NaCl脅迫對不同辣椒自交系種子萌發(fā)的影響及其耐鹽性評價.pdf
<p>書北方園藝（）： ·研究論文·第一作者簡介：王勤禮（），男，甘肅永昌人，碩士，教授，現(xiàn)主要從事園藝植物育種及栽培技術(shù)研究與教學(xué)等工作。：基金項目：甘肅省高校河西走廊特色資源利用省級重點實驗室面上資助項目（）；甘肅省年農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣及基地建設(shè)資助項目（甘財農(nóng)號）。收稿日期：脅迫對不同辣椒自交系種子萌發(fā)的影響及其耐鹽性評價王 勤 禮，閆芳，侯 梁 宇，張 文 斌，華軍（河西學(xué)院 河西走廊設(shè)施蔬菜工程技術(shù)研究中心，甘肅 張掖；甘肅省高校河西走廊特色資源利用省級重點實驗室，甘肅 張掖；張掖市經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站，甘肅 張掖）摘要：以個辣椒自交系、和為試材，研究低、中、高濃度（、）脅迫對辣椒種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，采用隸屬函數(shù)法對其耐鹽性進(jìn)行綜合評價，研究脅迫對辣椒自交系萌發(fā)的影響，評價各參試自交系的耐鹽性。結(jié)果表明：低濃度鹽脅迫對種子萌發(fā)及幼苗生長無顯著抑制作用，隨著鹽分濃度的升高，鹽脅迫對個辣椒自交系的種子萌發(fā)造成不同程度的抑制，各自交系間在種子萌發(fā)期存在明顯的耐鹽性差異。綜合評價其耐鹽性結(jié)果為自交系在低鹽條件下耐性最好，自交系對中濃度的鹽脅迫反應(yīng)遲鈍，自交系在各種鹽濃度脅迫下表現(xiàn)出了較好的適應(yīng)性。關(guān)鍵詞：辣椒自交系；脅迫；種子萌發(fā)；耐鹽性中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： 文章編號：（）土壤鹽漬化是影響世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最主要的非生物脅迫之一。由于化肥大量施用以及設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展，土壤次生鹽漬化已成為國內(nèi)外設(shè)施栽培中普遍存在而難以解決的問題。選育抗鹽或耐鹽的農(nóng)作物品種是提高產(chǎn)量的最佳途徑。種子萌發(fā)期是作物生育期中對鹽脅迫最為敏感的時期之一，許多研究均表明種子萌發(fā)期耐鹽性可以反映出該品種其它時期的耐鹽性。因此，種子萌發(fā)期耐鹽性是早期鑒定并篩選耐鹽植物的主要依據(jù)之一。土壤中的致害鹽類以中性鹽為主。鹽分中的和對植物極易造成單鹽毒害，同時對和等的吸收也會產(chǎn)生拮抗作用。有關(guān)脅迫對植物種子影響的研究在一些蔬菜和其它植物上已有不少報道。有研究者探討了脅迫對不同辣椒品種幼苗生理生化特性的影響，結(jié)果表明，高濃度處理會使辣椒植株逐漸表現(xiàn)出鹽害癥狀，在相同濃度處理下，不同品種的鹽害程度不同。但有關(guān)辣椒自交系對鹽脅迫反應(yīng)及耐鹽評價方面的研究報道還比較少。辣椒是河西走廊設(shè)施栽培面積較大的蔬菜之一，由于設(shè)施土壤次生鹽漬化而引起的連作障礙較為嚴(yán)重。為了篩選耐鹽堿設(shè)施辣椒專用品種，試驗選用不同濃度的溶液處理個自選或引進(jìn)的辣椒自交系種子，分析鹽脅迫條件下不同辣椒自交系種子萌發(fā)的響應(yīng)，鑒定和評價該試驗各自交系耐鹽性強(qiáng)弱，進(jìn)一步篩選耐鹽力高的種質(zhì)材料，以期為河西走廊選育耐鹽堿設(shè)施辣椒專用品種提供數(shù)據(jù)支撐。 材料與方法 試驗材料供試?yán)苯纷越幌倒矀€，、為自選自交系，由張掖市富興現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限責(zé)任公司提供。 試驗方法試驗采用二因素完全隨機(jī)設(shè)計，設(shè)置因素個水平，為不同濃度：、；因素個水平，為不 同 自 交 系：、。