亞麻種質(zhì)資源萌發(fā)期耐鹽性鑒定研究

宋鑫玲，王曉楠，孫宇峰，曹洪勛

(黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江 大慶 163319)

0 引言

作物耐鹽堿性研究一直是研究熱點(diǎn)。為了適應(yīng)鹽漬化土壤種植，對小麥[1]、大豆[2]、玉米[3]、大麥[4]等糧食作物相繼開展了研究，獲得了大量的耐鹽品種。為了適應(yīng)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，故在鹽堿地開發(fā)經(jīng)濟(jì)作物種植模式及適宜的經(jīng)濟(jì)作物篩選十分重要[5]。

亞麻是一種重要的工業(yè)原料，為了實(shí)現(xiàn)亞麻在鹽堿環(huán)境下的推廣種植，針對亞麻耐鹽性開展了相關(guān)研究，并取得了一定進(jìn)展。趙東升[6]采用NaCl和Na2CO3的混合溶液對亞麻資源開展篩選，獲得1份高耐鹽品種、1份高敏感品種。于瑩[7]分別采用中性鹽、堿性鹽、復(fù)合鹽溶液開展了亞麻種質(zhì)資源耐鹽性篩選，結(jié)果表明，同一份材料在不同處理?xiàng)l件下，耐鹽程度有所不同，有的耐中性鹽，有的耐堿性鹽。由于不同鹽堿地土壤特性不同，同一份材料在不同土壤條件下抗性有差異，故資源篩選需要結(jié)合土壤特點(diǎn)才具有實(shí)際意義。

大慶地處黑龍江西部松嫩平原，土壤主要離子含量與其他土壤明顯不同，屬于蘇打鹽堿土類型[8]。本試驗(yàn)結(jié)合大慶市土壤特點(diǎn)，采用含有CHO3-、CO32-、Cl-、SO42-的復(fù)合鹽溶液模擬土壤環(huán)境，對亞麻主要的種質(zhì)資源開展耐鹽堿性篩選，為鹽堿地條件下推廣適宜的品種打下良好基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用纖維用亞麻資源16份，其中國外資源14份，國內(nèi)資源2份。參試材料由黑龍江省科學(xué)院大慶分院亞麻研究所提供，材料名稱和試驗(yàn)編號見表1。

表1 試驗(yàn)材料名稱及編號Tab.1 Name and number of the materials

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，脅迫組采用120 mmol/L復(fù)合鹽溶液處理亞麻種子，每個(gè)品種設(shè)3次重復(fù)，以蒸餾水為對照。

選擇成熟、飽滿、無病蟲害且大小適宜、均勻一致的健康種子，用0.1%的氯化汞溶液浸種10 min，對種子進(jìn)行消毒；將種子置于11×11 cm塑料發(fā)芽盒中，以雙層濾紙加吸水紙為發(fā)芽床，每皿100粒，在濾紙上寫好編號，并將種子按照10×10方陣均勻點(diǎn)開；脅迫組里每個(gè)發(fā)芽盒加入20 mL復(fù)合鹽溶液，對照組加入蒸餾水，放入光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，溫度24℃，光照培養(yǎng)；從放入培養(yǎng)箱時(shí)起，第3 d調(diào)查發(fā)芽勢，期間要注意培養(yǎng)皿是否濕潤，若不足及時(shí)補(bǔ)充；第7 d測發(fā)芽率。

1.2 調(diào)查項(xiàng)目及統(tǒng)計(jì)分析

計(jì)算種子發(fā)芽勢(GE)、發(fā)芽率(GR)、鹽脅迫指數(shù)(SA)：GE(%)=3天正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100；GR(%)=發(fā)芽6 d累積的發(fā)芽數(shù)/共試種子數(shù)×l00；SA(%)=(|脅迫發(fā)芽率-對照發(fā)芽率|)/脅迫發(fā)芽率×100；本試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析軟件采用excel 2010、SAS 9.4。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種間萌發(fā)期基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

發(fā)芽勢、發(fā)芽率是種子萌發(fā)能力的重要指標(biāo)，發(fā)芽勢反映的是種子潛在的活力性征，發(fā)芽率是衡量種子能否成苗的重要前提，從表2可以看出，脅迫條件下，發(fā)芽勢最大值是62.67，最小值為4，可見不同品種間發(fā)芽勢差異較大，而對照組差異不明顯；發(fā)芽率最大值是76，最小值是13，發(fā)芽率和發(fā)芽勢的差值不是很大，說明亞麻種子的萌發(fā)能力主要反映在發(fā)芽勢上，生產(chǎn)上多用發(fā)芽勢作為主要參考數(shù)據(jù)。

表2 不同品種發(fā)芽勢及發(fā)芽率原始數(shù)據(jù)Tab.2 Original data of germination vigor and germination rate of different varieties

