王薇薇 吴永成 梅燚 祖艳侠 郑佳秋

摘要：以10份大蒜种质资源为材料，对其进行耐盐性分析。在大蒜萌芽期用氯化钠（NaCl）溶液进行盐胁迫处理，分别测定处理7、14 d后的发芽率、芽长和根长，以处理组和对照组的相对比值作为耐盐系数，利用主成分分析法、隶属函数值法对大蒜萌发期耐盐能力进行综合评价。结果表明，盐胁迫下大蒜的发芽率、根长和芽长均随着盐胁迫浓度增加呈下降趋势，材料间各指标具有一定差异。盐胁迫延长大蒜的发芽时间，盐浓度越高，种子萌发时间越久。综合来看，10个大蒜种质材料中，耐盐性强弱依次为金乡大蒜、邳州紫皮、邳州紫皮蒜、徐州白皮蒜、SDSH、川蒜、金乡紫皮、二水早、三月黄和苍山1。

关键词：大蒜;萌发期;盐胁迫;耐盐系数;综合评价;主成分分析;隶属函数值

中图分类号： S633.401  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）21-0143-04

收稿日期：2021-03-03

基金项目：江苏省农业重大新品种创制项目（编号：PZCZ201715）。

作者简介：王薇薇（1988—），女，江苏盐城人，硕士，助理研究员，主要从事蔬菜栽培及育种工作。E-mail：754776303@qq.com。

通信作者：郑佳秋，硕士，副研究员，主要从事蔬菜栽培及育种工作。E-mail：110647874@qq.com。

土壤盐渍化是全球性的重大资源问题和环境问题，是影响土地生产力、制约农作物生产的主要障碍因子[1-3]。我国是世界盐碱地大国，盐碱土面积大且分布广泛，占耕地面积的25%[4]。随着工业污染加剧和设施栽培面积扩大，耕作方式不合理，农药、化肥的过量施用及灌溉不科学等问题，造成土壤次生盐渍化面积逐年增加，导致可耕地面积逐年急剧下降[5-6]。土壤中盐浓度过高，引起渗透压变化，造成植物根系吸水困难;高浓度盐离子进入植株体内，破坏了细胞内外的离子平衡，导致植株代谢紊乱，积累大量活性氧，造成植物损伤，最终影响植物生长发育，甚至死亡[7-10]。因此，如何开发和利用我国盐渍化土壤，提高作物产量，成为我国农业生产中一项十分迫切和重要的任务。

针对我国土壤盐渍化不断增加、范围不断扩大的严峻形势以及粮食安全等因素，培育耐盐作物品种或利用有经济价值的盐生植物资源是开发和利用盐碱地的最佳途径。大蒜（Allium sativum L.）属百合科葱属，是公认的保健食品。大蒜耐盐力中等，盐胁迫导致大蒜苗期推迟，生长发育延缓，抑制鳞芽分化期、成熟期的生长量，降低光合效率，增加活性氧的积累，造成品质和产量的下降[11-12]。不同基因型大蒜对不同浓度土壤含盐量的反应存在明显差异[13]。判断大蒜能否在盐土种植，首先要对其进行耐盐性鉴定，现有的大蒜耐盐性鉴定方法多采用大田生产试验进行筛选，耗时长、工作量大、成本高。室内生理指标测定时，根据单一或少数指标评价耐盐性，不能综合反映大蒜的耐盐性。因此，迫切需要一种快速、准确可靠的大蒜耐盐性鉴定方法，为今后大蒜耐盐品种选育提供材料支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从江苏沿海地区农业科学院蔬菜室保存的大蒜种质材料中选取10份作为供试材料。所选取的10份大蒜种质材料如表1所示。

1.2 试验方法

试验于2017年10月在江苏沿海农业科学研究所试验室进行。选择无破损、成熟度和大小一致的大蒜种子，用2%次氯酸钠消毒10 min，再用自来水清洗3～5次，置于铺有双层滤纸、内径为20 cm的培养皿中，每皿20粒，以清水作为对照，分别加入 60 mL 浓度为50、150 mmol/L的NaCl溶液，每个处理重复3次，于25 ℃下催芽，每隔2 d更换1次处理液。待种子萌发处理7 d和14 d后調查发芽率、芽长、根长。