試驗共個處理組合，次重復(fù)。將供試?yán)苯贩N子用高錳酸鉀溶液浸泡消毒，再用去離子水反復(fù)沖洗多次后待用。選用直徑的培養(yǎng)皿用去離子水沖洗干凈并放入張濾紙，播消毒種子粒后用不同濃度的溶液浸種，以辣椒種子濕潤為度。將培養(yǎng)皿置于的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)芽試驗，每天稱重，并用去離子水補(bǔ)充培養(yǎng)皿中因蒸發(fā)失去的水分，以保持鹽溶液濃度相對穩(wěn)定。 項目測定發(fā)芽勢與發(fā)芽率：后調(diào)查發(fā)芽勢，第天開始統(tǒng)計發(fā)芽率，每天相同時間觀測種子萌發(fā)數(shù)。以胚根突出種皮，且長度達(dá)種子時記為發(fā)芽。發(fā)芽勢（）×。式中：為規(guī)定時間內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)，為種子總數(shù)；發(fā)芽率（）×。式中：為規(guī)定時間內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)，為種子總數(shù)。鮮質(zhì)量與干質(zhì)量：后取植株用蒸餾水沖洗干凈并用吸水紙吸干后，用感量為 的電子分析天平稱其鮮質(zhì)量。稱完鮮質(zhì)量后的植物組織于下殺青，烘至恒重，測植株干質(zhì)量。次重復(fù)?？傰r質(zhì)量以每皿總鮮質(zhì)量計；總干質(zhì)量以每皿總干質(zhì)量計。根長：后，每皿隨機(jī)測定株根長。側(cè)根數(shù)：后，每皿隨機(jī)統(tǒng)計株側(cè)根數(shù)。 數(shù)據(jù)分析利用和 統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，差異顯著性測驗采用法。隸屬函數(shù)值計算參照劉向蕊等方法。試驗指標(biāo)脅迫指數(shù)脅迫下指標(biāo)值對照指標(biāo)值。試驗指標(biāo)隸屬函數(shù)值： （），式中：為第個自交系第個試驗指標(biāo)隸屬函數(shù)值，為第個自交系第個試驗指標(biāo)脅迫指數(shù)，為第個自交系第個試驗指標(biāo)脅迫指數(shù)的最小值，為第個自交系第個試驗指標(biāo)脅迫指數(shù)最大值。若某一指標(biāo)與耐性呈負(fù)相關(guān)，可通過反隸屬函數(shù)計算其脅迫隸屬函數(shù)值。 （）。 結(jié)果與分析 鹽脅迫對辣椒自交系種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率的影響由表可以看出，不同濃度脅迫對不同辣椒自交系的發(fā)芽勢、發(fā)芽率影響不同。在和鹽濃度脅迫下，個自交系對脅迫的敏感性較低，與各自對照相比，發(fā)芽勢與發(fā)芽率均未達(dá)到顯著差異。但在鹽濃度脅迫下，發(fā)芽勢、發(fā)芽率分別高于對照和。由此表明，鹽濃度脅迫對自交系的發(fā)芽有一定的促進(jìn)作用，但與對照無顯著性差異。脅迫濃度為時，所有參試自交系發(fā)芽勢均有所降低，與對照達(dá)到了顯著差異，表明自交系對中濃度脅迫已開始敏感；各自交系發(fā)芽率與對照雖有差異，但差異均不顯著。當(dāng)脅迫濃度達(dá)到以上時，個自交系發(fā)芽勢均急劇下降，顯著低于對照；發(fā)芽率也下降，但與各自對照差異不顯著。表明辣椒自交系在中高濃度脅迫下，發(fā)芽勢較發(fā)芽率更為敏感，各參試自交系種子萌發(fā)已受到影響。在鹽濃度脅迫下，北方園藝月（下）所有參試自交系發(fā)芽勢、發(fā)芽率均顯著低于對照，表明該濃度脅迫已嚴(yán)重阻礙了辣椒種子的萌發(fā)。不同萌發(fā)階段，不同鹽濃度脅迫對個自交系種子的萌發(fā)影響也各不相同。圖所示為萌發(fā)過程中個自交系種子萌發(fā)情況。第天時，自交系和在低濃度（）脅迫下，已表現(xiàn)出較高的萌發(fā)率，自交系的萌發(fā)率仍然較低；在高濃度（）脅迫下，所有參試自交系的萌發(fā)率均很低。