张明亚，庞胜群，刘玉东，吉雪花，杨 岚，胡继红

（特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室·石河子大学农学院 新疆石河子 832003）

加工番茄是番茄的一个栽培种，具有自封顶、花期集中、果皮厚、耐贮运等特点，主要用于番茄酱的制作[1]。新疆具有独特的气候条件，非常适宜加工番茄生长，是中国最大的加工番茄种植区和加工区，尤其是近几年加工番茄种植效益良好，在调整农业产业结构、推动农民脱贫致富中发挥了重要作用。土壤盐分影响种子萌发和根系活力，降低幼苗存活率，导致作物病虫害加重、减产和商品性下降[2-4]。新疆气候干旱，土壤盐渍化现象日趋严重，影响了加工番茄产业的提质增效。因此，挖掘加工番茄种质资源，筛选培育耐盐新品种，对提高盐渍化地区的土地利用率和促进生态恢复具有重要意义。

耐盐性是一种数量性状，目前大多数耐盐性鉴定研究集中在苗期，而不同植物品种以及同一品种在不同生育期的耐盐性又存在较大差异[5]。研究表明，种子萌发期和幼苗期是耐盐性鉴定的最好时期[6-7]，其次是生殖期，其他时期则对盐胁迫相对不敏感[8]。由于种子萌发期抗性鉴定简单易行、周期短，逐渐成为当前作物耐盐性鉴定的主要时期[9-10]。目前仍未发现某一形态指标能够单独作为耐盐性鉴定的依据，需要对各形态指标进行综合性评价。针对耐盐性的评价方法主要有主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法、相对盐害率分级法等。笔者采用汪斌等[11]前期筛选出的适合加工番茄种子萌发期耐盐性鉴定的盐胁迫浓度，用90 mmol·L-1NaCl对50 份加工番茄种质材料进行萌发期耐盐性鉴定，研究盐处理对不同品种发芽势、发芽率、胚轴长等指标的影响，并利用相关性分析法、主成分分析法、隶属函数法及聚类分析法对50 份加工番茄种质耐盐性进行综合评价，以期筛选出优异材料进行种质资源创新，为培育优质抗逆新品种提供育种材料和理论依据，进而为发展壮大新疆的特色产业提供种质支持和保障。

1 材料与方法

1.1 材料

50 份加工番茄种质资源由石河子大学农学院加工番茄课题组提供（表1）。

表1 供试番茄品种Table 1 Test tomato varieties

1.2 试验设计

试验于2022 年6—8 月在石河子大学农学院特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室进行，采用双层滤纸培养法，将供试种子经55 ℃温汤浸种15 min，室温清水浸种5 h 后，均匀摆放在含有2 层滤纸的发芽盒中，每个发芽盒中注入15 mL 90 mmol·L-1NaCl 溶液，以蒸馏水处理作对照。每个发芽盒中摆放30 粒种子，每个处理3 次重复，试验设计采取完全随机排列。于昼夜温度27 °C/18 °C，光周期为光照/黑暗=12 h/12 h 条件下培养13 d，每隔24 h 根据情况补充相同体积的培养溶液1 次，以减少盐浓度波动。

1.3 测定指标及方法

试验从第3 天起，每隔12 h 统计1 次发芽情况（以胚根突破种皮露白作为发芽标志），第6 天统计发芽势，第12 天统计发芽率，第13 天从每个发芽盒中随机选取10 株芽苗，用直尺测量胚根长（RL）和下胚轴长（HL）。萌发指标计算公式如下：

发芽势（GP）/%=第6 天发芽种子数/供试种子数×100。（1）

发芽率（GR）/%=第12 天发芽种子数/供试种子数×100。（2）

发芽指数（GI）/%=Gt/Dt。（3）

式中：Gt 指第t 天的发芽种子数，Dt 指相应的发芽天数。

活力指数（VI）/%=GI×RL。（4）

盐胁迫相对指数（DRI）/%=盐处理测定值（T）/对照组测定值（CK）×100。（5）

包括相对发芽势（RGP）、相对发芽率（RGR）、相对胚轴长（RHL）、相对胚根长（RRL）、相对发芽指数（RGI）、相对活力指数（RVI）。为排除种质间的差异，所有指标均转化为盐胁迫相对指数。

为明确不同加工番茄品种的耐盐性差异，采用隶属函数法及主成分分析法[12]进行综合评价。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2013 整理原始数据，采用SPSS 22.0 对试验数据进行差异显著性检验（Dun‐can 法）、相关性分析、主成分分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对加工番茄种子萌发指标的影响

