水培法鉴定花生苗期耐盐性研究

陈杨　吕玉英　杨会　张秀荣　张昆　刘风珍　万勇善

摘要：為确定花生苗期耐盐鉴定的适宜NaCl浓度和评价指标，本试验以4个耐盐性不同的花生品种白沙1016、丰花2号、山花18号和ICGV86699为材料，将种子置于生长室进行萌发，后利用水培法培养8 d再进行不同浓度NaCl 处理（100、200、300 mmol/L），以Hogland营养液培养的为对照，观察、记录盐处理下不同花生植株的萎焉程度，测定主茎高、茎叶鲜重、茎叶干重、根长、根鲜重、根干重、根表面积和根体积等性状指标， 并对不同品种的植株性状相对值，及其与耐盐指数的相关性进行分析。结果表明：水培法鉴定花生苗期耐盐性适宜的NaCl浓度为200 mmol/L，植株性状测定适宜时间为NaCl胁迫处理7 d;丰花2号、白沙1016、山花18号和ICGV86699在200 mmol/L NaCl胁迫处理7 d时，耐盐系数分别是0.77、0.72、0.64和0.53，耐盐指数为0.85、0.89、0.60、0.39，品种间耐盐性差异显著。相关性分析显示，耐盐系数、相对茎叶干重、相对根长与耐盐指数呈极显著正相关，相关系数分别为0.95、0.95、0.90，因此，耐盐系数、相对茎叶干重、相对根长可作为花生苗期耐盐鉴定的评价指标。

关键词：花生;苗期;耐盐性;植株性状 ;萎蔫等级;相关性分析

中图分类号：S565.201 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）09-0125-07

Study on Salt Tolerance Identification of Peanut at Seedling Stage by Hydroponics

Chen Yang， Lü Yuying， Yang Hui， Zhang Xiurong， Zhang Kun， Liu Fengzhen， Wan Yongshan

（College of Agronomy， Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology， Taian 271018， China）

Abstract In order to determine the suitable NaCl concentration and evaluation indicators for salt tolerance identification at peanut seedling stage， four peanut varieties with different salt tolerance， Baisha 1016， Fenghua 2， Shanhua 18 and ICGV86699， were used as materials. The seeds were germinated in the growth chamber， then cultured in water for 8 days and treated with NaCl at different concentrations （100， 200， 300 mmol/L）. The wilting degree of peanut plants under salt treatment conditions was observed and recorded with Hogland nutrient solution culture as control. The main stem height， stem-leaf fresh weight， stem-leaf dry weight， root length， root fresh weight， root dry weight， root surface area and root volume were analyzed. The relative value of plant traits of different varieties， and their correlation with salt tolerance index （STI） were determined. The results showed that the suitable NaCl concentration for salt tolerance identification by hydroponics at peanut seedling stage was 200 mmol/L， and the suitable time for plant traits determination was on the 7th day under NaCl stress. After treated with 200 mmol/L NaCl for 7 days， the salt tolerance coefficient（STC） of Fenghua 2， Baisha 1016， Shanhua 18 and ICGV86699 was 0.77， 0.72， 0.64 and 0.53， and the STI was 0.85， 0.89， 0.60 and 0.39，respectively. The salt tolerance of the four varieties was significantly different. The correlation analysis showed that the correlation coefficient of STC，relative stem-leaf dry wight and relative root length with STI were 0.95，0.95 and 0.90，respectively， which showed a very significantly positive correlation. Therefore， the STC， relative stem-leaf dry weight， relative root length could be used as evaluation indexes of salt tolerance identification at peanut seedling stage.

Keywords Peanut; Seedling stage; Salt tolerance; Plant trait; Wilting grade; Correlation analysis

花生是我国重要的油料作物和经济作物，在国民经济中占据重要地位[1]。增加花生种植面积有利于保障国家油脂安全，缓解我国食用油短缺问题，提高食用油自给率。目前中国盐渍化土地约占全国耕地的10%左右[2]，由于不合理的轮作、盲目使用化肥等原因，盐渍化土地面积呈逐年不可逆的增加趋势，预计到2050年，可用耕地的50%将面临盐渍化[3]。土壤盐渍化已经成为限制农业生产的主要因素之一，可抑制作物正常生长发育、造成大面积减产，严重制约农业可持续发展。因此，如何解决土壤盐渍化对农业的危害已成为世界性难题。