由此表明，自交系和對低濃度脅迫具有較好的適應(yīng)性，自交系對低濃度脅迫反應(yīng)較為 敏 感。第天 時，自 交 系、在各種濃度脅迫下，萌發(fā)率顯著提高，第天達(dá)到了較高的萌發(fā)率，但自交系在鹽濃度脅迫下，第天、第天萌發(fā)率仍然很低。由此說明，自交系和在低濃度脅迫下有 較 好 的 萌 發(fā) 率，自 交 系、在較高濃度（）脅迫下仍有較好的萌發(fā)率，自交系對各種濃度的脅迫均有較好的適應(yīng)性。表鹽脅迫對辣椒自交系種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率的影響 自交系 鹽濃度 發(fā)芽勢 發(fā)芽率 注：同列小寫字母表示在水平的差異顯著性，大寫字母表示在水平的差異顯著性。下同。： ， ， 鹽脅迫對辣椒自交系幼苗生長量的影響 鹽脅迫對辣椒自交系幼苗總干質(zhì)量、總鮮質(zhì)量的影響表表明，自交系在鹽濃度脅迫下，總鮮質(zhì)量最高，除與鹽濃度脅迫外，與對照及其它處理間均達(dá)到了顯著差異，表明低濃度的脅迫對自交系總鮮質(zhì)量具有一定的促進(jìn)作用；自交系在鹽濃度脅迫下，總鮮質(zhì)量最高，但與、鹽濃度脅迫、對照間差異不顯著，表明低濃度脅迫對自交系總鮮質(zhì)量影響不大；自交系在鹽濃度脅迫下，總鮮質(zhì)量最高，但與其它處理間均未達(dá)到顯著差異，表明自交系總鮮質(zhì)量對此鹽濃度脅迫反應(yīng)較為遲鈍。在較高濃度（）脅迫下， 第期北方園藝圖不同萌發(fā)期個辣椒自交系在鹽脅迫下的萌發(fā)率 表鹽脅迫對辣椒自交系的總干質(zhì)量及總鮮質(zhì)量的影響 自交系 鹽濃度 總干質(zhì)量 總鮮質(zhì)量 自交系、總鮮質(zhì)量除鹽濃度脅迫外，與其它處理差異顯著，自交系總鮮質(zhì)量與所有處理間差異仍不顯著，由此表明，較高濃度脅迫對自交系總鮮質(zhì)量影響不明顯。從表還可看出，低濃度（）脅迫下，各自交系總干質(zhì)量的各處理間差異不顯著；在較高濃度（）脅迫下，各自交系總干質(zhì)量的各處理間差異也不顯著，但與較低濃度脅迫間差異達(dá)到了顯著水平。由此表明，低濃度北方園藝月（下）脅迫對各自系干物質(zhì)積累沒有明顯的影響。 鹽脅迫對辣椒自交系幼苗根長、側(cè)根數(shù)的影響由圖可知，不同濃度脅迫下，辣椒自交系、幼苗根長均隨著鹽濃度的升高呈下降趨勢，并且鹽濃度越高，根長受抑程度越大；自交系表現(xiàn)出先減少后增加最后不斷減少的趨勢。當(dāng)脅迫濃度達(dá)到時，自交系幼苗根長開始顯著降低，自交系幼苗根長有上升趨勢，自交系根長變化不明顯；脅迫濃度增 加 到時，自 交 系、幼苗根長開始顯著降低，自交系根長變化仍不明顯。當(dāng)脅迫濃度達(dá)到時，個自交系根長顯著降低，自交系根 長 最 短。由 此 表 明，自 交 系根系生長在中鹽脅迫下受到了抑制，自交系在低脅迫下表現(xiàn)出較好的耐性，自交系根系生長在低脅迫下反應(yīng)敏感，中脅迫下反應(yīng)遲鈍。高濃度脅迫對辣椒種子根的生長具有明顯的抑制作用。圖鹽脅迫對辣椒自交系幼苗根長的影響 圖表明，各濃度脅迫處理對根數(shù)的影響與根長影響表現(xiàn)相似的趨勢，但低濃度脅迫即顯著抑制側(cè)根的形成，隨著鹽濃度的升高，側(cè)根生長受到強(qiáng)烈抑制或完全無側(cè)根形成。表明脅迫主要影響側(cè)根的發(fā)育。圖鹽脅迫對辣椒自交系幼苗側(cè)根數(shù)的影響 辣椒自交系耐鹽性評價 各單項指標(biāo)的耐鹽系數(shù)及其相關(guān)分析試驗指標(biāo)脅迫指數(shù)能夠消除自交系間固有差異，較絕對值更能準(zhǔn)確反映辣椒耐鹽能力的大小。由表可知，各自交系經(jīng)脅迫處理后，側(cè)根數(shù)和根長的脅迫指數(shù)均小于； 脅迫下，自交系的發(fā)芽率、總干鮮質(zhì)量的脅迫指數(shù)大于； 脅迫下，自交系的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、總干鮮質(zhì)量的脅迫指數(shù)大于； 脅迫下，自交系的發(fā)芽率、總干鮮質(zhì)量的脅迫指數(shù)大于；說明低濃度脅迫可促進(jìn)部分辣椒自交系發(fā)芽率和地上部生長，但影響根系的生長發(fā)育。