APP下载

茄子种质资源耐盐性鉴定及耐盐评价指标筛选

2018-09-12

中国蔬菜 2018年9期
关键词:耐盐耐盐性发芽势

张 宇 马 乐 卢 垚 王 露 杨 旭

(扬州大学园艺与植物保护学院,江苏扬州 225009)

近年来,随着设施栽培的迅猛发展,种植者不合理的轮作和过度使用化肥,导致土壤盐渍化日益严重(姜伟,2010)。土壤盐碱化是植物生长所面临的重要非生物胁迫之一,严重影响着植物的生长和发育,日益成为设施作物栽培的重要限制性因素,阻碍设施生产的可持续发展(杨春燕 等,2015)。研究发现,植物萌芽期及幼苗期的耐盐能力最弱,其次是生殖生长期,而其他生长发育阶段对盐胁迫的抵抗能力相对较好,因此对植物耐盐性的筛选应在发育早期进行(Asins et al.,1993)。

茄子(Solanum melongena L.)是世界十大蔬菜作物之一,在世界大多数地区都有栽培,尤其以亚洲、欧洲、非洲、北美洲等地区种植广泛(Heuer et al.,1986)。土壤盐渍化对茄子营养生长和生殖生长均有显著影响,对营养生长期的影响具体表现在开展度、株高、茎粗等方面,造成生长势减弱;生殖生长期的影响表现在坐果率和单果质量两方面,导致产量和品质下降(于成志和杨延杰,2014)。因此,开展茄子种质资源早期耐盐性筛选及研究快速鉴定茄子耐盐性的方法,对茄子耐盐品种选育具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用190份茄子材料进行种质资源耐盐性鉴定,其中135份材料来源于国家品种资源中期库,其余材料由扬州大学茄果类蔬菜育种实验室从国内外广泛收集而来,包括野生种质资源及常规栽培品种。根据190份种质资源耐盐性鉴定结果,选取15份茄子材料(表1)做进一步的耐盐性指标鉴定。

1.2 190份茄子材料的耐盐性鉴定

试验于2017年5月在扬州大学园艺与植物保护学院园艺植物育种实验室中进行。将190份供试种子用50%多菌灵可湿性粉剂500倍液浸种20 min后,用自来水冲洗,于55 ℃温水中浸种24 h后放入培养箱催芽,待40%的种子露白后进行播种。采用穴盘育苗法,每份材料播种20粒,待幼苗长至二叶一心时进行间苗移苗处理。每份材料选取8株长势一致的幼苗,待幼苗长至四叶一心时进行盐胁迫处理。

表1 供试15份茄子材料的来源及类型

以氯化钠(NaCl)溶液进行盐胁迫处理,处理周期为10 d,共浇灌4次,分别于处理第1、3、5、7天上午8:00浇灌盐溶液。为防止第1次盐胁迫处理时因盐浓度过大导致植株快速性萎蔫致死,需设置浓度梯度(郑兴莲,2006;张玲 等,2014),第1次盐处理浓度为60 mmol·L-1,后3次均为120 mmol·L-1,每孔浇灌盐水10 mL,对照浇灌蒸馏水。

1.2.1 盐害指数鉴定 盐胁迫处理10 d 后,对190份茄子种质资源进行盐害指数统计,参照闫旭东(2012)的方法对盐害症状进行分级:0级,生长正常,无受害症状;1级,生长基本正常,1/3叶缘、叶尖青枯;2级,生长受抑制,1/3全叶皱缩或青枯;3级,生长受抑制,2/3叶片枯落;4级,整个植株枯死或接近死亡。

1.2.2 叶绿素损失率测定 盐胁迫处理后,不同茄子材料由于耐盐性强弱的差异而表现出不同的叶绿素损失程度。采用丙酮提取比色法测定叶绿素含量,计算叶绿素损失率。

1.2.3 数据统计 采用Excel 2013软件对所测得的盐害指数和叶绿素损失率进行统计分析。用综合隶属函数法对这两项指标进行评价,根据两项指标的具体隶属度求得平均隶属度,判定茄子种质资源的耐盐性强弱。

参照李锡香和朱德蔚(2006)的方法,按照平均隶属度将耐盐性分为5级(表2)。根据耐盐性等级,选取15份茄子材料进行进一步的耐盐性指标鉴定。

表2 茄子耐盐性评价标准

1.3 15 份茄子材料的耐盐性指标鉴定

将15份茄子材料分别在发芽期和幼苗期进行盐胁迫处理,并测定相应生理指标,建立茄子耐盐筛选体系。

① 芽期试验:选择颗粒饱满、色泽正常的种子,将种子消毒后,55 ℃温汤浸种24 h进行催芽试验。每个品种分别选40粒种子放置于铺有2层滤纸的培养皿中,设NaCl浓度为200 mmol·L-1,以蒸馏水为对照。分别在试验组和对照组培养皿中加入7 mL盐溶液和蒸馏水,加盖。每天更换新的滤纸、进行盐溶液和蒸馏水处理。将培养皿放入培养箱暗处理24 h后,光照16 h,黑暗8 h,温度25℃ 培养。试验设3次重复。