花生是中度耐盐类作物，不同生育时期的耐盐能力存在差异，其中芽期和幼苗期对盐害最敏感[4]。选育和鉴定耐盐花生品种是解决盐碱地花生种植的首要问题，而对花生苗期适宜耐盐浓度的筛选、相关耐盐指标的鉴定与评价是首要技术问题。前人关于花生耐盐性的研究已有报道：胡晓辉等[5]利用盆栽法鉴定花生品种耐盐性的适宜NaCl浓度为120 mmol/L;杨圆圆[6]利用沙水培进行花生品种苗期耐盐性鉴定，认为适宜NaCl浓度为172 mmol/L，主茎高、侧枝长可以作为主要耐盐鉴定指标;张智猛等[7]研究结果表明地上部形态和生物量可作为花生耐盐评价首选测定指标;沈一等[8]认为主根长和苗高可作为花生品种幼苗期耐盐评价指标。这些研究集中于花生种质资源的耐盐性筛选，但评价指标较少，试验设置的NaCl胁迫范围较小，研究者采用的培养方式各不相同，关于花生苗期耐盐鉴定机制仍缺乏系统深入的研究。

本研究以耐盐性差异较大的花生品种白沙1016、丰花2号、山花18号和ICGV86699为材料，利用水培法进行花生苗期耐盐性鉴定，以确定花生苗期耐盐鉴定的适宜NaCl浓度，并筛选出苗期耐盐评价指标，为花生苗期耐盐性研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验花生品种为山花18号、丰花2号、白沙1016和ICGV86699。

1.2 试验设计

试验于2018年3月至5月在山东农业大学作物生物学国家重点实验室的植物生长室进行。生长室环境条件：25℃恒温，光照强度11 400 lux，日光照时间16 h。

分别选取颗粒饱满、未受损伤的种子，用1% H2O2浸泡12 h，去离子水冲洗3次，放入含有湿润脱脂棉的发芽盒中，覆盖一层保鲜膜，25℃黑暗条件下培养5 d直至子叶完全展开（图1）。选取子叶展开较好的材料移入装有Hogland营养液的水培盒中，每盒移栽12株，培养8 d（图2）后进行盐胁迫处理。

盐胁迫试验分两批进行。

第一批试验用于确定适宜NaCl胁迫浓度和耐盐性状测定的适宜时间。以Hogland营养液为对照，设置100、200、300 mmol/L NaCl浓度，重复3次，每重复处理12株。为确保NaCl浓度的相对恒定，每2 d称重补水1次，每4 d更换1次营养液，对照组也进行相同操作，共处理12 d。自处理开始，每天上午9时观察记录植株萎焉程度。

第二批试验用于耐盐性状的评价分析。采用相同的试验设置，盐处理7 d后（图3），去离子水冲洗植株，取样进行相关性状的测定。

1.3 测定指标及方法

主茎高，用直尺测定子叶节至茎端生长点的距离;主根长，用直尺测定主根着生位置至末端的距离;茎叶鲜重、胚轴鲜重、根鲜重：将花生幼苗分成茎叶部、胚轴、根三部分，用电子称分别称重;胚轴干重、茎叶干重：称完鲜重后将样品分别放入对应信封，105℃下杀青30 min，再置于80℃烘干至恒重，称重;根表面积、根体积的测定每重复随机选取3个根系放入水中，均匀铺开，侧根不重叠，利用万方根系扫描仪扫描获取图片，LA-S根系分析系统处理获得数据;根干重：扫描完根系后，将样品分别放入对应信封， 105℃杀青30 min，再于80℃烘干至恒重，称重。

1.4 数据处理及分析

性状相对值=盐胁迫下数值/对照数值;

生物量=茎叶干重+胚轴干重+根干重;

耐盐系数=盐胁迫下生物量/对照生物量;

耐盐指数=（盐胁迫下生物量/对照生物量）×（盐胁迫下生物量/所有品种盐胁迫下平均生物量）。

采用Microsoft Excel 2003 进行数据整理和作图，SPSS 16.0软件进行统计分析，Pearson 法进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 花生幼苗萎焉程度评价标准的建立

