崔兴国
(衡水学院 河北 衡水 053000)
小麦作为我国最主要的粮食作物之一,播种面积约占耕地面积的1/3,尤其是在我国北方地区,粮食作物以小麦为主[1]。萌发期是小麦对盐胁迫最敏感的时期,其耐盐性强弱是小麦品种能否在盐碱土壤种植的基础,也是小麦出苗的前提条件。但是小麦种子在发芽过程中会发生复杂的生理生化反应,需要通过测定多项生理指标来对小麦萌发期的耐盐性进行综合评价和鉴定。试验对9 个小麦品种(品系),用不同NaCl浓度进行盐处理,测定并分析各小麦品种萌发期的各项生理指标,以期为优良、高产且耐盐性强的小麦新品种的鉴定提供依据。
1.1 试验材料。选用由河北省旱作研究所提供的9 个小麦品种(品系),分别为:盈亿165、盈亿166、盈亿186、盈亿187、盈亿189、盈亿314、济麦22、衡4399、石麦22。
1.2 试验方法。采用分析纯氯化钠溶液模拟盐胁迫低、中、高3 种程度,浓度分别为50 mmol/L、100 mmol/L、200 mmol/L,以蒸馏水作为空白对照组。每个处理重复3 次。连续处理10 d 后,测定各项生理指标[2]。
2.1 盐胁迫对不同小麦幼苗鲜重的影响。幼苗鲜重的是反映植物综合耐盐能力的主要生理指标,能直接说明作物遭受盐害的程度。由表1 可以看出,在50 mmol/L 的NaCl 处理下,盈亿165、盈亿166、盈亿186、济麦22、衡4399、石麦22 与对照组相比鲜重增加,盈亿187、盈亿189、盈亿314 比对照组鲜重下降;在100mmol/L 的盐处理下,与对照组相比均表现鲜重下降,其中盈亿186、衡4399 与,下降程度较小;在200 mmol/L 的盐处理下,所有品种均比对照鲜重显著降低,表明随盐胁迫程度的增加,会造成小麦幼苗鲜重明显降低。
表1 盐胁迫对不同品种小麦幼苗鲜重的影响 (单位: g)
2.2 盐胁迫对不同品种小麦叶绿素含量的影响。叶绿素作为绿色植物体内参与光合作用最基本的色素,可作为鉴定植物光合能力的指标。研究发现,盐胁迫对叶绿素含量起抑制作用。由表2 可知:在50 mmol/L盐浓度下,与对照组相比,有些小麦品种叶绿素含量表现增加,有些则表现下降,其中衡4399 增多42.7%;盈亿165、盈亿166、济麦22 叶绿素增长8.11%~16.36%;盈亿187、盈亿189、盈亿186 表现下降,分别降低32.81%、15.63%和14.6%。在中等盐胁迫(100 mmol/L)下,所有品种均比对照组下降,其中石麦22 降低最多,为61.4%。在200 mmol/L 盐浓度下,叶绿素含量与对照组相比均明显降低,其中盈亿186、盈亿165 和盈亿189 降低较少,分别为6.7%、7.9%、8.1%,石麦22、盈亿314 和济麦22 降低明显,分别为63.88%、63.01%和43.28%。表明低浓度盐胁迫下叶片的叶绿素含量不受伤害或伤害较轻,随盐胁迫程度的增加,幼苗叶绿素含量呈下降趋势。
表2 盐胁迫对不同小麦品种叶绿素含量的影响 (单位: mg/g)
2.3 盐胁迫对不同品种小麦游离脯氨酸含量的影响。游离脯氨酸作为植物细胞内渗透调节的重要物质,其含量在受到逆境胁迫时会增加,增量的多少可体现出植物抗逆性的强弱,增量越多,抗逆性越强[3]。选取中等盐胁迫(100 mmol/L)处理的幼苗,测定叶片的游离脯氨酸含量。如表3 所示,在盐处理下,各品种小麦脯氨酸含量较对照组呈不同程度的增长,其中石麦22 的增长量最明显,达495%;盈亿166、盈亿187、盈亿189、盈亿314、济麦22 的增长量接近,约250%;盈亿165 增长较少,为92.6%。不同品系的小麦幼苗体内游离脯氨酸含量增量不同,表明其抗性强弱不同。
表3 盐胁迫对不同小麦游离脯氨酸含量的影响 (单位: μg/g)
2.4 盐胁迫对不同品种小麦丙二醛含量的影响。逆境可使植物细胞遭受损害,发生膜脂过氧化反应,反应终产物丙二醛会加剧膜损伤,幼苗中丙二醛含量的高低可表明植物遭受逆境伤害的程度[4]。选取中等盐胁迫(100 mmol/L)处理的幼苗,测定叶片的丙二醛含量。如表4 所示,各小麦幼苗在盐处理下的丙二醛含量较对照组呈现不同程度的增加,其中盈亿314 的增加量最大,达2 067.6%,表明其受伤害程度最重;盈亿187 增加量为873.8%,盈亿165、盈亿166、盈亿186、盈亿189、石麦22 的增加量在147.1% ~668.3%,衡4399 为93.6%,济麦22 与对照相比变化最小,仅为7.2%,表明其受伤害程度最小。
表4 盐胁迫对不同小麦丙二醛含量的影响 (单位: mmol/kgFW)
2.5 综合分析。由于植物的抗盐机制并不是单一的,各指标间存在相互联系与制约,为得到更准确可信的结果,运用隶属函数法综合评价各小麦品种的各项生理指标[5],得出抗盐性:盈亿166、盈亿165、济麦22、盈亿187、衡4399 抗盐性较强,盈亿189、石麦22 抗盐性较弱,盈亿314、盈亿186 抗盐性最弱。
表5 盐胁迫下9 个小麦品种(品系) 生理指标的隶属函数值
在盐胁迫下植物会发生不同程度的生理生化变化,幼苗鲜重、脯氨酸、丙二醛、叶绿素含量等一些与抗盐性关系密切的指标可作为抗盐性的鉴定指标。运用多个指标进行综合评价,避免了单一指标的片面性,能比较全面体现品种的特性,使评价结果可靠和客观。
盐胁迫下植物的光合作用减慢,因此会影响有机物质的积累,表现为幼苗鲜重降低,并且和叶绿素含量的变化相一致,即有些品种的鲜重和叶绿素含量表现为低盐浓度下增加,中度和重度盐胁迫含量降低,分析原因为低浓度盐不但没有造成胁迫效果,反而为植物提供了生长需要的Na 和Cl 元素,促进了叶绿素的合成,提高了植物的光合作用,所以表现为幼苗鲜重、叶绿素含量增加;随着盐浓度增高,则叶绿素合成受阻,含量下降,光合作用减弱,抑制幼苗生长,幼苗鲜重降低。游离脯氨酸、丙二醛作为耐盐性筛选的重要指标,9 个小麦品种(品系)的游离脯氨酸含量均高于对照组,试验结果与张军[6]等人的研究结果一致,分析认为是由于盐胁迫导致蛋白质分解造成的。丙二醛是植物遭遇盐胁迫造成的膜伤害产物,中度和重度盐胁迫处理的小麦幼苗,丙二醛含量表现升高。综合分析测定结果,得出9 个品种(品系)小麦的抗盐性强弱为:盈亿166>盈亿165>济麦22>盈亿187>衡4399>盈亿189>石麦22>盈亿314>盈亿186。配合后期各阶段的指标测定及产量测定进行综合分析,以期筛选出优良高产的小麦品种。