另外，各單項指標(biāo)的脅迫指數(shù)變化也不同，因此，用不同單項指標(biāo)脅迫指數(shù)來評價辣椒自交系的耐鹽性，其結(jié)果均不相同。通過指標(biāo)間相關(guān)性分析，可揭示指標(biāo)間是否存在相關(guān)關(guān)系。表表明，各指標(biāo)間均存在不同程度的相關(guān)性，說明各指標(biāo)提供的信息發(fā)生相互重疊。表表明，各指標(biāo)在不同自交系耐鹽性中所表現(xiàn)的大小也不同，表明辣椒自交系耐鹽性是一個復(fù)雜的綜合性狀，對辣椒自交系種子發(fā)芽階段的抗鹽性評價時，不僅要考慮材料在鹽脅迫下的發(fā)芽能力，還要考慮種子發(fā)芽后其種子苗能否正常生長。因此直接利用各單項指標(biāo)不能準(zhǔn)確、客觀地進(jìn)行辣椒自交系耐鹽性評價。 第期北方園藝表鹽脅迫下辣椒幼苗各單項指標(biāo)的耐鹽系數(shù) 鹽濃度 自交系 發(fā)芽勢發(fā)芽率總干質(zhì)量 總鮮質(zhì)量 側(cè)根數(shù) 根長 表鹽脅迫下辣椒自交系耐鹽指數(shù)相關(guān)系數(shù) 鹽濃度 指標(biāo)發(fā)芽勢（）發(fā)芽率（）總干質(zhì)量 （）總鮮質(zhì)量 （）側(cè)根數(shù) （）根長（） 隸屬函數(shù)分析采用隸屬函數(shù)方法，對個辣椒自交系進(jìn)行耐鹽性評定。表表明，不同自交系在不同鹽濃度脅迫下耐性不同。自交系在北方園藝月（下）表鹽脅迫下辣椒幼苗各單項指標(biāo)的隸屬函數(shù)值 鹽濃度自交系發(fā)芽勢發(fā)芽率總干質(zhì)量 總鮮質(zhì)量 側(cè)根數(shù) 根長平均隸屬函數(shù)值 鹽濃度脅迫下，平均隸屬函數(shù)值最高，耐性最好。自交系在高濃度（）脅迫下，平均隸屬函數(shù)值最高，但在低濃度（）脅迫下，平均隸屬函數(shù)值最低，其耐性最差。自交系在各濃度脅迫下，均表現(xiàn)出了較好的耐性，但在脅迫濃度為、時，平均隸屬函數(shù)值最高，耐性最好。 討論與結(jié)論多數(shù)研究認(rèn)為鹽脅迫對種子萌發(fā)有顯著的抑制作用。有關(guān)低濃度鹽脅迫促進(jìn)種子萌發(fā)也有報道，如張淑艷等研究發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫下，草地早熟禾種子的活力指數(shù)總體呈下降趨勢，但低濃度下個別品種活力指數(shù)超過了對照，可見低濃度鹽處理可以促進(jìn)種子萌發(fā)；綠云媚等研究發(fā)現(xiàn)，隨著鹽濃度的升高，苜蓿種子發(fā)芽指數(shù)有的品種一直下降，有的品種先上升后下降，而有的品種則出現(xiàn)不同程度的波動。該研究結(jié)果表明，不同辣椒自交系對脅迫反應(yīng)是不同的，低濃度脅迫對自交系的發(fā)芽率、總干質(zhì)量、總鮮質(zhì)量具有一定的促進(jìn)作用，但對高濃度的脅 迫 反 應(yīng) 較 為 敏 感；自 交 系在各濃度脅迫下，均表現(xiàn)出了較好的耐性，尤其在鹽濃度脅迫下，對種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、總干質(zhì)量、總鮮質(zhì)量具有較好的促進(jìn)作用；自交系對低濃度脅迫較為敏感，但對中濃度脅迫相對反應(yīng)遲鈍。這與前人研究的結(jié)果相似。根系是吸收水分、無機(jī)營養(yǎng)和少量有機(jī)營養(yǎng)的器官，并合成生長必需的調(diào)節(jié)物質(zhì)，根系發(fā)育的好壞直接影響植物的生長發(fā)育。該研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫對辣椒自交系根系生長較地上部莖葉生長更為敏感。在低濃度脅迫下，各辣椒自交系部分地上指標(biāo)優(yōu)于對照，但根系長度與側(cè)根數(shù)均低于對照。