参照Pantalone[9]、Lee[10]、Hamwieh[11]等研究的大豆叶片盐害等级，本试验建立了花生幼苗萎焉程度评价分级系统（图4）。分级标准如下：1级：幼苗生长正常，没有盐害症状;2级：幼苗的生长轻微受到盐抑制，仅叶尖失绿;3级：幼苗叶片30%失绿;4級：幼苗叶片50%失绿;5级：幼苗叶片大部分失绿;6级：幼苗叶片完全失绿;7级：幼苗叶片完全枯黄;8级：幼苗叶片完全枯黄卷曲;9级：幼苗叶片完全干枯。

2.2 花生苗期耐盐鉴定适宜NaCl浓度的筛选

由图5可以看出，随100 mmol/L NaCl处理时间的延长，不同花生叶片萎焉等级增加缓慢。在盐处理第12 d时，ICGV86699、白沙1016和丰花2号的萎焉程度达到3级，山花18号达到2级。4个品种间萎焉等级差别较小。因此，100 mmol/L NaCl培养液不能有效鉴定品种的耐盐性。

200 mmol/L NaCl处理花生幼苗时，各花生叶片萎焉等级均随处理时间的延长逐渐增大。盐处理1～6 d时，4个品种间萎焉等级呈现一定差异;处理7 d时的萎焉等级差异最明显，ICGV86699达到7级，丰花2号达到6级，白沙1016达到4级，山花18号达到2级;盐处理7～12 d，品种间萎焉等级也具有明显差异，但后期萎焉等级增大迅速，尤其是ICGV86699和丰花2号植株均接近枯死，无法进行性状测定（图6）。因此，200 mmol/L NaCl培养液适于进行花生苗期耐盐鉴定，植株性状测定的适宜时间为7 d。

由图7可知，各品种叶片萎焉等级随300 mmol/L NaCl处理时间的延长迅速增大，但品种间差异较小。盐处理7 d时，丰花2号萎焉达到9级，ICGV86699达到8级，白沙1016与山花18号达到7级;处理9 d时，各品种均达到死亡状态。因此，300 mmol/L NaCl培养液不能有效鉴定品种的耐盐性。

2.3 盐胁迫下不同花生品种植株性状的差异

2.3.1 100 mmol/L NaCl胁迫下植株性状的差异 由表1可以看出，100 mmol/L NaCl溶液处理7 d时，丰花2号、白沙1016、山花18号、ICGV86699的耐盐系数分别为1.01、0.85、0.82、0.62。其中，ICGV86699耐盐系数最小，显著低于其它品种，丰花2号、白沙1016、山花18号的耐盐系数差异不显著。各品种间耐盐指数与耐盐系数变化趋势相一致，ICGV86699耐盐指数最小，与其它品种差异显著。

盐胁迫对丰花2号、白沙1016和山花18号的相对茎叶干重和鲜重影响较小，对ICGV86699影响较大;ICGV86699的相对茎叶干鲜重均显著低于其它品种;丰花2号的相对茎叶干重显著高于其它品种。相对主茎高品种间差异不显著（表1）。

100 mmol/L NaCl胁迫对幼苗根部生长的影响小于茎叶。与未胁迫对照相比各品种根长、根干重、根体积下降幅度分别为0.14～0.29、0.07～0.16、0.04～0.18。相对根长以白沙1016最大，ICGV86699最小;丰花2号相对根干重最大，但与白沙1016、ICGV86699差异不显著;山花18号、丰花2号相对根体积较大，显著大于ICGV86699。各品种间相对根鲜重、相对根表面积差异不显著（表1）。

2.3.2 200 mmol/L NaCl胁迫下植株性状的差异 由表2可知，丰花2号、白沙1016的耐盐系数较高，分别为0.77、0.72，ICGV86699最低，为0.53;丰花2号、山花18号（0.64）、ICGV86699的耐盐系数差异显著，白沙1016与丰花2号、山花18号差异不显著。白沙1016、丰花2号和山花18号的耐盐指数分别为0.89、0.85、0.60，均显著高于ICGV86699，其中，丰花2号与山花18号差异不显著。