② 苗期试验:当15份茄子幼苗长至四叶一心时,对幼苗进行盐胁迫处理,对照为蒸馏水,方法同1.2。

1.3.1 发芽指标的测定 以胚根长0.2 cm作为发芽标准,每天定时观察、补水,并记录种子发芽数,以第8天和第18天发芽数分别计算发芽势、发芽率(吴雪霞 等,2011)。

1.3.2 脯氨酸含量测定 用3%的磺基水杨酸提取叶片中的脯氨酸,在2 mL的提取液中加入冰醋酸和酸性茚三酮,沸水浴加热30 min,溶液变色。冷却后加甲苯振荡,静置2 h。以甲苯为对照,在520 nm波长处比色,测定吸光值。

1.3.3 盐害指数鉴定和叶绿素损失率测定 方法同1.2.1和1.2.2。

1.3.4 数据统计 采用Excel 2013软件对所测得的15份茄子品种盐胁迫后的发芽率、发芽势、脯氨酸含量、盐害指数和叶绿素损失率进行统计分析。分别计算各指标的具体隶属度,并计算平均隶属度。利用SPSS软件对生理指标进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 190份茄子材料的耐盐性鉴定

从表3可以看出,190份茄子种质资源中有5份盐敏感、20份不耐盐、56份中等耐盐、74份耐盐和35份强耐盐材料。从中筛选出15份耐盐性不同的茄子品种,分别为刺茄、马来亚茄、盐城青长茄、蒜芥茄、眉州墨茄、天津二苠茄、14C-30、14C-25、苏州牛角、紫墨长茄、14C-12、10C-1、青羊角茄、泰国小茄和海圆茄,进行芽期和苗期的耐盐性指标鉴定。

表3 茄子种质资源耐盐性鉴定结果

(续表)

(续表)

(续表)

(续表)

2.2 15份茄子材料的耐盐性鉴定

2.2.1 盐胁迫对种子发芽率的影响 除蒜芥茄和盐城青长茄外,蒸馏水处理(CK)的茄子种子发芽率均在75%以上。盐胁迫处理18 d后,不同茄子品种的发芽率受到了不同程度的影响。眉州墨茄、天津二苠茄、紫墨长茄的发芽率上升,泰国小茄发芽率保持不变,其余品种的发芽率均下降。从图1可以看出,相对发芽率较高的是天津二苠茄和眉州墨茄,与上述结果一致。苏州牛角、青羊角茄的相对发芽率较低,表明这两个品种种子的耐盐性较弱。刺茄和蒜芥茄发芽率极低,可能是由于野生茄的催芽温度为30~35 ℃,而正常栽培茄为25 ℃,所以在25 ℃的催芽温度下采用芽期试验鉴定野生茄的耐盐性存在一定影响。

图1 盐胁迫下茄子种子的相对发芽率

2.2.2 盐胁迫对种子发芽势的影响 蒸馏水处理(CK)下蒜芥茄的发芽势为0,盐城青长茄的发芽势低于10%,紫墨长茄、海圆茄、泰国小茄、青羊角茄的发芽势较高,均大于85%。盐胁迫处理后,眉州墨茄、天津二苠茄、海圆茄的发芽势升高,紫墨长茄不变,其余品种的发芽势下降。说明眉州墨茄、天津二苠茄、海圆茄对盐胁迫不敏感。从图2可以看出,天津二苠茄、眉州墨茄的相对发芽势较高,表明其具有较强的耐盐性;青羊角茄、盐城青长茄、14C-12的相对发芽势较低,说明其对盐胁迫较敏感。

2.2.3 茄子幼苗盐害指数分析 从图3可以看出,14C-12、海圆茄、泰国小茄、10C-1、青羊角茄、紫墨长茄的盐害指数较高,刺茄、蒜芥茄、盐城青长茄、马来亚茄的盐害指数较低。盐害指数与茄子幼苗的耐盐能力呈负相关,可见刺茄、蒜芥茄、盐城青长茄、马来亚茄苗期比较耐盐。

图2 盐胁迫下茄子种子的相对发芽势

2.2.4 盐胁迫对脯氨酸含量的影响 茄子幼苗在遭受盐胁迫后,为维持植物细胞结构、细胞间物质运输及保持渗透势的平衡,会通过调节自身脯氨酸的含量来应对盐胁迫。从图4可以看出,盐胁迫处理后刺茄、马来亚茄、蒜芥茄、眉州墨茄、天津二苠茄、14C-30、14C-25、10C-1、泰国小茄的脯氨酸含量增加,其余品种脯氨酸含量降低。其中刺茄、蒜芥茄、泰国小茄的增加幅度较明显,苗期耐盐性较强。

