鹽脅迫對玉米萌芽期性狀的影響*

張 皓，陳 波**

（西昌學院農(nóng)業(yè)科學院，四川西昌615013）

鹽脅迫對玉米萌芽期性狀的影響*

張 皓，陳 波**

（西昌學院農(nóng)業(yè)科學院，四川西昌615013）

以6個玉米雜交組合為材料，通過不同濃度的NaCl溶液模擬鹽脅迫環(huán)境，研究玉米萌芽期的株高、莖葉鮮重、根鮮重、莖葉干重、根干重、莖葉含水率、根含水率、根冠比、發(fā)芽率等性狀的差異，并探討了不同NaCl溶液濃度與玉米萌芽期各性狀的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明：不同雜交組合萌發(fā)期各性狀除莖葉含水率和根含水率外，其余性狀差異達到了顯著或極顯著水平，因此這些指標都可作為耐鹽玉米種質(zhì)篩選、鑒定標準。NaCl濃度與各性狀都呈極顯著相關(guān)，除根冠比隨NaCl濃度升高而增加外，其他指標都隨NaCl濃度升高而降低。

玉米；萌芽期；鹽脅迫

鹽堿地在中國類型多、分布廣，是一種低產(chǎn)土壤，嚴重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展[1]，提高鹽堿地作物產(chǎn)量是進一步提高糧食產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[2]。另外，由于灌溉方法不當和大量使用化肥而造成的耕地次生鹽漬化作用，使得鹽堿化越來越嚴重，對鹽堿地的開發(fā)利用，培育耐鹽抗鹽品種已成為世界性課題[3-4]。

玉米在我國是主要糧食作物之一，是鹽敏感的作物[5-6]。現(xiàn)在，我國耐鹽玉米種質(zhì)資源較少，耐鹽玉米育種進程緩慢，因此，研究鹽脅迫對玉米幼苗各性狀的影響，可為進一步篩選和鑒定耐鹽玉米提供理論基礎(chǔ)。目前，世界上已有很多關(guān)于玉米耐鹽指標的研究，但由于玉米各性狀對耐鹽性的貢獻大小不一，現(xiàn)在還沒有可以借鑒的成熟的標準和體系[7]。

在玉米耐鹽性研究試驗中，耐鹽玉米首先應(yīng)具有較強的萌芽期耐鹽性，因此萌芽期是玉米耐鹽性鑒定的一個關(guān)鍵時期。在本試驗中，通過不同濃度的NaCl溶液模擬鹽脅迫環(huán)境，選擇株高、莖葉鮮重、根鮮重、莖葉干重、根干重、莖葉含水率、根含水率、根冠比、發(fā)芽率等9個萌芽期性狀，對6個玉米雜交組合萌芽期耐鹽性進行研究，為進一步培育耐鹽玉米新種質(zhì)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

6個玉米雜交組合cwj01、cwj02、cwj03、cwj04、cwj05、cwj06由西昌學院山地玉米研究室提供。

1.2 萌芽試驗

選取顆粒飽滿、大小一致的玉米種子，用蒸餾水浸泡12h，充分吸脹后再用3％的H2O2浸泡10min，蒸餾水沖洗3次，用滅菌的濾紙將多余的水吸干，置于半徑為5cm玻璃培養(yǎng)皿中，皿底鋪2層濾紙作發(fā)芽床，每皿20粒，分別加入濃度為0、50、100、150、200 mmoL/L NaCl溶液10mL。每個處理和對照均設(shè)3次重復(fù)，置25℃恒溫培養(yǎng)。

1.3 指標測定

種子萌發(fā)期間，從第二天開始每隔兩天調(diào)查一次發(fā)芽數(shù)，到第八天為止，且在第十天剪下根芽，分別測株高、莖葉鮮重、根鮮重。另外，從每個培養(yǎng)皿隨機選擇5株測量株高，并測量每個處理所有發(fā)芽種子的莖葉鮮重和根鮮重。調(diào)查完后，將每個材料發(fā)芽種子的莖葉和根烘干至恒重，分別稱量莖葉和根的干重。種子發(fā)芽率、含水率、根冠比分別采用下述公式計算：