1.3 数据处理

采用Excel 2010软件进行简单的数据处理，利用SPSS 19.0软件进行主成分分析，运用隶属函数值法得出各种质材料的耐盐综合评价值。

1.3.1 耐盐系数 分别计算对照和盐处理下各个指标值的平均值，按照公式（1）转换原始数据，求得各个单项指标的耐盐系数。

耐盐系数（α）=处理下性状值/对照性状值×100%。（1）

1.3.2 主成分分析 利用SPSS 19.0软件对各指标的耐盐系数进行主成分分析，将原本多个指标转化为少数几个相互独立的综合指标。

1.3.3 隶属函数值（Ui）计算

Ui=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）。（2）

式中：Xi为第i个指标测定值;Xmax、Xmin分别为所有品种该指标的最大测定值、最小测定值。

1.3.4 耐盐性综合评价值（D）计算

D=∑ni=1（Ui×Wi）。（3）

式中：Wi表示第i个指标测定值的权重。

2 结果与分析

2.1 各单项指标的耐盐系数

根据10份大蒜种质材料在各处理条件下的原始数据（表2）和公式（1）计算出耐盐系数（表3）。由表2和表3可知，50 mmol/L NaCl处理对各材料的发芽率影响较小，尤其是处理14 d后发芽率较对照表现良好，低浓度盐胁迫能够促进大蒜的发芽率。高浓度（150 mmol/L NaCl）盐胁迫对大蒜的发芽率抑制作用明显，但随着处理时间增加，较对照差异减小。大蒜的根长、芽长对盐胁迫较为敏感，根长、芽长指标的耐盐系数随着盐胁迫浓度增加而降低;胁迫时间对根长、芽长的影响各个品种表现不同。相同材料在各个单项指标下的耐盐系数表现存在差异，用单项指标很难准确地反映其耐盐能力。

2.2 大蒜耐盐系数的主成分分析

利用SPSS 19.0软件对各个指标的耐盐系数进行主成分分析， 结果（表4）表明，将12个单项指标转换为4个新的相互独立的综合指标（Fi），4个主成分的累计贡献率达90.904%，表明前4个主成分已经能代表所考察性状的绝大部分信息。第1主成分的特征值5.678，贡献率最大，达47.318%，Y1、Y9、Y12的负荷量较大，均达到0.85以上，表明第1主成分中这3个指标占主要因子;第2主成分的贡献率为18.653%，特征值为2.238，其中Y5的负荷量较高;第3主成分的特征值为1.963，贡献率为16.359%，Y8的载荷数值最高;第4主成分的方差贡献率8.573%，Y11占主要作用。

2.3 主成分得分值

利用主成分载荷（表4）中的数据计算各指标所对应的系数A（特征向量），结果见表5。根据公式Fi=A×ZXi（ZXi为各个单项指标标准化值）得到前4个主成分的线性组合：F1=0.384ZX1+0.271ZX2+0.057ZX3+0.315ZX4-0.118ZX5+0.338ZX6+0.342ZX7+0.183ZX8+0.357ZX9+0.350ZX10+0.058ZX11+0.380ZX12;F2=-0.153ZX1-0.486ZX2-0.395ZX3+0.249ZX4+0.589ZX5+0.206ZX6+0.065ZX7-0.221ZX8+0.049ZX9+0.213ZX10+0.115ZX11+0.141ZX12;F3=-0.048ZX1+0.056ZX2-0.465ZX3-0.060ZX4-0.079ZX5-0.170ZX6+0.216ZX7+0.566ZX8-0.212ZX9+0.059ZX10+0.549ZX11-0.152ZX12;F4=0.065ZX1-0.081ZX2+0.409ZX3+0.162ZX4+0.162ZX5+0.325ZX6-0.415ZX7 + 0.166ZX8 + 0.133ZX9 - 0.345ZX10 +0.571ZX11-0.044ZX12。

2.4 隶属函数值及耐盐综合评价

根据主成分得分值（表6），运用式（2）、式（3）计算出各个种质材料的隶属函数值和综合评价值，结果见表7。D值越大，品种的耐盐性越强;D值越小，品种的耐盐性越弱。结果表明，金乡大蒜综合评价值为0.786，耐盐性最强;苍山1的综合评价值为0.203，耐盐性最弱。

3 讨论

盐渍土对植物整个生长发育过程都有较大影响，不同生育时期对盐胁迫的敏感程度不同，其中萌发期是对盐胁迫较为敏感的阶段[14]。萌发期耐盐性决定种子能否在盐渍土壤中发芽出苗，也是保障植物整个生育期耐盐的先决条件，因此开展萌发期耐盐性鉴定具有必要性。种子萌发期耐盐鉴定能够在短时间内快速、有效地初步评价植物耐盐性强弱，且鉴定结果可靠性高[15]。本研究结果表明，种子在发芽过程中能够很快响应盐胁迫，10个大蒜种质材料的发芽率、根长和芽长都随着盐胁迫浓度增加呈下降趋势。这与蔡可心等对红小豆和花生的研究结果[16-17]一致。盐胁迫会延长大蒜的发芽时间，盐浓度越高，种子萌发时间越久，这与曾广娟等的研究结果[18]一致。

耐盐性是植物响应盐胁迫的各种生理过程的综合表现，不同植物、同种植物的不同基因型间耐盐性存在较大差异，所以很难用某个单一指标全面反应植物的耐盐能力，应选择多个指标对植物的耐盐性进行综合评价[19]。为消除了大蒜种质间遗传背景所引起的差异，本研究将各胁迫条件下的原始数据转化成耐盐系数，利用主成分分析法和隶属函数值法对10份大蒜种质资源进行综合评价排序，金乡大蒜综合评价值最高，耐盐性最强;苍山1的综合评价值最低，耐盐性最弱。

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