鹽脅迫對(duì)水稻恢復(fù)系苗期生長(zhǎng)生理的影響

陳　劍，潘曉飚，謝留杰，黃善軍（臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江臨海 317000）

鹽脅迫對(duì)水稻恢復(fù)系苗期生長(zhǎng)生理的影響

陳劍，潘曉飚，謝留杰，黃善軍
（臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江臨海 317000）

以9個(gè)不同的水稻恢復(fù)系FL478、ST500、ST1040、ST1050、ST940、ST1054、D159、9311、Y292為試材，其中以國(guó)際水稻所耐鹽品種FL478作為對(duì)照，設(shè)置0（CK）、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%共5個(gè)濃度的NaC1溶液進(jìn)行鹽脅迫處理。通過(guò)對(duì)各參試恢復(fù)系幼苗生長(zhǎng)狀況、脯氨酸含量、還原性糖含量、根系鈉鉀離子比等苗期耐鹽指標(biāo)的差異顯著性以及相關(guān)性進(jìn)行分析，以期篩選出相對(duì)耐鹽的材料，并為進(jìn)一步的水稻抗性育種和抗鹽栽培等方面的研究提供參考。

水稻恢復(fù)系；耐鹽性；苗期；生理指標(biāo)

文獻(xiàn)著錄格式：陳劍，潘曉飚，謝留杰，等.鹽脅迫對(duì)水稻恢復(fù)系苗期生長(zhǎng)生理的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（7）：1039-1042.

水稻是一種鹽敏感作物，土壤鹽堿化是影響水稻產(chǎn)量的主要限制因子之一［1-3］，對(duì)水稻耐鹽性的研究已成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要課題之一。深入開(kāi)展水稻各個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的耐鹽性研究，充分了解鹽脅迫對(duì)水稻的影響機(jī)制以及水稻的耐鹽機(jī)理，對(duì)于發(fā)掘水稻品種在鹽堿地區(qū)的產(chǎn)量潛力、進(jìn)一步擴(kuò)大水稻的栽種面積、保證糧食安全和改善生態(tài)環(huán)境都具有十分重要的意義。本研究試圖通過(guò)對(duì)各參試恢復(fù)系苗期被測(cè)指標(biāo)的差異顯著性以及相關(guān)性進(jìn)行分析，篩選出相對(duì)耐鹽的材料，并為進(jìn)一步的水稻抗性育種和抗鹽栽培等方面的研究提供參考。

1　材料與方法

1.1供試材料

供試材料共9個(gè)，其中ST1040、ST940、ST1050、D159、ST1054、ST500、Y292是臺(tái)州市農(nóng)科院篩選出的水稻耐鹽恢復(fù)系，9311是大面積應(yīng)用的兩系恢復(fù)系，以國(guó)際水稻所耐鹽品種FL478作為對(duì)照。

1.2處理設(shè)計(jì)

將供試材料完成催芽處理后，取出芽長(zhǎng)基本一致的種子置于96孔板（12 cm×8 cm）中，每孔的底部剪去2 mm保證進(jìn)水和根系生長(zhǎng)，8顆1行，每個(gè)材料2行，每組材料之間空1行，設(shè)置3組重復(fù)。將96孔板置于方形塑料盤中，加清水和部分營(yíng)養(yǎng)液［4］，將幼苗培養(yǎng)至2～3葉期，再將幼苗移至溫室大棚，以含不同濃度NaC1的營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行鹽脅迫處理，每天補(bǔ)足因蒸發(fā)和蒸騰所失的水分，每3 d更換1次培養(yǎng)液，14 d后測(cè)定各項(xiàng)耐鹽性指標(biāo)。