發(fā)芽率=鹽處理后第八天發(fā)芽種子數(shù)/總種子數(shù)×100％

莖葉含水率=100％-莖葉干重/莖葉鮮重×100％

根含水率=100％-根干重/根鮮重×100％

根冠比=根干重/莖葉干重

1.4 數(shù)據(jù)分析

實驗數(shù)據(jù)用Excel 2003、SPSS 17.0軟件進行處理分析

2 結(jié)果與分析

2.1 不同雜交組合萌發(fā)期性狀的差異

方差分析表明，不同雜交組合在鹽脅迫下，幼苗的株高差異達到顯著水平（F=2.637，P=0.032），其中cwj04最高，平均為8.38cm，但與cwj02、cwj03、cwj05、cwj06差異均不顯著，與cwj01差異顯著，cwj01與cwj02、cwj05、cwj06差異不顯著，cwj01與cwj03差異顯著。莖葉鮮重差異達到極顯著水平（F=4.185，P=0.003），其中cwj05最高，單株平均為0.18g，與 cwj01、cwj03 差異極顯著，但與 cwj02、cwj04、cwj06差異均不顯著，cwj03與cwj02、cwj04、cwj06差異也不顯著，而cwj01與cwj02、cwj04、cwj06差異極顯著。根鮮重以cwj02最高，單株平均為0.17g，與cwj03、cwj05差異不顯著，與cwj01、cwj04、cwj06差異極顯著。cwj05莖葉干重最高，單株平均為0.020g，但與cwj02、cwj03、cwj04差異均不顯著，與cwj01、cwj06差異顯著。cwj02、cwj05根干重最高，單株平均為0.014g，與cwj01、cwj04、cwj06差異都為極顯著，與cwj03差異不顯著。莖葉含水率差異未達到顯著水平（F=0.588，P=0.709），其中cwj01、cwj06最高為82.67％；根含水率差異也未達到顯著水 平（F=0.686，P=0.636），其 中 cwj01最 高 為89.27％。根冠比差異也未達到顯著水平（F=2.347，P=0.052），其中cwj06最高為1.07。發(fā)芽率差異達到顯著水平（F=3.165，P=0.013），其中cwj01、cwj04最高，平均為78.33％，但均與cwj02、cwj03、cwj05差異均不顯著，與cwj06差異顯著，cwj02、cwj03、cwj05與cwj06差異也不顯著（表1）。

表1 不同雜交組合在鹽脅迫下各性狀的差異

2.2 不同鹽脅迫濃度對玉米萌發(fā)期性狀的影響

在不同濃度NaCl脅迫下，幼苗的株高差異達到1％水平（F=985.341，P＜0.01），其中蒸餾水的最高，均值為20.81cm，與50、100、150、200 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為極顯著；莖葉鮮重差異達到極顯著水平（F=865.035，P＜0.01），其中蒸餾水的最高，均值為0.42g，與50、100、150、200 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為極顯著；根鮮重差異達到極顯著水平（F=525.07，P＜0.01），其中蒸餾水的最高，均值為0.34g，與50、100、150、200 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為極顯著；莖葉干重差異達到1％水平（F=430.585，P＜0.01）,其 中 蒸 餾 水 的 最 高 ，均 值 為0.042g，與50、100、150、200 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為極顯著；根干重差異達到極顯著水平（F=291.357，P＜0.01），其中蒸餾水的最高，均值為0.028g，與50、100、150、200 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為極顯著；莖葉含水率差異達到極顯著水平（F=21.262，P＜0.01），其中蒸餾水的最高，均值為89.81％，與150、200 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為極顯著，與50、100 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為不顯著，50、100 mmol/LNaCl溶液處理的均與150、200 mmol/LNaCl溶液處理的差異也不顯著；根含水率差異達到 1％水平（F=8.625，P＜0.01），其中 50 mmol/LNaCl溶液處理的最高，均值為93.21％，與100、150、200 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為極顯著，但與蒸餾水的差異不顯著，150、200 mmol/LNaCl溶液處理的與蒸餾水的差異也不顯著；根冠比差異達到0.01水平（F=18.282，P＜0.01），其中200 mmol/LNaCl溶液處理的最高，均值為1.48，與0、50、100、150 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為極顯著；發(fā)芽率差異達到極顯著水平（F=36.277，P＜0.01），其中蒸餾水的最高，均值為95.17％，與100、150、200 mmol/LNaCl溶液處理的差異均為極顯著，但與50 mmol/LNaCl溶液處理的差異為不顯著，100、150、200 mmol/LNaCl溶液處理的與50 mmol/LNaCl溶液處理的差異也不顯著（表2）。