丰花2号的相对主茎高、相对茎叶干重最高，显著高于山花18号、ICGV86699，与白沙1016的差异未达显著水平。相对茎叶鲜重以山花18号最大，显著高于ICGV86699，但与丰花2号、白沙1016差异不显著（表2）。

ICGV86699的相对根长最小，显著低于白沙1016、丰花2号，与山花18号差异不显著。山花18号的相对根干重最大，显著高于其它品种，其它品种间差异均未达显著水平。相对根体积也以山花18号最大，为0.77，显著高于其它品种， ICGV86699最低，与丰花2号无显著差异。不同品种的相对根表面积差异不显著（表2）。

2.3.3 300 mmol/L NaCl胁迫下植株性状的差异 丰花2号、白沙1016、山花18号、ICGV86699耐盐系数分别是0.72、0.57、0.50、0.45，丰花2号显著高于其它品种，白沙1016与山花18号、山花18号与ICGV86699品种间差异不显著。耐盐指数的变化趋势与耐盐系数基本一致，均以丰花2号最高，ICGV86699最低，不同品种间仅有ICGV86699与山花18号差异不显著（表3）。

100、200、300 mmol/L NaCl胁迫下与对照相比各品种茎叶鲜重下降幅度分别为0.17～0.53、0.58～0.77、0.80～0.82;根鲜重下降幅度分别为0.03～0.09、0.23～0.35、0.21～0.62（表1、表2、表3），说明随着NaCl浓度的增加，對幼苗茎叶鲜重影响逐渐增大，不同花生品种在300 mmol/L NaCl胁迫下，相对茎叶鲜重差异不显著。相对主茎高、茎叶干重均以丰花2号数值最高，但相对主茎高以山花18号最低，相对茎叶干重以ICGV86699最低，且不同性状仅在部分品种间的差异达显著水平（表3）。

白沙1016与丰花2号的相对根长较长，显著长于山花18号和ICGV86699。相对根鲜重与相对根干重变化趋势一致，ICGV86699最大，山花18号最小，除白沙1016与丰花2号差异不显著外，其它品种间差异均达显著水平。不同品种间相对根体积差异较小，丰花2号的最大，但仅显著高于ICGV86699，并且白沙1016与ICGV86699的差异未达显著水平。4个品种间相对根表面积差异不显著（表3）。

2.4 盐胁迫下植株性状相对值与耐盐指数相关性分析

2.4.1 100 mmol/L NaCl胁迫下各指标相关性 从表4可以看出， 100 mmol/L NaCl胁迫下的花生耐盐系数、相对茎叶鲜重、相对茎叶干重、相对主茎高分别与耐盐指数极显著正相关，相关系数分别为0.98、0.96、0.87、0.69。相对根长与耐盐指数显著正相关，相关系数为0.61。相对茎叶鲜重、相对茎叶干重、相对主茎高与耐盐系数极显著正相关，相关系数分别为0.95、0.82、0.75。相对茎叶鲜重与主茎高、相对茎叶干重极显著正相关，与相对根长、相对根体积显著正相关。相对茎叶干重与相对根长、相对根体积显著正相关。相对根表面积与相对根体积极显著正相关。

2.4.2 200 mmol/L NaCl胁迫下各指标相关性 在200 mmol/L NaCl胁迫下，花生的耐盐系数、相对茎叶干重、相对根长与耐盐指数极显著正相关，相关系数分别为0.95、0.95、0.90。相对茎叶干重、相对根长与耐盐系数极显著正相关，相关系数分别为0.94、0.84。相对茎叶鲜重与耐盐系数显著正相关，相关系数为0.63。相对根长与相对茎叶干重极显著正相关。相对茎叶鲜重与相对根鲜重极显著负相关，与相对茎叶干重显著正相关。相对根表面积与相对根体积显著正相关（表5）。

2.4.3 300 mmol/L NaCl胁迫下各指标相关性 由表6可以看出，耐盐系数、相对茎叶干重、相对主茎高与耐盐指数极显著正相关，相关系数分别为0.97、0.88、0.80，相对根长与耐盐指数显著正相关，相关系数为0.64。相对茎叶干重、相对主茎高与耐盐系数极显著正相关，相关系数分别为0.91、0.73，相对根长与耐盐系数显著正相关，相关系数为0.60。相对主茎高与相对根长显著正相关，相关系数为0.68。相对根鲜重与相对根干重极显著正相关，相关系数为0.96。