隨著鹽濃度的升高，各辣椒自交系根長與側(cè)根數(shù)呈明顯下降趨勢，但材料不同變幅不同。當(dāng)鹽濃度達(dá)到時，根系生長受到了強(qiáng)烈的抑制，無側(cè)根形成，這與前人在不同作物上的研究結(jié)果相似。大量研究結(jié)果表明，不同植物或植物不同品種間耐鹽性存在差異。如祖艷俠等研究了鹽脅迫對紫色莢豇豆品種“鹽紫豇號”和綠色莢豇豆品種“”種子萌發(fā)的影響，結(jié)果表明后者耐鹽能力高于前者。顧閩峰等用不同濃度的處理了個辣椒品種，結(jié)果表明，在不同濃度脅迫下，辣椒品種間種子萌發(fā)差異顯著。該試驗通過隸屬函數(shù)法分析了個辣椒自交系在不同鹽濃度脅迫下的耐鹽性，發(fā)現(xiàn)自交系在低鹽脅迫下耐性最好，自交系在各濃度鹽脅迫下，均表現(xiàn)出了較好的適應(yīng)性，自交系對低濃度的鹽脅迫較為敏感，但對中濃度的鹽脅迫相對反應(yīng)遲鈍。 第期北方園藝根據(jù)以上結(jié)果可以看出，不同辣椒自交系對不同濃度脅迫的反應(yīng)不同，在一定范圍內(nèi)，低濃度脅迫能夠促進(jìn)部分自交系種子萌發(fā)，但隨著鹽濃度升高，種子萌發(fā)受到抑制，但抑制程度不同。辣椒自交系地上部比根部對脅迫更為敏感；通過隸屬函數(shù)綜合評價，自交系在低鹽條件下耐性最好，自交系對中濃度的鹽脅迫反應(yīng)遲鈍，自交系在各種鹽濃度脅迫下表現(xiàn)了較好的適應(yīng)性。參考文獻(xiàn)張永鋒，梁正偉，隋麗，等鹽堿脅迫對苗期紫花苜蓿生理特性的影響草業(yè)學(xué)報，（）：魏國強(qiáng)，朱祝軍，方學(xué)智，等脅迫對不同品種黃瓜幼苗生長葉綠素?zé)晒馓匦院突钚匝醮x的影響中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，（）：陳復(fù)，郝吉明，唐華俊中國人口資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究（第卷）北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，：姜景彬，魏民，張賀，等蔬菜耐鹽性鑒定方法研究進(jìn)展中國瓜菜，（）：韓志平，張海霞，劉淵，等脅迫對不同品種黃瓜種子萌發(fā)特性的影響北方園藝，（）：劉鳳岐，劉杰淋，朱瑞芳種燕麥對脅迫的生理響應(yīng)及耐鹽性評價草業(yè)學(xué)報，（）：張舟，鄔忠康，陳志成，等鹽脅迫對個品種豇豆種子萌發(fā)的影響種子，（）：周靜，徐強(qiáng)，張婷脅迫對不同品種辣椒幼苗生理生化特性的影響西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），（）：劉向蕊，陳小榮，楊軍，等冷害隸屬函數(shù)在水稻耐低溫性狀的評價江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，（）：鄭鋮，易自力，肖亮，等脅迫對芒屬種子萌發(fā)及幼苗生長的影響中國草地學(xué)報，（）：慈敦偉，張智猛，丁紅，等花生苗期耐鹽性評價及耐鹽指標(biāo)篩選生態(tài)學(xué)報，（）：張淑艷，包桂榮，白長壽，等幾種草地早熟禾種子萌發(fā)期耐鹽性的比較研究內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），（）：綠云媚，李燕不同鹽脅迫對苜蓿種子萌發(fā)的影響草業(yè)科學(xué)，（）：韓朝紅，孫谷疇，林植芳對吸脹后水稻的種子發(fā)芽和幼苗生長的影響植物生理學(xué)通訊，（）：祖艷俠，郭軍，梅燚，等鹽脅迫對不同莢色豇豆種子萌發(fā)的影響江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，（）：顧閩峰，鄭佳秋，郭軍，等鹽脅迫對個辣椒品種種子萌發(fā)的影響江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，（）： 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