表2 不同濃度鹽脅迫下各性狀的差異

2.3 鹽脅迫下玉米萌發(fā)期性狀的相關(guān)性

不同鹽脅迫下玉米萌芽期各農(nóng)藝性狀中，根冠比與NaCl濃度呈極顯著正相關(guān)，株高、莖葉鮮重、根鮮重、莖葉干重、根干重、莖葉含水率、根含水率、發(fā)芽率與NaCl濃度呈極顯著負相關(guān)，表明除根冠比之外的其他性狀隨NaCl濃度的增加表現(xiàn)為不同程度的降低趨勢，根冠比隨鹽脅迫濃度的增加而增加；而株高、莖葉鮮重、根鮮重、莖葉干重、根干重、根含水率、發(fā)芽率與根冠比呈極顯著負相關(guān)，莖葉含水率與根冠比呈顯著負相關(guān)，表明隨根冠比值的升高，各性狀指數(shù)呈現(xiàn)不同程度的降低，其余各性狀之間均呈極顯著正相關(guān)（表3）。

表3 鹽濃度與農(nóng)藝性狀的相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論與討論

本研究選取的0、50、100、150、200 mmol/L NaCl溶液處理下，玉米萌芽期的各性狀指標除根冠比之外都受到了不同程度的抑制[8],實驗表明：不同雜交組合萌發(fā)期各性狀除莖葉含水率和根含水率外，其余性狀差異達到了0.05水平或0.01水平，說明株高、莖葉干重、根干重、莖葉鮮重、根鮮重、根冠比、發(fā)芽率可作為耐鹽種質(zhì)篩選、鑒定的指標，這與前人研究結(jié)果類似[9-12]。在NaCl溶液脅迫下，玉米萌芽期各性狀與NaCl溶液濃度都呈極顯著相關(guān)，其中，株高、莖葉鮮重、根鮮重、莖葉干重、根干重、莖葉含水率、根含水率、發(fā)芽率均與NaCl濃度呈極顯著負相關(guān)，隨NaCl濃度的增加而逐漸降低，這與鄭飛、張培培等[13，14]的研究結(jié)果相似，說明這些指標對鹽脅迫的反應(yīng)較為靈敏，是研究鹽脅迫的理想指標。根冠比在NaCl溶液脅迫下，與NaCl濃度呈極顯著正相關(guān)，隨NaCl溶液濃度增加而升高，可知，玉米萌芽期在高NaCl濃度脅迫下，根、莖葉均受到不同程度的脅迫，對莖葉脅迫趨勢明顯高于根脅迫趨勢，這與斯琴巴特爾吳等[15]研究結(jié)果一致。

綜上所述，玉米萌芽期的株高、莖葉干重、根干重、莖葉鮮重、根鮮重、根冠比、發(fā)芽率都可成為玉米種質(zhì)萌芽期耐鹽性篩選、鑒定的指標。玉米萌芽期各性狀與NaCl溶液濃度都極顯著相關(guān)，株高、莖葉鮮重、根鮮重、莖葉干重、根干重、莖葉含水率、根含水率、發(fā)芽率都隨NaCl濃度升高而降低，根冠比隨NaCl濃度升高而增加。

注釋及參考文獻：

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Study on the Impact of Salt Stress on Germination Traits of Maize（Zea mays L.）

ZHANG Hao,CHEN Bo
(School of Agricutule Science，Xichang College,Xichang，Sichuan 615013)

The study utilized six maize hybrids as materials and different NaCl concentrations solutions to simulate salt stress environment,researching the trait differences of maize germination,specifically including plant

height,leaf fresh weight,root fresh weight,leaf dry weight,root dry weight,leaf moisture content,moisture content root,root to shoot ratio,germination rate etc.It also explored the correlation between different NaCl solution concentration and the each trait of maize germination.The results showed that the trait differences of the different hybrid combinations reached the level of 0.05 or 0.01 except the leaf moisture content and root moisture content at germination stage.As a result,these indexes can be used as indicators of the salt tolerance maize about screening,identification.NaCl concentration was significantly correlated with each trait,excluding root shoot ratio Increases with increasing of NaCl concentration,the other indicators decreased with the increasing of NaCl concentration.

Maize;germination stage;salt stress

S513

A

1673-1891（2015）02-0020-03

2015-05-10

四川省教育廳自然科學重點課題(項目編號：08ZA034);四川省教育廳青年基金(項目編號：11ZB119)。

張皓(1991-)，男，西昌學院園藝專業(yè)2011級在讀本科生。**為通信作者陳波副教授。