不同基因型花生抗旱耐盐性评价及鉴定指标筛选

张冠初，张智猛，徐 扬，慈敦伟，袁 光,2，李泽伦,2，梁新波,2，丁 红，戴良香

(1.山东省花生研究所，山东 青岛 266100； 2.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052)

我国盐渍土总面积约为3 600万hm2，开发利用率低，制约了粮食的增产和农业的可持续发展[1-3]。花生作为我国重要的油料作物和经济作物，需求量与日俱增，扩大原有耕地花生的种植面积，势必加剧粮油争地的矛盾，因此开发利用盐碱地是解决这一矛盾的可行性途径之一。开发利用过程中，受降雨量分布不均、早春多风、蒸发强烈等因素的影响，盐碱地种植花生常遭遇阶段性干旱的问题，盐旱交互降低了花生的种植效益。品种筛选、优化栽培措施等方法均可提高盐碱地花生种植效益，且种植抗逆性强的作物或品种是提高作物产量经济可行和高效的措施[4,5]。不同基因型花生在不同逆境下的响应不同[6，7]，因此，本研究以耐盐品种筛选评价所选用的盐浓度为依据[8,9]，采用多元统计分析法，以花生形态、出苗率、生物量等指标进行抗旱耐盐综合性评价，明确评价鉴定花生抗旱耐盐的指标，明晰不同基因型花生的抗旱耐盐性，筛选出抗逆性不同的品种，为花生抗旱耐盐品种的选育以及抗旱耐盐资源的鉴定提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为30个花生品种，名称、编号详见表1。

表1 花生抗旱耐盐性评价供试材料

1.2 试验设计

选用高12 cm、内径10 cm塑料盆，采用室内盆栽方法，遮雨棚控制水分开展干旱胁迫。盐处理梯度设置为0%、0.3%，以分析纯NaCl配置，将土壤充分混匀后分成2等份，一份不做处理(记作ck)，另一份按照3∶1 000的盐和干土比例充分混匀(记作S)。土壤基础养分见表2。每盆装入750 g风干土，水分控制按Ding Hong等[10]的标准划分，将盆栽土壤墒情控制在田间持水量的80%，每盆播种4粒，3次重复。重量法控制补水量以确保土壤含水量一致。播种后每天观察并记录出苗情况，计算出苗率；破土后对S处理进行中度干旱，水分为田间持水量的45%，持续干旱至播种后45 d采集样品，选取长势一致的植株，测定主茎高、主根长等形态指标并称取地上和地下部鲜重，之后于105 ℃下杀青30 min，再于80 ℃下烘干至恒重，分别称取地上部与地下部干重。

表2 供试土壤理化性质

1.3 数据处理及统计

将测定指标参照慈敦伟等[8,11]的方法转化为抗旱耐盐指数。分别表示为：相对出苗率(RGP)、相对分枝数(RBD)、相对主根长(RMRL)、相对主茎高(RMSL)、相对地上部鲜重(ROFW)、相对地上部干重(RODW)、相对第一侧枝长(RFBL)、相对地下部鲜重(RUFW)、相对地下部干重(RUDW)。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2016软件作图与制表，SPSS 19.0软件进行方差分析、主成分分析、逐步回归分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 抗旱耐盐指数相关性分析

由表3可知，旱盐共同胁迫下，出苗率、植株形态、生物量等9个指标的抗旱耐盐指数间相关程度不同，多数指标达到极显著水平。除第一侧枝长，其它各指标与出苗率均呈极显著正相关，其相关指数介于0.360～0.925之间，第一侧枝长与其它指标相关指数较低，与地下部分鲜重和地上部分鲜重无显著相关。

2.2 不同品种(系)抗旱耐盐指数主成分分析

对相对出苗率、相对主茎高等9个指标的抗旱耐盐指数进行主成分分析，结果表明，抗旱耐盐指数的解释度均在0.752～0.989之间(表4)，可解释度较高。

表3 抗旱耐盐指数相关性分析

表4 抗旱耐盐指数因子共同度

由表5可知，旱盐共同胁迫下，共提取3个主成分，累计贡献率为87.99%，第1个主成分贡献率为70.45%，与RGP、RBD、RRL、RSL、RODW、RUDW正相关最大，主要反映了干物质积累和植株形态；第2个主成分贡献率为9.99%，与RFBL正相关最大，主要反映了植株的侧枝生长状况；第3个主成分为7.55%，与ROFW正相关最大，与RUFW负相关最大，主要反映了植株鲜重。

表5 贡献率分析及载荷矩阵

2.3 不同品种抗旱耐盐性综合评价

各指标抗旱耐盐指数间相关性显著，涵盖的信息存在重叠性，故通过主成分分析将相关指标的抗旱耐盐指数提取3个主成分，累计贡献率达87.99%，可反映出原先9个指标87.99%的信息量，可用于下一步分析。采用回归法得到3个主成分对应因子的得分矩阵(表6)，利用得分公式(表7)计算转换成新变量，采用综合得分对不同基因型花生进行聚类分组(图1)。