3 讨论与结论

本研究根据植株萎焉等级划分品种的耐盐性得到，山花18号耐盐性最高，其次是白沙1016、丰花2号，ICGV86699的耐盐性最差。根据耐盐系数评价品种耐盐性由高到低为丰花2号、白沙1016、山花18号、ICGV86699;根据耐盐指数从高到低则为白沙1016、丰花2号、山花18号、ICGV86699。说明不耐盐品种ICGV86699的表现一致，耐盐品种响应盐胁迫机理存在差异。

花生芽期和幼苗期对盐害最敏感[4]，生产上苗期更易受到盐胁迫的危害，大大影响花生的生长发育，造成减产[5，6]，提高花生苗期的耐盐特性有利于后期生长发育，因此，建立花生苗期耐盐性鉴定的技术体系对花生耐盐品种筛选和新品种选育具有重要意义。刘永惠等[12]认为萌发期耐盐性的鉴定适宜NaCl浓度为86 mmol/L;苗华荣等[13]认为 RIL群体芽期耐盐性鉴定适宜NaCl浓度是120 mmol/L;岳慎广[14]认为重组近交系花生苗期耐盐性鉴定的适宜盐浓度为127 mmol/L。本研究得出利用水培法鉴定花生苗期耐盐性适宜NaCl浓度为200 mmol/L，高于前人报道的盐浓度。推测原因可能是不同研究者采用的培养方式不同，选取试材本身耐盐性存在差异。

本研究得出，盐处理时间为7 d时，适于进行花生苗期耐盐性状测定;随着盐浓度的升高，不同花生品种的相对根长、相对主茎高、相对茎叶鲜重、相对茎叶干重、相对根鲜重、相对根干重、相对根表面积、相对根体积均呈下降趋势;在100、200、300 mmol/L NaCl处理下植株茎叶鲜重降幅分别为0.17～0.53、0.58～0.77、0.80～0.82，植株根鲜重降幅分别为0.03～0.09、0.23～0.35、0.21～0.62，植株茎叶鲜重降幅大于根鲜重，茎叶部受盐胁迫影响大。前人研究表明，不同浓度 NaCl胁迫的幼苗地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、主根干重均有不同程度降低，主根长和苗高比鲜重、干重等指标更敏感[8]。盐胁迫对植物的生长发育影响总体表现为抑制作用，首先表现为植株生长减缓，根系伸长受抑制，鲜重增长及干物质积累、侧根减少[15]。本试验结果与前人研究基本一致。

通过对盐胁迫下植株性状相对值与耐盐指数进行相关性分析，本研究得到不同胁迫浓度下的花生耐盐系数与耐盐指数均呈极显著正相关，相对根长与耐盐指数均呈显著正相关，相对茎叶干重与耐盐指数均呈极显著正相关。因此，耐盐系数、相对茎叶干重、相对根长可以作为花生苗期耐盐鉴定的适宜评价指标。而在100、200 mmol/L NaCl胁迫下，相对茎叶鲜重与耐盐指数均呈显著正相关，在100、300 mmol/L NaCl胁迫下相对主茎高与耐盐指数均呈显著正相关，所以相对茎叶鲜重、相对主茎高可作为花生苗期耐盐鉴定的参考性状。本研究结果增加了耐盐系数作为花生苗期耐盐鉴定的适宜评价指标，为花生苗期耐盐性材料的筛选与评价提供借鉴。

此外，本研究建立了水培法鉴定花生苗期耐盐性的技术体系。技术要点是：花生种子需在萌发5 d后进行水培盒移栽，并且要在Hogland营养液中培养8 d再进行盐处理;盐处理适宜浓度为200 mmol/L，处理 7 d后观察植株萎焉等级，测定耐盐系数、耐鹽指数、植株性状，综合评价品种耐盐性;材料的生长条件为25℃恒温，光照强度11 400 lux，日光照时间16 h。课题组已利用该方法鉴定了白沙1016与ICGV86699杂交的RIL群体，鉴定效果良好，试验结果另文发表。

参 考 文 献：

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