高梁種質(zhì)資源萌發(fā)期耐鹽性鑒定與篩選

摘要：萌發(fā)期是高粱各生育階段中對鹽分脅迫最敏感的時(shí)期，在萌發(fā)期進(jìn)行高粱種質(zhì)資源的耐鹽性鑒定和耐鹽種質(zhì)篩選對培育耐鹽高粱品種具有重要意義。本研究采用150 mmol/L NaCl溶液模擬鹽脅迫環(huán)境，對172份萌發(fā)期高粱種質(zhì)進(jìn)行耐鹽鑒定，測定發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、芽長、根長、芽鮮重、芽干重、根鮮重、根干重9個(gè)指標(biāo)并計(jì)算其相對值，進(jìn)行相關(guān)分析、主成分分析和聚類分析。結(jié)果表明，172份高粱種質(zhì)萌發(fā)期性狀遺傳變異豐富，性狀間多數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)；主成分分析將9個(gè)指標(biāo)歸納為3個(gè)主成分，分別代表萌發(fā)狀況及芽部和根部的生長狀況，其中發(fā)芽指數(shù)、芽干重和根長可作為高粱萌發(fā)期耐鹽性鑒定的主要評價(jià)指標(biāo)。由隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)和聚類分析結(jié)果可知，172份高粱種質(zhì)可分為5個(gè)類群，分別為高度耐鹽種質(zhì)34個(gè)、耐鹽種質(zhì)35個(gè)、中等耐鹽種質(zhì)35個(gè)、鹽敏感種質(zhì)35個(gè)、高度鹽敏感種質(zhì)33個(gè)。其中萌發(fā)期耐鹽性最強(qiáng)的高粱種質(zhì)為R4545、TX622B、R366，可為下一步高粱耐鹽新品種選育、遺傳改良及耐鹽分子機(jī)理研究提供材料支持。

關(guān)鍵詞：高粱；耐鹽性；萌發(fā)期；主成分分析；隸屬函數(shù)；聚類分析

中圖分類號：S502.414 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2024）09-0043-08

鹽漬土是在全球范圍內(nèi)廣泛分布的一種土壤類型，是一系列受鹽堿作用的鹽土、堿土及各種鹽化、堿化土壤的總稱。全球約有9.54億hm2的土地遭受鹽漬化威脅，并且這個(gè)數(shù)字還在不斷地上升中。我國是一個(gè)人口大國，人均土地資源低于世界平均水平，同時(shí)也是土壤鹽漬化比較嚴(yán)重的國家之一，鹽漬土總面積約為3 690萬hm2，是我國重要的后備土地資源。西北、華北、東北及沿海地區(qū)是我國鹽漬土主要分布區(qū)域，其中沿海地區(qū)的山東是我國重要的耕作區(qū)，受到鹽漬化威脅的土壤占總面積的6.75％，占耕地面積的14.1％，嚴(yán)重影響糧食產(chǎn)量，對其農(nóng)業(yè)危害程度僅次于干旱。此外，由于施肥和灌溉不當(dāng)，次生鹽漬土面積也在不斷增加，不僅造成土壤理化性狀不良，還影響植物生長。因此，合理改良、利用山東地區(qū)鹽漬土是解決耕地面積少的重要途徑之一。

在鹽漬土上種植耐鹽堿作物是目前改良鹽漬土最經(jīng)濟(jì)有效且可持續(xù)的方法。研究表明，鹽生植物能夠吸收、積累鹽分，降低土壤含鹽量，并能較快覆蓋地表，抑制返鹽，增加土壤動物和微生物的種類及數(shù)量，改善鹽漬土理化性狀，同時(shí)能夠帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。

高粱起源于非洲，是全球第五大糧食作物，也是中國重要的雜糧作物。它具有較強(qiáng)的抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐貧瘠、耐高溫等抗逆特性，屬C4植物，光合效率高，生物產(chǎn)量高，可在干旱、鹽堿和瘠薄的邊際土地上種植，被認(rèn)為是最具開發(fā)潛力的糧飼作物和能源植物。同時(shí)，高粱的用途廣泛，可食用、飼用、釀造用、生物能源用、化工材料用等。因此，對高粱資源進(jìn)行耐鹽鑒定，篩選優(yōu)異的耐鹽材料，從而培育耐鹽高粱新品種意義重大。

目前關(guān)于鹽脅迫對高粱生理生化特性影響的研究主要集中在苗期，但是作物種子萌發(fā)期對鹽分也很敏感。種子的耐鹽性是進(jìn)行植物耐鹽性早期鑒定及進(jìn)行耐鹽品種早期選擇的基礎(chǔ)。前人對高粱品種萌發(fā)期耐鹽性鑒定開展了廣泛研究；王春語等以發(fā)芽率為評價(jià)指標(biāo)，從396份材料中選出5份耐鹽型高粱種質(zhì)：劉芳等研究得出，芽長、干重和鮮重等可作為鑒定篩選玉米耐鹽性的形態(tài)指標(biāo)：De Le6n等研究認(rèn)為，根長和芽長可作為快速鑒定小麥耐鹽性的指標(biāo)。但這些研究在進(jìn)行作物耐鹽性鑒定時(shí)選用的指標(biāo)比較單一，所得結(jié)論不夠全面準(zhǔn)確。崔江慧等通過比較根長、苗高、側(cè)根數(shù)、葉片萎蔫等的變化對高粱材料耐鹽性進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)結(jié)果更加精準(zhǔn)，但并不適合高粱萌發(fā)期大規(guī)模材料的耐鹽篩選。

濱海鹽漬土面積較大且土體鹽分重，鹽分組成以NaCl為主、對作物生長危害和抑制明顯，因此篩選和培育耐NaCI高梁種質(zhì)資源，對于濱海鹽堿地開發(fā)利用具有重要意義。孫璐等從42個(gè)高粱品種中隨機(jī)選擇6個(gè)進(jìn)行不同濃度鹽脅迫處理，確定高粱萌發(fā)期耐鹽性鑒定的適宜NaCI濃度為150 mmol/L，并篩選出5個(gè)高度耐鹽品種和3個(gè)高度鹽敏感品種。因此，本研究以150 mmol/L NaCI溶液模擬鹽脅迫，對172份高粱種質(zhì)進(jìn)行耐鹽性鑒定，研究建立高粱萌發(fā)期耐鹽性鑒定的科學(xué)評價(jià)體系并篩選耐鹽種質(zhì)，以期為耐鹽種質(zhì)資源開發(fā)利用及耐鹽新種質(zhì)創(chuàng)制提供材料基礎(chǔ)和理論依據(jù)。