40份谷子栽培品种萌发期耐盐性鉴定

摘要" 为筛选耐盐性较强的谷子品种，以承谷13号等40个谷子品种为试验材料，利用150"mmol/L NaCl溶液进行盐胁迫处理，对照组为蒸馏水，测定谷子萌发期的相对发芽势、相对发芽指数和相对发芽率等6项性状指标，并对其进行相关性分析、主成分分析、隶属函数分析以及聚类分析。结果显示，40份谷子中品种热河金米的相对发芽势、相对发芽率和相对发芽指数均最大，相对发芽盐害率最小，其耐盐性较强；相关性分析显示，相对发芽势与相对发芽率和相对发芽指数均呈正相关，相对发芽率与相对发芽指数呈正相关，相对发芽指数与相对胚根长呈正相关，相对胚根长与相对胚芽长呈正相关；主成分分析将相对发芽势等5个指标转化为2个主成分，累计贡献率85.675%，其中相对发芽指数和相对胚根长可作为评价谷子萌发期耐盐性的主要指标；隶属函数法综合评价表明，热河金米的综合耐盐指数（D值）最大，耐盐性最强，承饲9号的D值最小，耐盐性最差；聚类分析将40份谷子品种划分为4类，其中耐盐品种为热河金米，较耐盐品种为20-M919和20-M841，中度耐盐品种包括山西红谷、豫谷1号和承谷15号等8种，盐敏感品种包括承饲9号、承谷20号和承谷14号等29种。研究结果为谷子在盐碱地种植提供参考。

关键词" 谷子；萌发期；盐胁迫；耐盐性；综合评价

中图分类号" S515"""""" 文献标识码" A"""""" 文章编号" 1007-7731（2025）01-0033-06

DOI号" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.01.008

Identification of salt resistance during germination of 40 cultivated foxtail millet varieties

Abstract" To screen foxtail millet varieties with strong salt tolerance， Chenggu No.13"and other 40 foxtail millet varieties were treated with 150"mmol/L NaCl solution under salt stress， and the control group was distilled water. Six indicators including relative germination potential， relative germination index and relative germination rate of foxtail millet during germination were measured. The correlation analysis， principal component analysis， membership function analysis and cluster analysis were carried out. The results showed that the relative germination potential， germination rate and germination index of the Rehejinmi were the highest， the germination salt damage rate was the lowest， and the salt tolerance was strong. Correlation analysis showed that the relative germination potential was positively correlated with the relative germination rate and the relative germination index， the relative germination rate was positively correlated with the relative germination index， the relative germination index was positively correlated with the relative root length， and the relative root length was positively correlated with the relative bud length. Principal component analysis converted five indexes， including relative germination potential， into 2 principal components， and the cumulative contribution rate was 85.675%. The relative germination index and relative root length could be used as the main indexes to evaluate the salt tolerance of sorghum during germination. The comprehensive evaluation by the membership function method showed that the Rehejinmi had the largest D value and the strongest salt tolerance， while that from Chengsi No.9"had the smallest D value and the worst salt tolerance. The 40 foxtail millet varieties were divided into 4 categories by cluster analysis. Among them， the salt-tolerant varieties Rehejinmi， the salt-tolerant varieties 20-M919"and 20-M841， the moderately salt-tolerant varieties included Shanxihonggu， Yugu No.1"and Chenggu No.15， and the salt-sensitive varieties included 29 varieties such as Chengsi No.9， Chenggu No.20，"and Chenggu No.14. The results provide a reference basis for foxtail millet planting in saline-alkali land.

