41份結(jié)縷草屬種質(zhì)資源耐鹽性評(píng)價(jià)

黃春瓊　劉國(guó)道　白昌軍

摘 要 本研究旨在篩選耐鹽種質(zhì)，為培育適宜中國(guó)鹽堿土種植的結(jié)縷草新品種提供優(yōu)良親本。采用土培法對(duì)來自華東地區(qū)的41份結(jié)縷草屬（Zoysia）種質(zhì)的耐鹽性差異進(jìn)行評(píng)價(jià)。處理60 d后發(fā)現(xiàn)20 g/L的NaCl脅迫下結(jié)縷草種源間的生長(zhǎng)存在顯著差異，其中相對(duì)根系干重、相對(duì)地上部干重、相對(duì)全株干重的變異系數(shù)分別為44.86%、31.09%和31.51%。采用隸屬函數(shù)值的綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)供試材料的耐鹽性劃分為5個(gè)等級(jí)，處于1～3級(jí)的（耐鹽型）共14個(gè)；處于第4級(jí)的（中間型）共13個(gè)；處于第5級(jí)的（敏鹽型）共14個(gè)。其中，溝葉結(jié)縷草最耐鹽，中華結(jié)縷草處于中間型。篩選出最耐鹽的5份種質(zhì)是依次是Z36、Z35、Z09、Z22 和Z05，最敏鹽的5份種質(zhì)依次是Z03、Z31、Z13、Z29和Z43。

關(guān)鍵詞 結(jié)縷草；耐鹽性；變異分析；綜合評(píng)價(jià)；相關(guān)分析

中圖分類號(hào) S543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract The purpose of the present study was to screen Zoysia germplasms of salt tolerance for breeding varieties planted in saline soils. 41 Zoysia accessions from east China were evaluated for salt tolerance using the soil culture method. Each accession was grown with 20 g/L NaCL（experimental）or without exposure to NaCl （control）. The mean dry weight of the root， shoot， and total body of the accessions relative to those of the non-treated controls were calculated after 60 d， and showed considerable diversity. Overall， the coefficients of the variation for the root， shoot， and total body weight of the salt-treated accessions relative to the non-treated controls was 44.86%， 31.09% and 31.51%， respectively. The classification based on subordinate function values revealed that 14 of the 41 accessions were tolerant to salt stress， 13 were moderately tolerant， and 14 were sensitive to salt stress. Z. matrella is the most salt tolerance， Z. sinica in the middle. The five most salt tolerance accessions were Z36， Z35， Z09， Z22 and Z05，the five most salt sensitive accessions were Z03， Z31， Z13， Z29 and Z43.

Key words Zoysia accessions； salt tolerance； variation analysis； comprehensive assessment； correlation analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.07.013

中國(guó)鹽堿地約3 000多萬hm2，主要分布在內(nèi)陸干旱及沿海地區(qū)[1-2]。大量鹽堿地的存在縮小了耕地面積，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重受到了惡化[3]。溝葉結(jié)縷草（Zoysia matrella）、結(jié)縷草（Z. Japonica）、狗牙根 （Cynodon dactylon）、海雀稗（Paspalum vaginatum）和鈍葉草（Stenotaphrum secundatum）等暖季型草坪草均被認(rèn)為是比較抗鹽的草坪草[4-6]。大穗結(jié)縷草（Z. Macrostachya）、溝葉結(jié)縷草和結(jié)縷草被列為鹽生植物[7]，Lee等[8]認(rèn)為朝鮮結(jié)縷草（Z. Koreana）和結(jié)縷草在合適的鹽濃度才能更好的萌發(fā)，且朝鮮結(jié)縷草比結(jié)縷草抗鹽。細(xì)葉結(jié)縷草（Z. Tenuifolia）也是抗鹽性較強(qiáng)的一個(gè)種，而結(jié)縷草則對(duì)鹽相對(duì)敏感[9]。結(jié)縷草屬（Zoysia）植物的抗鹽性與葉的長(zhǎng)度和寬度有關(guān)[5]。