由表2 可知，50 份加工番茄种质的6 个萌发指标在盐胁迫下均呈降低趋势，平均值介于16%～69%之间，变异系数介于36%～105%之间，离散程度较高，说明选择90 mmol·L-1NaCl 处理能使不同供试材料表现出较为明显的耐盐性差异，可以鉴定加工番茄种子的耐盐性。

在50 份加工番茄材料中，6 份材料RGP 值超过50.00%，其中S50 的RGP 值达到了67.14%；12份材料RGP 值低于5.00%，其中S24、S35、S40 与S42 的RGP 值为0；其余32 份材料的RGP 值在5.00%～50.00%。7 份材料RGR 值超过95.00%，其中S28 的RGR 值达到了98.89%；7 份材料的RGR值低于30.00%，其中S24 的RGR 值为18.01%；其余36 份材料的RGR 值在30.00%～95.00%。4 份材料的RHL 值超过70.00%，其中S39 的RHL 值达到了77.81%；9 份材料的RHL 值低于30.00%，其中S43 的RHL 值为7.54%；其余37 份材料的RHL 值在30.00%～70.00%。4 份材料的RRL 值超过70.00%，其中S7 的RRL 值达到了90.15%；5 份材料的RRL 值低于30.00%，其中S43 的RRL 值为4.90% ；其余41 份材料的RRL 值在30.00%～70.00%。9 份材料的RGI 值超过40.00%，其中S30的RGI 值达到了52.86%；5 份材料的RGI 值低于10.00%，其中S24 的RGI 值为6.67%；其余36 份材料的RGI 值在10.00%～40.00%。5 份材料的RVI值超过30.00%，其中S7 和S30 的RVI 值达分别到了33.97%、32.74%；5 份材料的RVI 值低于3.00%，其中S43 的RVI 值为0.44%；其余40 份材料的RVI 值在3.00%～30.00%。综合来看，S30 在6 个萌发指标中均表现较好；而S37、S46 和S43 在6 个萌发指标中均表现较差；S42 在RGP、RGR、RHL、RGI及RVI 中表现较差。综上，在90 mmol·L-1NaCl 溶液胁迫下，S30 表现出较好的耐盐性，S37、S42、S43、S46 对盐胁迫比较敏感，种子萌发受到较大影响。

2.2 盐胁迫相对指数的相关性分析

对50 份加工番茄种质6 个萌发指标的盐胁迫相对指数进行相关性分析，结果如表3 所示，6 个生长指标的盐胁迫相对指数间存在一定程度的相关性。RGR、RHL、RGI、RVI 之间相关性达极显著水平。RGP 与RGR、RHL、RGI、RVI 呈极显著正相关，相关系数分别为0.469、0.425、0.744、0.604；RRL与RGR、RHL、RGI、RVI 呈极显著正相关，相关系数分别为0.755、0.752、0.647、0.863。以上数据表明，各指标对盐胁迫的反应程度不同，如果仅仅选用其中1 个或者2 个萌发指标对加工番茄种质进行耐盐性鉴定，很难准确鉴定加工番茄的耐盐性。因此，需要进一步探究各指标间的内在联系，建立较为全面的评价方法。

表3 加工番茄种子萌发期盐胁迫相对指数相关性分析Table 3 Correlation analysis of relative index of salt stress of processed tomato during seed germination

2.3 加工番茄盐胁迫相对指标的主成分分析

利用主成分分析法对50 个加工番茄种质的6个萌发指标的盐胁迫相对指数进行降维，结果如表4 所示，前2 个因子的累计贡献率达到89.149%，能代表盐胁迫下不同供试材料所测指标的绝大部分信息，可初步作为2 个相互独立的新指标（F1、F2）来反映不同材料萌发期的耐盐性。其中，F1 的贡献率为74.977%，RGI 和RVI 有较高的载荷；F2 的贡献率为14.172%，RGP 有较高的载荷。综上，可提取RGP、RGI 和RVI 作为加工番茄萌发期耐盐性评价的主要指标。

表4 盐胁迫下各指标相对值的主成分分析及贡献率Table 4 Principal component analysis and contribution rate of relative value of each index under salt stress

