜的根长则是呈现出先上升后下降的趋势。其中,甬雪1号和科兴雪菜的最大根长出现在100 mmol·L-1盐浓度处理时,而大丰雪菜在50 mmol·L-1盐胁迫时根长达到最大值。
表2 不同盐浓度胁迫下芥菜品种根长的变化
2.1.3 茎长
从表3可看出,当盐浓度为50 mmol·L-1时,除甬雪1号和科兴雪菜外,其余几个品种的茎长相比对照没有明显变化;当盐浓度≥100 mmol·L-1时,5个品种的茎长相比对照基本呈现下降趋势,且随着盐浓度的不断升高,除甬雪1号和甬雪4号外,其余处理根长呈降低趋势。当盐浓度升高至200 mmol·L-1时,大丰雪菜的茎长为0,表明生长受到严重抑制。
表3 不同盐浓度胁迫下芥菜品种茎长的变化
2.1.4 含水量
从表4可以看出,当盐浓度为50 mmol·L-1时,5个品种的含水量都在90%以上;当盐浓度为100 mmol·L-1时,除甬雪4号以外,其余4个品种的含水量都在90%以上;当盐浓度为150 mmol·L-1时,甬雪3号和大丰雪菜的含水量降至90%以下,其余3个品种仍在90%以上;当盐浓度升高至200 mmol·L-1时,甬雪4号和科兴雪菜的含水量降至90%以下,而甬雪1号和甬雪3号的含水量仍在90%以上。
表4 不同盐浓度胁迫下芥菜品种含水量比较
2.1.5 叶绿素含量
从表5可看出,当盐浓度≤150 mmol·L-1时,盐胁迫对甬雪1号叶绿素含量的影响不是很大;当盐浓度升至200 mmol·L-1时,甬雪1号的叶绿素含量明显降低。随着盐浓度的升高,甬雪3号的叶绿素含量呈现微小的2次先升高再降低的趋势;盐浓度对甬雪4号叶绿素含量的影响表现为负相关;而科兴雪菜与大丰雪菜在不同盐浓度的胁迫下其叶绿素含量呈先上升后下降的趋势,峰值分别出现在150和50 mmol·L-1盐胁迫时。
表5 不同盐浓度胁迫下芥菜品种叶绿素含量比较
2.1.6 相对电导率
从表6可知,5个品种中,甬雪4号、科兴雪菜和大丰雪菜的相对电导率基本随着盐浓度的上升呈上升趋势;甬雪1号和甬雪3号相对电导率的峰值均出现在100 mmol·L-1盐胁迫。
表6 不同盐浓度胁迫下芥菜品种相对电导率比较
生理指标显著性差异分析可知,含水量(F=1.48,P=0.233 0)、叶绿素含量(F=1.34,P=0.256 9)与相对电导率(F=0.86,P=0.361 6)的F检验的P值均>0.05,即不能认为这三者与盐浓度存在显著差异,但根长(F=69.22,P<0.000 1)与茎长(F=22.66,P<0.000 1)的F检验P值<0.05,即可判断这两者与盐浓度有显著关系,可作为判断叶用芥菜耐盐性的指标。
盐害会对植物的生长发育造成不利影响,而植物的耐盐程度也因不同发育阶段而存在差异。在植物生长发育过程中,最脆弱的时期是萌发期和幼苗期。植物在盐胁迫环境下能否顺利萌发,以及幼苗期能否顺利生长,在一定程度上反应出其耐盐性[5]。目前,关于叶用芥菜种质资源耐盐性评价方面的研究较少。崔世友等[6]通过实地测定滩涂上生长的叶用芥菜的根际土壤电导率,鉴定出了强耐盐的叶用芥菜材料,其耐盐性强于大麦等耐盐性较强的作物,可在EC 1∶5值达2.366 mS·cm-1的滨海盐土上生长。
本研究结果表明,低浓度盐溶液(≤100 mmol·L-1)对叶用芥菜的各项生长指标影响不大,当盐浓度为50 mmol·L-1时,甚至对根长等个别指标还存在一定的促进作用。这与杨飞等[7-8]在白菜、萝卜等十字花科作物上的研究类似。当盐浓度≥150 mmol·L-1时,种子发芽率、根长、茎长等呈显著下降趋势,幼苗生长受到严重抑制。当盐浓度达到200 mmol·L-1时,大丰雪菜的相对发芽率极低,幼苗生长受到严重抑制,导致含水量、叶绿素含量、电导率等指标无法完成测量。
综上认为,150 mmol·L-1的NaCl浓度可作为判定叶用芥菜耐盐性的最适浓度。通过方差分析发现,根长和茎长可作为判断叶用芥菜耐盐性的指标。通过试验综合分析得知,5个芥菜品种的耐盐性强弱依次为甬雪4号、甬雪3号>甬雪1号>科兴雪菜>大丰雪菜。