植物的抗鹽性評(píng)價(jià)有水培法和土培法等。利用水培法對(duì)結(jié)縷草、狗牙根（Cynodon dactylon）、鈍葉草（Stenotaphrum helferi）等草坪草抗鹽性進(jìn)行評(píng)價(jià)已有一些報(bào)道，Marcum[10]利用水培法對(duì)草坪草的耐鹽機(jī)制進(jìn)行了研究。Marcum等[11]、Qian等[5]、Qian等[12]和Lee等[13]分別利用水培法對(duì)狗牙根、結(jié)縷草、鹽草和海雀稗的耐鹽性進(jìn)行了鑒定評(píng)價(jià)。陳靜波等[14]利用水培法對(duì)溝葉結(jié)縷草、結(jié)縷草、狗牙根、鈍葉草、假儉草（Eremochloa ophiuroides）和海雀稗的耐鹽性強(qiáng)弱進(jìn)行了評(píng)價(jià)。利用土培法進(jìn)行耐鹽性評(píng)價(jià)也有一些研究報(bào)道，劉一明等[15]利用土培法對(duì)鹽脅迫下狗牙根、假儉草、海濱雀稗和結(jié)縷草的生長(zhǎng)情況和生理響應(yīng)進(jìn)行了研究。周興元等[16]利用土培法研究鹽脅迫下假儉草、結(jié)縷草和溝葉結(jié)縷草的根、莖、葉中金屬離子含量的變化情況。陳靜波等[17]利用土培法研究了鹽脅迫下結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、狗牙根和海雀稗的生長(zhǎng)情況。

結(jié)縷草屬植物被認(rèn)為是最抗鹽的草坪植物之一，具有很強(qiáng)的根狀莖和匍匐莖，是優(yōu)良的暖季型草坪草。本屬約10種，分布于非洲、亞洲和大洋洲的熱帶和亞熱帶地區(qū)；美洲有引種。中國(guó)現(xiàn)知有5種，分別是結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、細(xì)葉結(jié)縷草、大穗結(jié)縷草和中華結(jié)縷草（Z. sinica）[18]。目前雖然已有一些關(guān)于結(jié)縷草屬植物耐鹽性相關(guān)的研究報(bào)道[6，19]，但研究材料及方法各異，測(cè)定指標(biāo)也不同，研究結(jié)果也各有不同。因此，還需要系統(tǒng)的對(duì)本屬植物的耐鹽性進(jìn)行評(píng)價(jià)，本研究擬采用土培法研究采自華東地區(qū)的41份結(jié)縷草屬種質(zhì)對(duì)鹽脅迫的生長(zhǎng)反應(yīng)情況，通過測(cè)定相對(duì)地上部干重、相對(duì)根系干重及相對(duì)全株干重，并利用率屬函數(shù)法對(duì)其耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，篩選出不同耐鹽類型的材料，為耐鹽育種工作的進(jìn)一步的開展奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料為收集于華東地區(qū)的41份結(jié)縷草屬野生種質(zhì)資源，材料來源詳見表1，其中，中華結(jié)縷草1份，溝葉結(jié)縷草2份，結(jié)縷草38份。試驗(yàn)材料于2004～2008年收集，保存于中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所熱帶牧草研究中心種質(zhì)資源圃。

1.2 方法

1.2.1 預(yù)培養(yǎng)方法 材料預(yù)培養(yǎng)方法主要參考Fu等[20]及陳靜波等[21]的方法，略作調(diào)整。于2013年7月初，選取41份結(jié)縷草種質(zhì)的匍匐莖，剪取生長(zhǎng)一致帶有側(cè)芽的雙節(jié)，種植于塑料花盆中（花盆直徑為21 cm、高為26 cm），底部用紗網(wǎng)墊住，每份種質(zhì)種6盆，其中3盆用作對(duì)照，3盆用作處理。盆內(nèi)裝入沙壤土（壤土 ∶ 河沙=1 ∶ 4）。