1.3測(cè)定指標(biāo)及方法

相對(duì)苗高指鹽脅迫處理的秧苗高度與對(duì)照苗高之比。從莖基部到上部最長(zhǎng)葉端的距離即為苗高。

死葉率。鹽脅迫處理的死葉片數(shù)占總?cè)~數(shù)的百分比。

相對(duì)莖葉鮮重和相對(duì)根系干重。鹽處理結(jié)束后，取出全部植株，自來(lái)水沖洗干凈后再用蒸餾水洗凈，將地上部與根系分開(kāi)，濾紙吸干，將根部105℃下殺青5 m in，80℃下烘干至恒重，分別稱量地上部鮮重與根系干量。鹽脅迫處理與對(duì)照的莖葉鮮重之比即為相對(duì)莖葉鮮重。鹽脅迫處理與對(duì)照根系干重之比即為相對(duì)根系干重。

相對(duì)根系Na+/K+含量比值（簡(jiǎn)稱Na+/K+值）。鹽脅迫處理的根系Na+/K+值與對(duì)照的根系Na+/K+值之比。稱取烘干的根系0.1 g，用火焰光度計(jì)法（濃H2S04-H202消煮）進(jìn)行，重復(fù)3次，取平均值。

相對(duì)脯氨酸含量。鹽脅迫處理的脯氨酸含量與對(duì)照的脯氨酸含量之比。用3%磺基水楊酸提取脯氨酸，酸性茚三酮比色法測(cè)定其含量。

相對(duì)總糖含量。鹽脅迫處理的總糖含量與對(duì)照的總糖含量之比。總糖含量采用DNS法即3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定。

2結(jié)果與分析

2.1不同濃度鹽脅迫對(duì)水稻幼苗各形態(tài)指標(biāo)的影響

在考查的4個(gè)水稻幼苗形態(tài)指標(biāo)中，相對(duì)苗高、相對(duì)莖葉鮮重和相對(duì)根系干重在鹽脅迫下一般表現(xiàn)為降低趨勢(shì)，其數(shù)值越大，表示該品種耐鹽性越強(qiáng)；而死葉百分率在鹽脅迫下一般呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其數(shù)值越大則表示該品種耐鹽性越弱。

由表1可知，各參試品種的相對(duì)苗高、相對(duì)莖葉鮮重和相對(duì)根系干重?cái)?shù)值均小于1，且隨著鹽濃度的升高呈降低趨勢(shì)，而死葉百分率則隨著鹽濃度的升高而逐漸提高。由相對(duì)苗高來(lái)看，各參試品種整體表現(xiàn)均優(yōu)于對(duì)照品種FL478，只有Y292在1.0%濃度下相對(duì)苗高略低于對(duì)照品種；由相對(duì)莖葉鮮重來(lái)看，ST500表現(xiàn)要差于對(duì)照品種，D159在1.0%濃度下相對(duì)莖葉鮮重略低于對(duì)照品種，其余品種表現(xiàn)均優(yōu)于對(duì)照品種；由相對(duì)根系干重來(lái)看，ST1050、D159、ST1054整體表現(xiàn)優(yōu)于對(duì)照品種，其余品種整體表現(xiàn)則不如對(duì)照品種；由死葉百分率來(lái)看，ST1040、ST940、ST1050、ST1054和Y292耐鹽性要強(qiáng)于對(duì)照品種，9311和ST500耐鹽性不如對(duì)照品種，D159在低鹽濃度下具有較強(qiáng)的耐鹽性，在1.0%濃度下耐鹽性要弱于對(duì)照品種。

表1　鹽脅迫下各恢復(fù)系形態(tài)指標(biāo)

2.2不同濃度鹽脅迫對(duì)水稻幼苗耐鹽生理指標(biāo)的影響

考查的3個(gè)水稻幼苗耐鹽生理指標(biāo)為相對(duì)Na+/K+、相對(duì)脯氨酸和相對(duì)總糖，在鹽脅迫下一般均表現(xiàn)為上升趨勢(shì)（表2），其數(shù)值越大表示該品種耐鹽性越弱。

表2　鹽脅迫下各恢復(fù)系耐鹽生理指標(biāo)

