高梁种质资源萌发期耐盐性鉴定与筛选

摘要：萌发期是高粱各生育阶段中对盐分胁迫最敏感的时期，在萌发期进行高粱种质资源的耐盐性鉴定和耐盐种质筛选对培育耐盐高粱品种具有重要意义。本研究采用150 mmol/L NaCl溶液模拟盐胁迫环境，对172份萌发期高粱种质进行耐盐鉴定，测定发芽势、发芽率、发芽指数、芽长、根长、芽鲜重、芽干重、根鲜重、根干重9个指标并计算其相对值，进行相关分析、主成分分析和聚类分析。结果表明，172份高粱种质萌发期性状遗传变异丰富，性状间多数呈显著或极显著正相关；主成分分析将9个指标归纳为3个主成分，分别代表萌发状况及芽部和根部的生长状况，其中发芽指数、芽干重和根长可作为高粱萌发期耐盐性鉴定的主要评价指标。由隶属函数法综合评价和聚类分析结果可知，172份高粱种质可分为5个类群，分别为高度耐盐种质34个、耐盐种质35个、中等耐盐种质35个、盐敏感种质35个、高度盐敏感种质33个。其中萌发期耐盐性最强的高粱种质为R4545、TX622B、R366，可为下一步高粱耐盐新品种选育、遗传改良及耐盐分子机理研究提供材料支持。

关键词：高粱；耐盐性；萌发期；主成分分析；隶属函数；聚类分析

中图分类号：S502.414 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2024）09-0043-08

盐渍土是在全球范围内广泛分布的一种土壤类型，是一系列受盐碱作用的盐土、碱土及各种盐化、碱化土壤的总称。全球约有9.54亿hm2的土地遭受盐渍化威胁，并且这个数字还在不断地上升中。我国是一个人口大国，人均土地资源低于世界平均水平，同时也是土壤盐渍化比较严重的国家之一，盐渍土总面积约为3 690万hm2，是我国重要的后备土地资源。西北、华北、东北及沿海地区是我国盐渍土主要分布区域，其中沿海地区的山东是我国重要的耕作区，受到盐渍化威胁的土壤占总面积的6.75％，占耕地面积的14.1％，严重影响粮食产量，对其农业危害程度仅次于干旱。此外，由于施肥和灌溉不当，次生盐渍土面积也在不断增加，不仅造成土壤理化性状不良，还影响植物生长。因此，合理改良、利用山东地区盐渍土是解决耕地面积少的重要途径之一。

在盐渍土上种植耐盐碱作物是目前改良盐渍土最经济有效且可持续的方法。研究表明，盐生植物能够吸收、积累盐分，降低土壤含盐量，并能较快覆盖地表，抑制返盐，增加土壤动物和微生物的种类及数量，改善盐渍土理化性状，同时能够带来一定的经济效益。

高粱起源于非洲，是全球第五大粮食作物，也是中国重要的杂粮作物。它具有较强的抗旱、耐涝、耐盐碱、耐贫瘠、耐高温等抗逆特性，属C4植物，光合效率高，生物产量高，可在干旱、盐碱和瘠薄的边际土地上种植，被认为是最具开发潜力的粮饲作物和能源植物。同时，高粱的用途广泛，可食用、饲用、酿造用、生物能源用、化工材料用等。因此，对高粱资源进行耐盐鉴定，筛选优异的耐盐材料，从而培育耐盐高粱新品种意义重大。

目前关于盐胁迫对高粱生理生化特性影响的研究主要集中在苗期，但是作物种子萌发期对盐分也很敏感。种子的耐盐性是进行植物耐盐性早期鉴定及进行耐盐品种早期选择的基础。前人对高粱品种萌发期耐盐性鉴定开展了广泛研究；王春语等以发芽率为评价指标，从396份材料中选出5份耐盐型高粱种质：刘芳等研究得出，芽长、干重和鲜重等可作为鉴定筛选玉米耐盐性的形态指标：De Le6n等研究认为，根长和芽长可作为快速鉴定小麦耐盐性的指标。但这些研究在进行作物耐盐性鉴定时选用的指标比较单一，所得结论不够全面准确。崔江慧等通过比较根长、苗高、侧根数、叶片萎蔫等的变化对高粱材料耐盐性进行评价，评价结果更加精准，但并不适合高粱萌发期大规模材料的耐盐筛选。

滨海盐渍土面积较大且土体盐分重，盐分组成以NaCl为主、对作物生长危害和抑制明显，因此筛选和培育耐NaCI高梁种质资源，对于滨海盐碱地开发利用具有重要意义。孙璐等从42个高粱品种中随机选择6个进行不同浓度盐胁迫处理，确定高粱萌发期耐盐性鉴定的适宜NaCI浓度为150 mmol/L，并筛选出5个高度耐盐品种和3个高度盐敏感品种。因此，本研究以150 mmol/L NaCI溶液模拟盐胁迫，对172份高粱种质进行耐盐性鉴定，研究建立高粱萌发期耐盐性鉴定的科学评价体系并筛选耐盐种质，以期为耐盐种质资源开发利用及耐盐新种质创制提供材料基础和理论依据。