1.2.2 鹽處理方法 預(yù)培養(yǎng)2個(gè)月后，進(jìn)行鹽（NaCl）處理，處理的NaCl濃度設(shè)為20 g/L，對(duì)照不加NaCl。開始處理時(shí)為減少鹽沖擊效應(yīng)，用5、10、15、20 g/L NaCl逐漸增加澆灌，直至加到20 g/L NaCl后就一直用20 g/L NaCl澆灌。為了維持結(jié)縷草的正常生長(zhǎng)，避免除了鹽脅迫之外的其他迫害，視天氣情況來改變澆水量和澆水次數(shù)，一般每周澆2～3次，每次每盆200～300 mL，多余的水從盆底自由流出，以減少鹽分積累，鹽處理60 d后結(jié)束試驗(yàn)。

1.2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 處理結(jié)束后，將地上部和根系分開，洗凈后，再用去離子水沖洗3次，105 ℃殺青15 min，75 ℃烘48 h，稱重。計(jì)算相對(duì)地上部干重，相對(duì)根系干重和相對(duì)全株干重[22]。

1.2.4 綜合評(píng)價(jià) 綜合評(píng)價(jià)采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。Fi=（Xij-Xmin）/（Xmax-Xmin），式中，F(xiàn)i為第i個(gè)材料該性狀的隸屬函數(shù)值。Xij為第i個(gè)材料第j個(gè)性狀的平均值，Xmax和Xmin分別為該性狀的最大值和最小值[23]。

1.2.5 耐鹽性分級(jí) 根據(jù)平均隸屬函數(shù)值大小對(duì)其進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表2。其中，1級(jí)為極端耐鹽型，2級(jí)為耐鹽型，3級(jí)為較耐鹽型，4級(jí)為中間型，5級(jí)為鹽敏感型。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft office Excel 2007和SAS 9.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)結(jié)縷草屬種質(zhì)的影響

鹽處理后對(duì)相對(duì)地上部分干重、相對(duì)根系干重、相對(duì)全株干重的變異進(jìn)行比較分析，結(jié)果見表3，由表中可知，結(jié)縷草不同種質(zhì)各性狀均存在廣泛變異，不同性狀的變異程度不同。其中，相對(duì)根系干重的變異幅度最大，變異范圍為37.79%～204.21%，平均為74.17%，變異系數(shù)為44.86%；相對(duì)地上部干重變異范圍為44.39%～148.62%，平均為77.15%，變異系數(shù)是31.09%；相對(duì)全株干重變異范圍為43.15%～142.62%，平均為75.32%，變異系數(shù)為31.51%。相對(duì)地上部干重、相對(duì)根系干重和相對(duì)全株干重均差異極顯著，除Z05、Z25、Z36和Z44外，鹽處理后地上部和根系均受到不同程度的抑制，且對(duì)地上部的影響大于根系的影響。

2.2 各指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)

分別計(jì)算出相對(duì)地上部干重、相對(duì)根系干重、相對(duì)全株干重的隸屬函數(shù)值并計(jì)算出這幾個(gè)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，隸屬函數(shù)均值越大，說明其綜合評(píng)價(jià)越高，耐鹽性越強(qiáng)。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表4，從表4可知，Z36（溝葉結(jié)縷草）的平均隸屬函數(shù)值（0.81）最大，表明其耐鹽性最強(qiáng)，其次是Z35（溝葉結(jié)縷草，0.78），耐鹽性最差的是Z03（結(jié)縷草，0.02）。

2.3 各指標(biāo)相關(guān)分析

對(duì)相對(duì)地上部干重、相對(duì)根系干重、相對(duì)全株干重與平均隸屬函數(shù)值進(jìn)行相關(guān)分析，從表5可以看出，這3個(gè)指標(biāo)與平均隸屬函數(shù)值的相關(guān)系數(shù)分別為0.465、0.346、0.477，分別達(dá)到了極顯著、顯著、極顯著正相關(guān)水平，表明這3個(gè)指標(biāo)均可用于判斷結(jié)縷草種質(zhì)資源受鹽害的情況。

2.4 耐鹽性分級(jí)