2.2 復(fù)合鹽脅迫對不同品種發(fā)芽勢、發(fā)芽率的影響

將品種的發(fā)芽勢、發(fā)芽率做方差分析，見表3。結(jié)果表明，脅迫下品種間發(fā)芽勢方差122 277.25，F(xiàn)值24.65，數(shù)據(jù)間差異極顯著(P<0.01)；發(fā)芽率方差14 593.979，F(xiàn)值24.29，數(shù)據(jù)間差異也極顯著(P<0.01)，說明試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)有效，所選取的試驗(yàn)材料代表性較強(qiáng)。經(jīng)多重比較(見表4)：瑞典5038，華光1號在發(fā)芽勢與其他材料存在顯著差異(P<0.05)，發(fā)芽率存在極顯著差異(P<0.01)?；鹁媾c其他材料兩個(gè)指標(biāo)均存在顯著差異(P<0.05)。由此可見，參試的材料中，瑞典5038在鹽堿脅迫條件下仍能保持較高的發(fā)芽能力，而火炬、羅引1號在脅迫下缺表現(xiàn)出較低的發(fā)芽能力。瑞士9號、瑞士7號、DAN、瑞典5064與日本5號、Taiga、fibra、羅馬尼亞2號、YSOLDA、彭特考瓦、Milenivm、羅引一號、火炬、Natasja差異顯著，說明參試品種并不是單個(gè)品種之間的差異，而是一組品種之間的差異。

表3 不同品種發(fā)芽勢、發(fā)芽率方差分析Tab.3 Variance analysis of germination vigor and rate of different varieties

表4 品種間發(fā)芽勢、發(fā)芽率多重比較Tab.4 Multiple comparisons of germination vigor and rate among varieties

2.3 不同品種耐鹽性聚類分析

聚類分析是一種科學(xué)的歸納、演繹方法[9]。試驗(yàn)采用歐氏距離(D)對16份亞麻種質(zhì)資源的鹽堿脅迫下4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析[10]，結(jié)果如圖3所示。在歐氏距離D=2.491 1的水平上，可將16份亞麻種質(zhì)資源劃分為3大類群。第Ⅰ大類群只有火炬1個(gè)品種，該品種在鹽脅迫條件下的芽率只有3%，為極端敏感材料。第Ⅱ大類群包括Natasja、羅引一號、Milenivm等13個(gè)品種。該類群主要發(fā)芽勢、發(fā)芽率、耐鹽指數(shù)差異顯著。該類群還可分為3個(gè)亞類，Natasja、羅引一號、Milenivm為第一亞類，該亞類在脅迫下發(fā)芽率6%～10%，屬于鹽敏感品種；第二亞類包括彭特考瓦、YSOLDA、羅馬尼亞2號、fibra、Taiga、日本5號這6個(gè)品種，該亞類其特點(diǎn)是重度脅迫條件下，較不耐鹽。第三亞類包括瑞士9號、瑞士7號、瑞典5064、DAN這4個(gè)品種，該類群的表現(xiàn)出中等的耐鹽性。第Ⅲ大類群包括華光1號和瑞典5038兩個(gè)品種，該類群主要特點(diǎn)是發(fā)芽勢、發(fā)芽率和耐鹽指數(shù)均高，可認(rèn)為是耐鹽品種。

圖1 聚類分析Fig.1 Cluster analysis

3 討論

適宜的耐鹽品種是鹽堿地種植的基礎(chǔ)。種子在鹽堿地條件下能夠發(fā)芽并成苗是種植生產(chǎn)的關(guān)鍵，一個(gè)品種在逆境條件下能否迅速發(fā)芽成苗、減少萌發(fā)消耗有利于生育期的生長與繁殖[11]。從亞麻種子萌發(fā)能力來看，耐鹽材料萌發(fā)迅速，發(fā)芽勢較強(qiáng)。瑞典5038與華光1號在高鹽條件下能夠達(dá)到62.67和51.67的發(fā)芽勢，說明該材料種子萌發(fā)時(shí)內(nèi)部某活性成分較高，有利于其萌發(fā)?；蚴敲{迫下，激活了某些活性酶的表達(dá)，使其迅速適應(yīng)環(huán)境，這需要進(jìn)一步研究與種子萌發(fā)有關(guān)的因素來具體闡述種子的迅速萌發(fā)機(jī)制。對于在鹽堿地種植的材料篩選來看，瑞典5038與華光1號的芽率未達(dá)到85%，但是本試驗(yàn)選取的濃度是種質(zhì)資源表現(xiàn)最為豐富的濃度，在生產(chǎn)土壤鹽堿性過大情況下不利于種植亞麻，即使篩選出的材料能夠萌發(fā)成苗，但產(chǎn)量過低，也不利于生產(chǎn)。輕度鹽堿條件下，本試驗(yàn)篩選的材料不僅能夠發(fā)芽成苗，同等條件下產(chǎn)量不會過于降低，有利于推廣種植。從遺傳聚類圖上看，參試的16份資源分為3個(gè)大類，耐鹽的材料較少，耐鹽中等偏敏感材料居多，故需要進(jìn)一步擴(kuò)大篩選資源數(shù)量，尋找綜合耐鹽性更好的品種。