由表2可知，各參試品種的相對(duì)Na+/K+、相對(duì)脯氨酸和相對(duì)總糖均隨著鹽濃度的增加呈上升趨勢(shì)。由相對(duì)Na+/K+來(lái)看，9311、D159、ST1054和ST500表現(xiàn)出的耐鹽性要弱于對(duì)照品種FL478、 ST1040耐鹽性要強(qiáng)于對(duì)照品種，其余品種整體表現(xiàn)出的耐鹽性要強(qiáng)于對(duì)照品種，但是在1.0%濃度下耐鹽性則不如對(duì)照品種；由相對(duì)脯氨酸來(lái)看，ST1040和9311耐鹽性要弱于對(duì)照品種FL478、ST940、D159、ST1054和ST500表現(xiàn)出的耐鹽性要強(qiáng)于對(duì)照品種，ST1050和Y292在低鹽濃度下具有較強(qiáng)的耐鹽性，在高鹽濃度下耐鹽性要弱于對(duì)照品種；由相對(duì)總糖來(lái)看，ST1040、ST940和Y292耐鹽性要強(qiáng)于對(duì)照品種，ST1050、9311、D159和ST500耐鹽性要弱于對(duì)照品種。

2.3水稻苗期各耐鹽指標(biāo)的變異系數(shù)

對(duì)參試的9個(gè)水稻恢復(fù)系品種的7項(xiàng)苗期耐鹽性指標(biāo)的變異系數(shù)進(jìn)行分析。由表3可知，不同的耐鹽指標(biāo)都存在一個(gè)能產(chǎn)生最大變異的鹽脅迫濃度范圍，但是不同的指標(biāo)獲得最大變異的鹽濃度不完全相同。相對(duì)苗高和相對(duì)Na+/K+在1.0%鹽濃度下品種間的變異系數(shù)最大，相對(duì)莖葉鮮重在0.6%鹽濃度下品種間的變異系數(shù)最大，相對(duì)根系干重、死葉百分率、相對(duì)脯氨酸和相對(duì)總糖在0.4%鹽濃度下品種間的變異系數(shù)最大。因此，以相對(duì)苗高和相對(duì)Na+/K+作為耐鹽性鑒定指標(biāo)時(shí)，選擇1.0%鹽脅迫濃度較為合適；以相對(duì)莖葉鮮重作為耐鹽性鑒定指標(biāo)時(shí)，選擇0.6%鹽脅迫濃度較為合適；選擇相對(duì)根系干重、死葉百分率、相對(duì)脯氨酸和相對(duì)總糖作為耐鹽性鑒定指標(biāo)時(shí)，選擇0.4%鹽脅迫濃度較為合適。

表3　不同濃度鹽脅迫下各耐鹽指標(biāo)的變異系數(shù)%

2.4不同耐鹽指標(biāo)間的相關(guān)性分析

各項(xiàng)苗期耐鹽指標(biāo)的相關(guān)性（表4）分析表明，相對(duì)Na+/K+與死葉百分率、相對(duì)總糖之間的相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)分別為0.793和0.756，均達(dá)到極顯著水平；死葉百分率與相對(duì)苗高、相對(duì)莖葉鮮重均呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.652和-0.660；相對(duì)莖葉鮮重與相對(duì)苗高之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.628；死葉百分率與相對(duì)總糖呈較高的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.591；相對(duì)根系干重與相對(duì)脯氨酸、相對(duì)莖葉鮮重與相對(duì)總糖之間都呈現(xiàn)較高的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.440和-0.402。

表4　不同耐鹽指標(biāo)間的相關(guān)性

3　小結(jié)與討論

3.1水稻恢復(fù)系苗期耐鹽性鑒定指標(biāo)的選擇

在對(duì)不同水稻品種進(jìn)行苗期耐鹽性評(píng)價(jià)時(shí)，由于長(zhǎng)期以來(lái)缺乏統(tǒng)一的鑒定指標(biāo)，也不清楚品種間各項(xiàng)耐鹽性狀存在最大變異的鹽濃度閾值［5］，因此，在研究水稻耐鹽遺傳性以及篩選強(qiáng)耐鹽水稻品種時(shí)，往往需要設(shè)置多個(gè)鹽濃度處理，測(cè)定多項(xiàng)指標(biāo)，包括表型指標(biāo)、生物量指標(biāo)和生理生化指標(biāo)等，既增加工作量，也不利于同類資料的比較［6-8］，選擇合適的鹽處理濃度和高效準(zhǔn)確的鑒定指標(biāo)對(duì)水稻耐鹽性種質(zhì)資源篩選和遺傳研究有重要意義。