图3 盐胁迫下茄子幼苗的盐害指数

图4 盐胁迫下茄子幼苗的脯氨酸相对增加量

2.2.5 盐胁迫对叶绿素含量的影响 从图5可以看出,蒜芥茄、刺茄、天津二苠茄在盐胁迫处理后叶绿素含量增加,而其余品种均减少,尤其是眉州墨茄、紫墨长茄、海圆茄叶绿素损失较明显。蒜芥茄、刺茄、天津二苠茄在盐胁迫后自身做出了相应的调控反应,以降低盐胁迫造成的伤害,具有一定耐盐胁迫的能力。

2.2.6 茄子耐盐性指标间的相关性分析 从表4可以看出,茄子品种耐盐性强弱与相对发芽率、相对发芽势、盐害指数、脯氨酸相对增加量和叶绿素损失率呈极显著相关,相关系数最高的为盐害指数(0.889),最低的为相对发芽势(0.586)。除相对发芽率和相对发芽势与其他指标没有相关性外,盐害指数、脯氨酸相对增加量和叶绿素损失率间的相关性均达极显著水平。

表4 茄子耐盐性指标间的相关性分析

2.2.7 茄子品种耐盐性综合评价 由于单个评价指标存在片面性,为了增强评价的科学性,可通过引用各个指标的隶属度和平均隶属度来综合评价作物耐性(Yang et al.,2012;Chen et al.,2014)。通过茄子芽期和苗期的相对发芽率、相对发芽势、盐害指数、脯氨酸相对增加量和叶绿素损失率的隶属度计算得到每个茄子品种的平均隶属度,初步鉴定茄子品种的耐盐性强弱。结果表明(表5),刺茄、蒜芥茄、马来亚茄、眉州墨茄和天津二苠茄为强耐盐材料;盐城青长茄、14C-30、14C-25、紫墨长茄为耐盐材料;苏州牛角和泰国小茄为中等耐盐材料;14C-12、10C-1和海圆茄为不耐盐材料;青羊角茄为敏盐感材料。

表5 15份茄子品种耐盐性隶属度综合分析

3 结论与讨论

茄子种质资源耐盐性鉴定是选育茄子耐盐品种的重要工作。本试验选用了大量茄子种质资源,参照李锡香和朱德蔚(2006)的茄子耐盐性评价方法,将盐害指数作为评价茄子种质资源耐盐性的标准。由于用单一指标评价茄子耐盐性存在着一定的片面性,因此本试验将茄子盐胁迫前后叶绿素损失率作为茄子种质资源耐盐性的另一个评价指标(贾庆美,2014)。最终筛选出5份盐敏感、20份不耐盐、56份中等耐盐、74份耐盐和35份强耐盐的材料。25份野生茄中有3份强耐盐材料,10份耐盐材料,8份中等耐盐材料,4份不耐盐及盐敏感材料,野生材料中强耐盐材料只占12%;而32份栽培茄表现出强耐盐水平,表明耐盐种质广泛存在于栽培茄中。

根据耐盐等级,选择15份不同耐盐性品种进一步筛选适用的茄子耐盐评价鉴定标准。发芽势反映了茄子种子在一定时间内发芽的快慢和整齐度,发芽率反映了种子发芽的多少。对15份茄子品种进行芽期耐盐性分析时,为避免由于环境条件造成的试验误差,本试验所有材料芽期盐胁迫处理的外界环境温度一致(25 ℃培养)。而由于野生茄的最适发芽温度在30~35 ℃,因此野生茄发芽率低甚至不发芽。

用耐盐隶属函数计算茄子各耐盐指标的隶属度,再根据各隶属度计算每个茄子品种的平均隶属度,多个测定指标的引入有利于准确地判定茄子耐盐性强弱。从耐盐性强弱与相对发芽率、相对发芽势、盐害指数、脯氨酸相对增加量和叶绿素损失率的相关性分析结果可看出,茄子耐盐性与这5个评价指标相关性极显著,但相对发芽势的相关系数最小,因此可将相对发芽率、盐害指数、脯氨酸相对增加量和叶绿素损失率作为评价茄子耐盐性的参考标准。

本试验鉴定出刺茄、蒜芥茄、马来亚茄、眉州墨茄和天津二苠茄等5个品种具有较强的耐盐性,同时得出相对发芽率、盐害指数、脯氨酸相对增加量和叶绿素损失率为重要的耐盐性鉴定指标,为鉴定茄子耐盐性和茄子耐盐分子育种提供重要的理论基础。

猜你喜欢

耐盐耐盐性发芽势
有了这种合成酶 水稻可以耐盐了
不同类型水稻芽期的耐盐性差异
不同浓度NaCl溶液对5种草坪草种子发芽势的影响
郁金香耐盐性鉴定方法研究
5种植物激素对黑豆种子萌发的影响
水稻耐盐基因SKC1等位变异突变体耐盐性评价
耐旱耐盐棉花种子萌发的影响因子分析初报
种子发芽势对作物田间出苗率的重要性分析
郫县豆瓣中一株耐盐酵母菌的分离鉴定及其发酵性能
甜菜种质资源耐盐性的初步筛选