8份大麦种质材料种子萌发期的耐盐性比较

白 云，张雨桐

(1.内蒙古兴安盟乌兰浩特市草原工作站，内蒙古乌兰浩特 137400；2.内蒙古农业大学草原与资源环境学院/草地资源教育部重点实验室/农业部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室/内蒙古自治区草地管理与利用重点实验室，内蒙古呼和浩特 010018)

大麦(HordeumvulgareL.)是世界上重要的栽培作物，具有生育期短、产量高、耐盐性强等特点，在我国农业结构调整中有较好的市场前景，同时也是改良和利用盐碱地的良好作物[1,2]。国内外对大麦的耐盐性和耐盐机理的研究较多，毛才良等[3]通过对比试验发现，耐盐大麦品种叶片中Na+含量和Na+/K+比率明显低于不耐盐的品种,而根中Na+含量和Na+/K+比率则高于不耐盐品种，这表明由于细胞膜的选择性Na+和K+从根向地上部的运输存在差异；陈沁等[4]研究得出，大麦根部具有拒盐性和排盐性以减少盐害。在土壤盐分胁迫下,大麦还通过调节体内有机物,使得细胞渗透势等于或低于环境渗透势,进而保证植株可从环境中吸收足够的水分,同时维持细胞正常膨压势,保持细胞的正常生长[5,6]。在盐胁迫下，根中游离态亚精胺、游离多胺和游离脯氨水平之间的平衡以及结合态之间的平衡，对大麦幼苗的耐盐性至关重要[7,8]。OMT基因在耐盐的大麦根中组成性表达，并且在盐胁迫下表达水平提高了1.5倍，而对盐敏感的大麦在根和叶中均未表达该基因[9]。大多数作物在种子萌发和早期幼苗阶段对环境胁迫最为敏感[10],所以种子在发芽阶段的耐盐状况在一定程度上反映了该物种的耐盐程度。不同大麦种子萌发NaCl胁迫的程度不同，大致分为3个等级：耐盐品种、不耐盐品种和中等耐盐品种[11]。本试验拟对8份大麦材料种子萌发期的耐盐性进行比较，以筛选出耐盐性比较强的材料，为今后盐碱地区大麦的种植提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试种子来源于中国农业科学院草原研究所牧草种质中期库，详见表1。

表1 不同大麦种质材料的来源及千粒重

1.2 盐胁迫种子萌发试验方法

首先将各材料种子用0.1%的高锰酸钾溶液浸泡消毒5min，再以蒸馏水冲洗3次。将培养皿与滤纸一起用紫外照射消毒15min，然后数取50粒净种子整齐、均匀地摆放其内。配制不同浓度的NaCl溶液(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%、2.1%、2.4%、2.7%、3.0%)进行处理，3次重复，以蒸馏水为对照(CK)。将培养皿放置在温度为25℃、光照为7200LX(16h)的人工气候箱中进行培养。观察种子发芽情况，连续4d不再有种子发芽时为发芽结束期。在发芽期间，每天定量补充蒸发的水分,每日记载种子萌发情况及发芽粒数,发芽完毕后测幼苗干重，计算下列指标：发芽率(GP)=发芽种子数/供试种子总数×100%；相对发芽率(RGi)=处理种子的发芽率/对照种子的发芽率×100%；发芽指数(GI)=ΣGt/Dt(Gt为t时间内的发芽数,Dt为发芽天数)；相对发芽指数=处理种子的发芽指数/对照种子的发芽指数×100%；活力指数(GVI)=GI×幼苗的平均干重(重量单位:g)；相对活力指数=处理种子的活力指数/对照种子的活力指数×100%。

1.3 耐盐性评价

依据相对耐盐适宜浓度和耐盐临界浓度评价各种质材料的耐盐能力；以相对发芽率达75%的盐分浓度作为植物种子耐盐适宜浓度；以相对发芽率达50%的盐分浓度作为植物种子耐盐半致死浓度；以相对发芽率达10%的盐分浓度作为植物种子耐盐临界浓度。同时,依各个指标的方差分析结果来打分,A=1分,B=2分,C=3分，D=4分，E=5分，F=6分,G=7分，因此总分高的耐盐性弱，总分低的耐盐性强。

1.4 数据统计方法

利用SAS 9.0软件对试验数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对不同大麦种质材料种子萌发的影响