雖然水稻苗期形態(tài)學(xué)指標(biāo)能直觀反映水稻耐鹽性的強(qiáng)弱，但無(wú)法提供耐鹽性生理機(jī)制的有關(guān)信息，因此本研究從形態(tài)學(xué)和生理學(xué)指標(biāo)入手，以期更準(zhǔn)確地判斷參試各恢復(fù)系苗期的耐鹽性強(qiáng)弱，以及尋找各耐鹽性指標(biāo)間的相關(guān)性。以往水稻苗期的耐鹽性研究多以水稻某些受害性狀值為對(duì)象，分析其與水稻耐鹽性的關(guān)系，本研究采用的性狀相對(duì)值是各濃度鹽處理與空白對(duì)照的性狀比值，可以更直觀準(zhǔn)確地反映鹽脅迫對(duì)水稻各性狀的影響，進(jìn)而可以更準(zhǔn)確地判斷各品種間耐鹽性的差異。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)耐鹽指標(biāo)間的相關(guān)性進(jìn)行分析表明，死葉百分率與相對(duì)苗高、相對(duì)莖葉鮮重均呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.652和-0.660；死葉百分率與相對(duì)Na+/K+呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.793；死葉百分率與相對(duì)總糖呈較高的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.591。因此，可以先以死葉百分率為指標(biāo)對(duì)各恢復(fù)系耐鹽性進(jìn)行初步篩選，再以相對(duì)Na+/K+等生理指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，這與王建飛等［9］的研究結(jié)果相似。

3.2水稻恢復(fù)系苗期耐鹽性評(píng)價(jià)的鹽濃度選擇

水稻耐鹽性研究的適宜鹽濃度對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果能起到?jīng)Q定性作用，處理濃度過(guò)高，將導(dǎo)致種子和植株發(fā)芽及生長(zhǎng)受到強(qiáng)烈抑制，無(wú)法表現(xiàn)出品種間的差異性；處理濃度太低，又可能對(duì)鹽敏感的種子和植株起不到脅迫作用。楊慶利等［10-11］研究認(rèn)為，篩選水稻耐鹽性種質(zhì)時(shí)可以選擇0.5%NaC1濃度，并以單株鹽害級(jí)別來(lái)進(jìn)行耐鹽性分級(jí)鑒定；方先文等［12］用0.7%NaC1濃度對(duì)46份水稻種質(zhì)，于2葉1心期進(jìn)行耐鹽性種質(zhì)篩選。本研究設(shè)置0.4%、0.6%、0.8%、1.0%四個(gè)鹽脅迫濃度，通過(guò)對(duì)不同鹽脅迫下各項(xiàng)耐鹽性指標(biāo)的變異系數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，相對(duì)苗高和相對(duì)Na+/K+在1.0%鹽濃度下品種間的變異系數(shù)最大，相對(duì)莖葉鮮重在0.6%鹽濃度下品種間的變異系數(shù)最大，相對(duì)根系干重、死葉百分率、相對(duì)脯氨酸和相對(duì)總糖在0.4%鹽濃度下品種間的變異系數(shù)最大。由于有4項(xiàng)耐鹽性指標(biāo)適合選擇0.4%鹽脅迫濃度，因此表明可采用0.4%濃度下的各項(xiàng)苗期耐鹽指標(biāo)來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的苗期耐鹽性鑒定分析。

3.3參試各恢復(fù)系品種苗期耐鹽性評(píng)價(jià)