表6 得分系统矩阵

2.4 不同品种花生抗旱耐盐性分类

由表8可见，旱盐共同胁迫下，依据聚类分析结果将花生品种分为4个类群，分别为高度抗旱耐盐型、抗旱耐盐型、旱盐敏感型和高度旱盐敏感型。其中高度抗旱耐盐型5个，占供试品种的16.67%，分别为鲁花12、粤油101、丰花5、花育25、冀花2号；抗旱耐盐型13个，占供试品种的43.33%，分别为仲恺花1、仲恺花6号、潍花6、汕油2、粤油200、海花1号、中丰、鲁花10号、花育23、花育33、大青兰、辽花5号、花育32；旱盐敏感型为9个，占供试品种的30%，分别为花育28、莲花3、仲恺花2、冀花13、阜花11、汕油27、青蓝2号、丰花6、海花2号；高度旱盐敏感型3个，占供试品种的10%，分别为豫花16、金花1012、花育20。

表7 提取因子得分公式

图1 不同基因型花生系统聚类树

表8 不同基因型花生抗旱耐盐性分类

3 讨 论

花生的抗旱耐盐性是一个十分复杂的综合性状，由其自身遗传性状、生物和非生物等共同决定，不同的指标对逆境的响应程度不同，同一指标对不同逆境环境响应也不同，采用单一指标进行作物抗逆性评价易造成片面性，不能全面的反映出品种间综合性差异，故对所得指标判断分析后再进行综合评价才更加科学有效[12]。作物的萌发率通常被作为作物的抗逆指标，较单一指标，选用多个指标更能全面反映作物抗逆性[5,13-15]。本研究选用发芽率、形态指标等9个指标对30份不同基因型花生进行抗旱耐盐性系统评价，指标间相关性达到显著或极显著水平，说明指标间涵盖的信息存在一定的重叠，故将9个单项指标通过主成分分析转换为3个综合指标，累积贡献率达87.99%，可较为全面的反映出原始9个指标所涵盖的信息量。主成分分析结果显示，抗旱耐盐指数因子间载荷顺序有所不同，出苗率和生物量数值较大，可作为首选指标，第一侧枝长可作为辅助指标判断花生品种的综合抗旱耐盐能力。

花生的抗旱耐盐性鉴定是种质资源评价、品种(系)选育以及抗旱盐分子机制研究的基础性工作。多方法多指标相结合的综合评价法在品种评价工作中被普遍采用[16-19]，前人利用综合评价法对作物的抗旱性、耐寒性、耐荫性和耐盐性等进行评价分析[14,20-24]。对不同基因型品种花生旱、盐单一胁迫的评价与鉴定已有较多的报道，且探明花生芽期和幼苗期对盐胁迫最敏感[9]，因此萌发至幼苗期可作为鉴定筛选高度耐盐种质的重要生育阶段。慈敦伟等研究发现，利用不同盐浓度筛选花生品种时，耐盐品种数量随胁迫强度加大而下降，盐敏感品种数量则上升，0.3%盐胁迫浓度可作为鉴定花生耐盐鉴定的适宜浓度[8]。张智猛等[23]通过比较品种间表型性状和生理生化指标的差异，将花生分为抗旱性强、中、弱和不抗旱4类；依据苗期形态指标和生物量差异将花生分成高度耐盐型、耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型4组[11，17]。李瀚等[25]通过水培筛选出高度耐盐型品种6个，分别为花育25、花育36、365-2、海花1号、豫花9号和花育28；高度敏感型品种3个，分别为花育33、白沙1016和粤油85。石运庆等[26]采用大田种植鉴定方法筛选出P 31、P 482为高度耐盐碱型花生材料。本试验通过隶属函数转化和主成分分析的方式对9个指标进行综合评价，通过聚类将不同花生品种分为高度抗旱盐品种、抗旱盐品种、旱盐敏感品种和高度旱盐敏感品种。筛选出5个高抗旱盐品种，分别为鲁花12、粤油101、丰花5、花育25、冀花2号，筛选出3个高度旱盐敏感品种，分别为豫花16、金花1012、花育20。通过筛选出抗旱盐能力存在差异的花生品种，为抗旱耐盐机理的深入研究提供材料。

4 结 论

出苗率和生物量可作为首选指标；第一侧枝长可作为辅助指标判断花生品种的综合抗旱耐盐能力。通过综合评价，花生品种可分为高度抗旱耐盐品种、抗旱耐盐品种、旱盐敏感品种和高度旱盐敏感品种。鲁花12、粤油101、丰花5、花育25、冀花2号为高度抗旱耐盐品种，豫花16、金花1012、花育20为高度旱盐敏感品种。