由表2可知，在盐浓度为0.3%～0.6%时，1号、3号、4号、5号和8号材料的相对发芽率均高于对照，说明低浓度盐胁迫有促进种子萌发的作用。其中，1号材料在盐浓度≤2.4%时的相对发芽率都较高(与对照相当)，表现出较强的耐盐性；1号、8号材料的种子相对发芽指数呈现出随着盐浓度的增加先升高后降低的趋势，而其余材料均呈现出降低的趋势。在盐浓度为低盐浓度0.3%和0.6%时，8号材料的相对发芽指数均较高。1号材料表现了对盐分的不敏感性，随着盐浓度的升高，其相对发芽指数下降平缓。当盐浓度达2.7%时，各材料间相对发芽指数差异不显著。8号材料在低盐浓度下表现出较高相对活力指数，1号、4号材料在0.6%浓度下，相对活力指数也有明显的提高。随着盐浓度的提高，相对活力指数在缓慢降低，在1.2%盐浓度下各材料的相对活力指数差异很大：3号、4号材料受盐分抑制严重，相对活力指数值较小；而1号、8号材料对盐胁迫不敏感，受盐胁迫程度浅，相对活力指数值较高。在高盐浓度下，除1号材料外其他材料均受到了强抑制作用，相对活力指数值很低,接近于0。

表2 盐胁迫下8份大麦材料的相对发芽率、相对发芽指数和相对活力指数

注：表中完全不同字母表示在P<0.05水平下差异显著。

2.2 大麦材料耐盐性综合评价

对各材料的相对发芽率、相对发芽指数、相对活力指数等指标在不同盐浓度胁迫下的分析表明，在1.5%盐浓度下差异性显著(小于1.5%时各材料之间差异不显著，大于1.5%时对大麦材料萌发的抑制作用很大)。因此，利用在1.5%盐浓度下各指标的方差分析结果，结合耐盐致死浓度和耐盐适宜范围(表3)，对供试材料各指标进行赋值打分(表4)并进行耐盐性大小评价，最后根据分值大小(总分高的耐盐性弱，总分低的耐盐性强)得出各材料的耐盐顺序为1号>2号>5号、6号、8号>7号>3号>4号。

表3 相对活力指数与盐浓度的回归分析

表4 供试大麦材料种子萌发期耐盐性综合评价

3 讨论

盐胁迫的相对发芽率、相对发芽指数和相对活力指数均随着盐浓度的增加而呈下降趋势，但在0.3%、0.6%低盐浓度下，1号、4号、8号材料的相对发芽率、相对发芽指数和相对活力指数值均高于对照，并达到了显著水平，说明较低浓度的NaCl溶液对种子发芽有一定的促进作用。在2.7%、3.0%等高盐浓度胁迫下，不同材料间相对发芽指数和相对活力指数下降率无差异，说明高盐胁迫对大麦种子起到了较大的抑制作用。低盐浓度胁迫可促进植物种子萌发，而高浓度则显著抑制，这与很多研究结果是一致的[10～13]。低盐浓度NaCl胁迫对不同材料种子萌发都有促进作用，这是因为种子在一定浓度的盐胁迫条件下，无机盐小分子在水溶液中可以解离为相应的离子，渗透进入细胞降低了细胞水势，控制种子的吸水速度，使种子缓慢吸水，增加水分的吸收量，从而提高发芽整齐度、出苗速率和成苗率。因此，在今后的大麦种子抗逆性播种中可以利用低浓度盐溶液(0.3%、0.6%)对种子进行处理，以提高种子的出苗率。

由于不同种子的初始发芽率和初始活力指数等存在较大差异，所以选用相对发芽率、相对发芽指数、相对活力指数来评价材料间的耐盐性差异。另外，耐盐半致死浓度和耐盐适宜范围在本试验中也很好地反映了种子的耐盐程度，因此可将其作为种子耐盐能力评价指标的一部分。

4 结论

供试8份大麦材料的耐盐性强弱顺序为1号>2号>5号、6号、8号>7号>3号>4号，耐盐性最强的1号材料其耐盐适宜浓度范围为1.16%以下，半致死浓度为1.72%，致死浓度为2.62%，可以作为耐盐育种的亲本材料，也可在盐碱地引种栽培。在低盐浓度下，8号材料表现出较强的耐盐性，可以考虑在低浓度盐碱地引种栽培。