根據(jù)水稻苗期各耐鹽指標(biāo)相關(guān)性以及變異系數(shù)的分析結(jié)果，本研究采用0.4%NaC1處理下的耐鹽指標(biāo)測(cè)定結(jié)果來(lái)進(jìn)行苗期耐鹽性評(píng)價(jià)，以死葉率進(jìn)行耐鹽性初步排序，再根據(jù)其他測(cè)定指標(biāo)來(lái)進(jìn)行綜合比較。結(jié)果表明，ST1050、ST940和ST1054這3個(gè)品種的各項(xiàng)耐鹽指標(biāo)表現(xiàn)要明顯優(yōu)于其他參試品種，因此具有較強(qiáng)的耐鹽性；ST500與9311的各項(xiàng)耐鹽指標(biāo)在鹽脅迫下都受到嚴(yán)重抑制，屬于鹽敏感品種；ST1040、Y292，F(xiàn)L478和D159只有部分耐鹽指標(biāo)表現(xiàn)較好，具有一定的耐鹽性。

此外，已有研究結(jié)果表明了水稻苗期的某些生理指標(biāo)與水稻的耐鹽性存在相關(guān)性［13-14］。本研究在苗期耐鹽性試驗(yàn)中通過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)性的分析得出的結(jié)果與前人的研究一致，同時(shí)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有任何苗期耐鹽指標(biāo)與其余指標(biāo)都有較高的相關(guān)性，說(shuō)明水稻耐鹽性是一個(gè)復(fù)雜的生理活動(dòng)，可能涉及多個(gè)生理因素和過(guò)程，不能只用某一項(xiàng)耐鹽指標(biāo)來(lái)單獨(dú)評(píng)價(jià)水稻苗期的耐鹽性。

［1］ 李彬，王志春，孫志高，等.中國(guó)鹽堿地資源與可持續(xù)利用研究［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23（2）：154-158.

［2］ NARAVANAN K K，RANGASAMV S R S.Genetic analysis for salt tolerance in rice［J］.Rice Genetics，1991，993：167-173.

［3］ 熊振民，蔡洪法.中國(guó)水稻［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1992.

［4］ YHSH IDA S，F(xiàn)OMO D A，COCK J H，et al.Laboratory Manual for phisiologicalstudies of Rice［J］.Los Banos，the Philippines：The InternationalRice Research Institure，1976.

［5］ MOELJOPAW IRO S，IKEHASHI H.Inheritance of salt tolerance in rice［J］.Euphytica，1981，30：291-300.

［6］ 顧興友，鄭少鈴，嚴(yán)小龍，等.鹽濃度對(duì)水稻苗期耐鹽指標(biāo)變異度的影響［J］.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，19（1）：30-34.

［7］ ZHEN L H，SHANON M C.Salinity effects on seedling growth and yie1d component of rice［J］.Crop Science，2000，40：996-1003.

［8］ JONES M P.Genetic analysis of salt tolerance in mangrove swamp rice［C］.In：Rice Genetics V.Proceedings of InternationalRice Genetics Symposium.Mani1a：IRRI，1985：411-422.

［9］ 王建飛，陳宏友，楊慶利，等.鹽脅迫濃度和脅迫時(shí)的溫度對(duì)水稻耐鹽性的影響［J］.中國(guó)水稻科學(xué)，2004，18（5）：449-454.

［10］ 楊慶利.水稻耐鹽性的遺傳研究［D］.南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

［11］ 蔣荷，孫加祥，湯陵華.水稻種質(zhì)資源耐鹽性鑒定與評(píng)價(jià)［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995（4）：15-16.

［12］ 方先文，張所兵，王艷平，等.高鹽濃度處理對(duì)水稻苗期生長(zhǎng)的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（3）：69-71.

［13］ 鄭少玲，嚴(yán)小龍，連兆煌.水稻耐鹽機(jī)理的研究II.不同基因型對(duì)NaCI吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力學(xué)比較［J］.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，13（4）：19-25.

［14］ ARJUNAN A，CHABDRASEKARAN S.Tolerance in rice（Oryza sativa L）in re1ation to salt uptake and yie1d［J］. Indian JPlant Physiol，1988，16（4）：403-406.

（責(zé)任編輯：張瑞麟）

S511

A

0528-9017（2016）07-1039-04

10.16178/j.issn.0528-9017.20160725

2016-03-02

陳 劍（1985—），男，浙江臨海人，農(nóng)藝師，本科，從事植保、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等方面工作，E-mai1：chenrichard615 @163.com。