Keywords" foxtail millet; germination stage; salt stress; salt tolerance; integrated evaluation

土壤盐碱化是指土地中积累了浓度高于一般耕作水平的盐、碱，从而在一定程度上影响了作物生长发育[1]。陈敏等[2]研究表明，盐胁迫对植物的生长发育具有明显影响，当土壤中的盐浓度达到0.3%时，大部分植物均会受到不同程度的伤害。凌晓萍[3]和杨晓慧等[4]研究表明，盐胁迫对植物的光合作用以及呼吸作用等均有影响。

谷子是一年生草本作物，具有耐盐碱、耐贫瘠、耐储藏和适应性强等特性[4-5]，是干旱和半干旱地区重要的区域性粮食作物。不同时期谷子的耐盐性存在差异，其中萌发期对水分的吸收至关重要[6]，其易受到外部环境影响，且萌发成功与否决定后续生长发育好坏。因此，大多数研究集中于萌发期。不同研究采用的鉴定选育方法和评价指标有一定的差异性，导致试验结果可能存在差异。肖爽等[7]研究发现，盐胁迫对于正处在萌发期谷子的生长有较大影响，高浓度的盐胁迫环境会减缓甚至抑制谷子对水分的正常吸收，进而削弱了其发芽能力。当谷子细胞处于高盐环境时，会不可避免地积聚有害离子，这些离子的过量积累会触发离子毒害效应，对谷子细胞的正常功能产生一定损害[8]。在盐胁迫下，谷子萌发期的发芽能力会受到一定程度的抑制，特别是盐敏感品种[9-10]。

本研究采用150"mmol/L NaCl溶液对40份谷子品种进行盐胁迫处理，测定其相对发芽势等6项指标。通过相关性分析、隶属函数分析等综合评价方式，评估不同谷子品种在盐胁迫下的耐盐性表现，为耐盐性较强的谷子品种筛选及其在盐碱地的种植提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 植物材料 试验所用的40份谷子品种中，28份由河北省承德市农林科学院提供，包括承谷13号、承谷14号、承谷15号、承谷16号、承谷17号、承谷18号、承谷19号、承谷20号、承谷21号、承谷22号、承饲7号、承饲9号、豫谷1号、豫谷18号、汾选3号、济优5号、山西红谷、朝鲜小黄谷、热河金米、跑死马、金苗k1、金苗k4、石p6-355、4月-64、18-M595、20-1、20-36和21-70；其余12份是实验室选育的品种，由河北民族师范学院提供，包括20-116、20-142、20-239、20-M404、20-M582、20-M919、20-N211、20-N2287、21-M841、21-M1409、21-sk2557和21-sk2559。

1.1.2 试验试剂 以150"mmol/L的NaCl溶液作为模拟盐胁迫溶液[9]。

1.2 试验设计

在无菌培养皿中铺3层滤纸，为种子提供湿润且稳定的生长环境。试验组培养皿加入6"mL NaCl溶液，对照组加入等量蒸馏水。种子消毒处理后用蒸馏水清洗干净，去除表面水分。将大小均匀且饱满的50粒种子均匀地置于每个培养皿内，加上盖子后放入智能光照培养箱中，培养箱温度28"℃，光周期14 L∶10 D。连续培养7"d，每隔1"d更换一次滤纸，并根据情况补充适量蒸馏水，以保持种子的湿润环境。试验设置3次重复。

1.3 测定项目和方法

以胚根长度超过种子直径50%作为发芽的判定标准，从处理后的第2天开始，每日定时记录种子的萌发数量，计算相对发芽指数；第4天测定发芽势，计算相对发芽势；第8天测定发芽率，计算相对发芽率；同时从每个培养皿中随机挑选10株幼苗，用直尺精确测量其根长和芽长，计算相对胚根长、相对胚芽长及相对发芽盐害率。相关计算公式见式（1）～（7）。