2.4 模糊隶属函数法综合评价加工番茄耐盐性

将主成分分析得到的各加工番茄种质F值（表5）代入到隶属函数值公式中，计算出相应的μ（Xi）值，根据隶属函数值和各指标的权重算出各份种质的D值，进而根据D值大小对50 份种质进行排序，综合评价不同加工番茄种质萌发期耐盐性强弱。D值越大，代表加工番茄耐盐性越强。50 份加工番茄种质耐盐性排序如表5 所示，萌发期耐盐性最强的种质为S30，D值达到了0.97；其次为S44，D值为0.86；S39 排名第3，D值为0.85；萌发期耐盐性最差的种质为S43，D值仅为0.12。

2.5 50份加工番茄萌发期耐盐性聚类分析

根据D值采用欧氏距离平均连锁法对50 份加工番茄进行聚类分析（图1），在欧氏距离为15处可将50 份加工番茄种质划分为3 类。其中，第I 类为高度耐盐型（18 份），包括S30、S44、S39、S22、S4、S28、S18、S50、S7、S45、S29、S1、S47、S5、S2、S27、S32、S13；第II 类为中度耐盐型（24 份），包括S8、S20、S19、S26、S23、S16、S48、S10、S17、S12、S6、S33、S25、S31、S21、S38、S15、S34、S9、S49、S3、S14、S11、S35；第III 类 为 盐 敏 感 型（8份），包括S40、S36、S24、S46、S42、S41、S37、S43。其中S30、S17、S43 分别代表不同的耐盐等级，S30表现为高度耐盐，S17 表现为中度耐盐，S43 表现为盐敏感。在发芽试验第13 天萌发情况见图2，与对照相比，盐胁迫下3 份种质的生长均受到不同程度的抑制，其中S30 受盐胁迫影响较小，S43 受影响最大。

图1 50 份加工番茄种质耐盐性聚类分析Fig.1 Cluster analysis of salt tolerance of 50 processed tomato germplasm

图2 不同耐盐等级加工番茄第13 天萌发差异Fig.2 Germination difference of different salt-tolerant grades processed tomatoes on the 13th day

3 讨论与结论

近年来，果蔬耐盐性筛选在甜瓜、西瓜、辣椒、生菜中都有报道[13-16]，通常是对发芽率、发芽势、胚轴长等相关萌发指标进行综合分析。笔者对50 份加工番茄种质种子萌发期进行90 mmol·L-1NaCl处理，发芽势、发芽率、胚轴长等萌发指标的相对值数均小于1，表明盐胁迫处理下各萌发指标均表现出下降趋势，与苏文悦等[17]研究结果一致。笔者对相对发芽势、相对发芽率、相对胚轴长、相对胚根长、相对发芽指数和相对活力指数6 个指标进行主成分分析。结果表明，相对发芽势、相对发芽指数和相对活力指数在主成分中载荷较大，可以作为加工番茄萌发期耐盐性快速鉴定或筛选的主要指标，其中相对活力指数的计算与相对胚根长相关，因此可以将相对发芽势、相对胚根长、相对发芽指数作为加工番茄种子萌发期耐盐性鉴定的首要评价指标，3 个指标都是反映种子质量和活力的指标，较单一指标评价更可靠。

关于耐盐性评价方法，近年来研究学者多采用隶属函数法、聚类分析法以及标准差系数法等对番茄、大豆、小麦等作物进行鉴定与评价[18-20]。笔者通过隶属函数法和聚类分析法对加工番茄萌发期耐盐性进行综合评价，将50 份种质分为3 大类，第I类为高度耐盐型，包括S30、S44、S39 等18 份材料，其中耐盐性最强的为S30；第II 类为中度耐盐型，包括S8、S20、S29 等24 份材料；第III 类为盐敏感型，包括S43、S37、S41 等8 份材料，耐盐性最差的为S43。笔者仅对加工番茄萌发期的耐盐性进行鉴定，但是植物不同生长阶段具有不同的耐盐机制，对盐胁迫的耐受程度不同，在其他生育期是否具有同样的耐盐特性还有待进一步研究。

综上所述，笔者采用双层滤纸培养法将50 份加工番茄种子在90 mmol·L-1NaCl 条件下进行耐盐性鉴定，发现在盐胁迫下，发芽势、发芽率、胚轴长、胚根长、发芽指数、活力指数等6 个萌发指标均受到不同程度的抑制。采用隶属函数法综合评价，排名前3 的品种依次为S30、S44、S39，归为聚类分析中的第I 类，属于高度耐盐型品种。研究结果为耐盐型加工番茄新品种培育奠定了重要基础。