結(jié)合上述平均隸屬函數(shù)值，將各種質(zhì)按照表2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行耐鹽性分級(jí)（見表4）。供試的41份種質(zhì)中，處于1級(jí)的種質(zhì)1份，占總數(shù)的2.44%，為極端耐鹽型，即Z36；處于2級(jí)的種質(zhì)共6份，占總數(shù)的14.63%，為耐鹽型，按耐鹽性強(qiáng)弱依次是Z35>Z09>Z22>Z05>Z15>Z45；處于3級(jí)的材料共7份，占總數(shù)的17.07%，為較耐鹽型，依次是Z24>Z41>Z18>Z40>Z25>Z23>Z21；處于第4級(jí)的共13份，占總數(shù)的31.71%，為中間型，依次是Z19>Z30>Z32>Z12>Z16>Z33>Z02>Z28>Z39>Z06>Z14>Z42>Z34；處于第5級(jí)的共14份，占總數(shù)的34.15%，為敏鹽型，依次是Z44>Z08>Z26>Z37>Z27>Z04>Z07>Z10>Z38>Z43>Z29>Z13>Z31>Z03。從中可以看出溝葉結(jié)縷草最耐鹽。

3 討論

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)鹽脅迫后結(jié)縷草屬植株大部分種質(zhì)的地上部分和地下部分均受到不同程度的抑制，總體而言，對(duì)地上部的影響比地下部分的影響大，這與Dudeck等[24]，陳靜波等[25]分別對(duì)狗牙根和海雀稗以及結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、狗牙根和海雀稗4種暖季型草坪草在鹽脅迫下的表現(xiàn)結(jié)果一致。本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)溝葉結(jié)縷草的耐鹽性較強(qiáng)，這一研究結(jié)果與Qian等[5]的研究結(jié)果相一致。要更好地區(qū)分結(jié)縷草屬種間耐鹽性強(qiáng)弱，需要更多的結(jié)縷草屬資源，本研究中溝葉結(jié)縷草僅2份，中華結(jié)縷草1份，后續(xù)研究可以增加更多典型材料。

利用隸屬函數(shù)分析方法對(duì)植物抗逆性強(qiáng)弱的應(yīng)用得比較廣泛，席嘉賓等[26]通過計(jì)算土壤含水量、水分飽和虧、葉片保水力、脯氨酸和可溶性糖的平均隸屬函數(shù)值，對(duì)采自中國(guó)不同地區(qū)的野生地毯草（Axonopus compressus）的耐旱性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。王贊等[27]和李培英等[28]利用隸屬函數(shù)法分別對(duì)偃麥草（Elytrigia repens）和鴨茅（Dactylis glomerata）種子萌發(fā)期的抗旱性進(jìn)行了研究。孫宗玖等[29]對(duì)利用隸屬函數(shù)法對(duì)份偃麥草的耐鹽性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。褚曉晴等[22]通過隸屬函數(shù)法對(duì)來自中國(guó)的51份假儉草野生種質(zhì)的耐鋁性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。本研究采用平均隸屬函數(shù)法對(duì)各材料的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)平均隸屬函數(shù)計(jì)算結(jié)果，供試的41份種質(zhì)中，處于1～3級(jí)的（較耐鹽種源）共14份，占總數(shù)的34.15%，處于第4級(jí)的（中間型）共13份，占總數(shù)的31.71%，處于第5級(jí)的（鹽敏感種源）共14份，占總數(shù)的34.15%。Brede等[30]，Dunn等[31]認(rèn)為從野生種質(zhì)資源中容易篩選到優(yōu)良的抗逆育種材料，本研結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，不同來源的野生結(jié)縷草資源耐鹽性變異比較大，能篩選出優(yōu)異耐鹽種質(zhì)，為培育耐鹽品種奠定基礎(chǔ)。

本研究采用土培法結(jié)合NaCl鹽水灌溉的方法對(duì)41份結(jié)縷草屬種質(zhì)進(jìn)行了耐鹽性綜合評(píng)價(jià)，篩選出了5份較耐鹽的種質(zhì)，依次是Z35、Z09、Z22、Z05和Z15，為了確保獲得的種質(zhì)耐鹽性可靠，后期還可以利用水培法對(duì)篩選出的種質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證，以便更好地服務(wù)于生產(chǎn)。

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