式（1）中，Gt为在不同时间（t）的发芽种子数；Dt为对应的发芽天数，d。

相对发芽指数（%）=试验组发芽指数/对照发芽指数×100（2）

相对发芽势（%）=试验组发芽势/对照组发芽势×100（3）

相对发芽率（%）=试验组发芽率/对照组发芽率×100（4）

相对胚根长（%）=试验组胚根长/对照组胚根长×100（5）

相对胚芽长（%）=试验组胚芽长/对照组胚芽长×100（6）

相对发芽盐害率（%）=（对照发芽率－处理发芽率）/对照发芽率×100（7）

1.4 数据处理

利用Excel 2019软件进行数据统计，利用SPSS 26.0软件进行相关性分析、主成分分析以及隶属函数与聚类分析。利用R语言绘制聚类分析图，计算如式（8）～（10）。

式（8）～（10）中，μ为隶属函数值，Xi表示第i个综合指标的测定值；Xmin、Xmax 分别表示第i个综合指标的最小值和最大值；Wi为权重，Pi代表各材料第i个综合指标的贡献率；D为综合耐盐指数。

2 结果与分析

2.1 性状指标

由表1可知，盐胁迫下40份萌发期谷子的相对发芽势4.17%～76.34%，其中相对发芽势最大的品种是热河金米（76.34%），最小的品种是承谷20号（4.17%）；相对发芽率0.14%～82.14%，其中相对发芽率最大的品种是热河金米（82.14%），最小的品种是承谷18号（0.14%）；40份谷子的相对发芽指数2.76%～68.89%，其中相对发芽指数最大的品种是热河金米（68.89%），最小的品种是承饲9号（2.76%）；相对胚芽长0.03%～54.71%，其中相对芽长最大的品种是承谷14号（54.71%），最小的品种是4月-64（0.03%）；相对胚根长4.69%～27.32%，其中相对根长最大的品种是跑死马（27.32%），最小的品种是汾选3号（4.69%）；相对发芽盐害率17.66%～96.80%，其中相对发芽盐害率最大的品种是承谷20号（96.80%），最小的是热河金米（17.66%）。综上，热河金米的相对发芽势、相对发芽率和相对发芽指数均最大，相对发芽盐害率最小，表明其耐盐性较强。

2.2 指标相关性

由表2可知，谷子相对发芽势与相对发芽率、相对发芽指数均呈正相关（Plt;0.01）；相对发芽率与相对发芽指数呈正相关（Plt;0.01）；相对发芽指数与相对胚根长呈正相关（Plt;0.05），相对胚根长与相对胚芽长呈正相关（Plt;0.01）；说明萌发能力强的谷子品种在多个萌发指标上均表现较好。相对发芽盐害率与相对发芽势、相对发芽率和相对发芽指数与均呈负相关（Plt;0.01），与相对胚根长、相对胚芽长呈负相关（Plt;0.05），说明谷子种子的萌发能力越强，其受盐胁迫的损害越低，品种的耐盐性越强。

2.3 指标主成分

相关性分析KMO值0.68gt;0.60，且Plt;0.05，说明研究数据能够进行主成分分析[11]。由表3可知，盐胁迫下40份谷子品种的5个萌发指标通过主成分分析被分成5个主成分，以特征值大于1、方差贡献率大于85%为标准提取了2个主成分[11]，其中第1主成分的贡献率57.7%，第2主成分的贡献率28.0%。这2个主成分的累计贡献率为85.675%，可以作为谷子耐盐性评价的有效综合指标。由表3～4可知，第1主成分的贡献率最大，主要特征向量为相对发芽指数，载荷值0.988，特征值2.882；第2主成分的主要特征向量是相对胚根长，载荷值0.840，特征值1.402。说明相对发芽指数和相对胚根长在谷子耐盐性评价中具有重要作用，可将这2个指标作为评价谷子萌发期耐盐性的主要指标。

2.4 指标综合评价

通过计算40份谷子萌发期品种的耐盐综合评价值，对各个品种的耐盐能力进行量化评估，从而筛选出耐盐性强的品种。根据式（8）计算每个品种在各个主成分上的隶属函数值；权重的大小取决于每个主成分对整体耐盐性的贡献程度，根据式（9）计算2个综合指标的权重分别为0.673和0.327；利用式（10）计算谷子的萌发期综合耐盐评价值D值，D值越大，表明种质耐盐性越强。由表5可知，承饲9号的D值最小，说明其耐盐性最差；热河金米的D值最大，说明其耐盐性最强。

2.5 耐盐性聚类分析

聚类分析将40份谷子分成4类，如表6和图1所示。第I类为热河金米，占总品种数的2.5%；第II类由20-M919、20-M841 2种较耐盐品种组成，占总品种的5.0%；第III类由豫谷1号、20-M404、承谷21号、20-239、20-36、承谷15号、20-M582和山西红谷这8种中度耐盐品种组成，占总品种数的20.0%；第IV类由承饲9号、承谷20号、承谷14号、承谷22号、承谷18号、20-N2211、承谷16号、豫谷18号、金苗k4、济优5号、4月-64、承谷17号、承饲7号、金苗k1、20-1、18-M595、朝鲜小黄谷、承谷13号、20-142、汾选3号、20-70、20-N2287、20-116、20-M1409、石P6-355、承谷19号、21-sk2557、21-sk2559和跑死马这29种盐敏感品种组成，占品种数的72.5%。聚类结果与性状指标结果一致，40份谷子品种中，热河金米的耐盐性最强。

3 结论与讨论

盐胁迫是影响作物生长和发育的主要非生物因子之一，对农业发展有较大的影响[12-13]。目前，选择种植耐盐性强的作物品种是一种较有效且节约成本的方式。在谷子的耐盐性研究领域，相关性分析与主成分分析作为多指标综合评价的方法被广泛应用。如高铭唯等[14]等采用相关性和主成分分析法对谷子相对发芽率与相对发芽指数等性状指标进行综合评价，成功筛选出耐盐谷子品种。本研究对40种谷子品种进行了相关性分析，发现相对发芽势与相对发芽率和相对发芽指数均呈正相关；相对发芽率与相对发芽指数呈正相关；相对发芽指数与相对胚根长呈正相关，相对根长与相对胚芽长呈正相关，并且部分相关系数高达0.9，显示出指标间的高度相关性，与高铭唯等[14]和陈二影等[15]研究结果一致。

隶属函数分析法可解决模糊、非确定性问题，在植物耐盐性综合评价中有广泛的应用。陈二影等[15]采用该方法对谷子品种的综合性状得分进行计算，并借助聚类分析对品种进行分类，划分出强耐盐碱、耐盐碱等6种不同类型的品种。本研究采用隶属函数分析法对40份谷子品种萌发期各项指标的综合得分进行了系统评价，通过聚类分析将40份谷子品种划分为4类。其中，第I类为耐盐品种热河金米，占比2.5%，显示出较强的耐盐能力；第II类为较耐盐品种，包括20-M919和20-M841，占比5.0%，其耐盐性相对较好；第III类为中度耐盐品种，由豫谷1号、20-M404等8个品种组成，占比20.0%，其在耐盐性方面表现出一定的适应性；第IV类则为盐敏感品种，包括承饲9号等29个品种，占比72.5%，在盐胁迫环境下表现较为敏感。

综上，本研究测定了40份谷子品种萌发期的相对发芽势等6个指标，并采用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析以及聚类分析对其进行综合评价与分析。最终筛选出耐盐品种热河金米，较耐盐品种20-M919和20-M841，中度耐盐品种山西红谷、豫谷1号和承谷15号等8种，盐敏感品种承饲9号、承谷20号和承谷14号等29种。研究结果为耐盐谷子品种筛选及谷子在盐碱地种植提供参考。本研究仅对40份谷子品种萌发期的耐盐性进行系统性的综合评价与分析，为更加深入、客观地了解和评价谷子品种的耐盐性，建议在未来工作中进一步加强对其遗传特性的研究，并在不同盐渍地开展田间栽培试

验，以全面评估谷子品种的耐盐性能和引种潜力。参考文献

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