劉雅輝， 王秀萍， 楊雅華， 張國(guó)新，魯雪林

(河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所，河北唐山 063200)

咸水脅迫對(duì)菊苣種子萌發(fā)的影響及耐鹽性鑒定指標(biāo)的篩選

劉雅輝， 王秀萍， 楊雅華， 張國(guó)新，魯雪林

(河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所，河北唐山 063200)

摘要[目的]探討菊苣種子萌發(fā)期的耐鹽能力，為菊苣萌發(fā)期耐鹽性鑒定提供技術(shù)支撐。[方法]利用地下咸水脅迫法，通過相關(guān)性分析、主成分分析和回歸分析，研究不同咸水濃度對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根長(zhǎng)及胚芽長(zhǎng)等指標(biāo)及其相對(duì)值的影響。[結(jié)果]低濃度(0.2%)咸水對(duì)種子萌發(fā)有促進(jìn)作用；相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)適宜作為耐鹽性鑒定指標(biāo)；菊苣萌發(fā)期的耐鹽閾值為0.6%左右。[結(jié)論]菊苣萌發(fā)期的耐鹽性鑒定指標(biāo)為相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)；適宜作為菊苣萌發(fā)期耐鹽鑒定的咸水濃度為0.6%。

關(guān)鍵詞咸水；菊苣；萌發(fā)；耐鹽性鑒定指標(biāo)

土壤鹽漬化一直是限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的世界性問題[1]。冀東濱海區(qū)位于渤海沿岸，由于受海潮和海水型地下水的雙重影響，土壤質(zhì)地黏重、結(jié)構(gòu)性差，嚴(yán)重影響了鹽土荒地和灘涂資源開發(fā)利用[2]。針對(duì)生態(tài)環(huán)境脆弱、耐鹽蔬菜品種缺乏的現(xiàn)狀，以豐富耐鹽蔬菜品種、提高濱海鹽堿土利用效益為目標(biāo)，很多學(xué)者開展了耐鹽多功能蔬菜的鑒定篩選工作，獲得了適宜濱海鹽堿地種植的多功能蔬菜品種，豐富了百姓的“菜籃子”，為鹽堿地高效利用及農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效探索新途徑。

菊苣為菊科多年生草本植物，耐寒、耐旱，對(duì)土壤酸堿性適應(yīng)力較強(qiáng)。菊苣藥食兩用，葉可調(diào)制生菜，根含菊糖及芳香族物質(zhì)，可提制代用咖啡，促進(jìn)人體消化器官活動(dòng)[3]；地上部分及根可供藥用，具有清熱解毒、利尿消腫、健胃等功效。此外，菊苣還可以作為粗飼料或牧草[4]。目前對(duì)菊苣萌發(fā)期耐鹽性的研究較少[5-6]，尤其是進(jìn)行較系統(tǒng)的萌發(fā)期耐鹽性鑒定指標(biāo)篩選和耐鹽閾值確定的研究較少。筆者以普那菊苣為材料，通過濱海鹽堿區(qū)地下咸水脅迫，研究不同濃度咸水對(duì)菊苣種子萌發(fā)期的影響，采用相關(guān)性分析、主成分分析和回歸分析等方法對(duì)菊苣萌發(fā)期指標(biāo)及其相對(duì)值進(jìn)行分析，確定最佳耐鹽性鑒定指標(biāo)和適宜鑒定的咸水濃度，為菊苣萌發(fā)期耐鹽性鑒定提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1材料供試材料為普那菊苣的種子。

1.2方法2014年利用礦化度為22 g/L地下咸水與淡水配成不同NaCl濃度梯度(0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%)的溶液，采用培養(yǎng)皿加濾紙法進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，在智能培養(yǎng)箱中進(jìn)行種子萌發(fā)期耐鹽性鑒定，每天記錄種子發(fā)芽數(shù)，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)，試驗(yàn)第7天測(cè)定胚根長(zhǎng)和胚芽長(zhǎng)，并計(jì)算各指標(biāo)的相對(duì)值。相對(duì)值=NaCl處理下數(shù)值/對(duì)照數(shù)值×100%

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析采用Excel和SPSS20軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同咸水濃度對(duì)菊苣種子萌發(fā)的影響由表1可知，除發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率外，其余指標(biāo)都隨著咸水濃度的升高呈下降趨勢(shì)。咸水濃度為0.2%時(shí)菊苣的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率高于對(duì)照，可見低鹽分能夠促進(jìn)菊苣種子的萌發(fā)。在咸水濃度為0.2%和0.4%時(shí)，各指標(biāo)與對(duì)照均無差異；咸水濃度達(dá)到并超過0.6%時(shí)，各指標(biāo)與對(duì)照差異達(dá)顯著水平。這說明0.6%的咸水濃度是影響菊苣種子萌發(fā)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，該咸水濃度對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生了較明顯的抑制作用，此時(shí)不論是發(fā)芽指標(biāo)，還是胚根長(zhǎng)、胚芽長(zhǎng)都受到了不同程度的影響。

2.2不同咸水濃度對(duì)菊苣萌發(fā)期6個(gè)指標(biāo)相對(duì)值的影響由圖1可知，隨著咸水濃度的增大，菊苣萌發(fā)期6個(gè)指標(biāo)的相對(duì)值均逐漸減小，在咸水濃度較低(0.2%)時(shí)，6個(gè)指標(biāo)的相對(duì)值均在90%以上，可見低濃度咸水對(duì)菊苣種子萌發(fā)影響不大，但隨著咸水濃度增加，以相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)活力指數(shù)受脅迫的影響較大，其次為相對(duì)胚根長(zhǎng)、相對(duì)發(fā)芽率和相對(duì)胚芽長(zhǎng)。

相關(guān)性分析表明，菊苣的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)活力指數(shù)、相對(duì)胚根長(zhǎng)及相對(duì)胚芽長(zhǎng)與咸水濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.965、-0.924、-0.983、-0.965、-0.977、-0.962，可見相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與咸水濃度的相關(guān)系數(shù)最大，其次為相對(duì)胚根長(zhǎng)與咸水濃度的相關(guān)系數(shù)。

表1　咸水濃度對(duì)菊苣種子萌發(fā)的影響

注：同列數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

Note:Different lowercases in the same column stand for significant difference(P<0.05).

圖1　咸水濃度對(duì)菊苣種子萌發(fā)指標(biāo)相對(duì)值的影響Fig.1　Effects of salt water concentrations on relative value of seed germination indicators of chicory

2.3菊苣萌發(fā)期耐鹽性鑒定指標(biāo)的選擇采用主成分分析法對(duì)菊苣萌發(fā)期的6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，特征根和貢獻(xiàn)率是選擇主成分的依據(jù)，將6個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為1個(gè)主成分。這一成分的貢獻(xiàn)率為94.734%，基本代表了6個(gè)指標(biāo)的絕大部分信息，因此選取這個(gè)主成分作為耐鹽鑒定指標(biāo)。主成分的特征值為5.684，對(duì)應(yīng)較大的特征因子有相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)，這2個(gè)指標(biāo)與咸水濃度的相關(guān)性也較大，因此可選取相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)為菊苣萌發(fā)期耐鹽性鑒定指標(biāo)。

2.4菊苣萌發(fā)期耐鹽閾值的確定以相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)2個(gè)指標(biāo)為因變量，咸水濃度為自變量，通過曲線估計(jì)，建立回歸方程(表2)。結(jié)果表明，相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)與咸水濃度均呈線性關(guān)系,R2值分別為0.965和0.977，以指標(biāo)下降50%為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得出菊苣萌發(fā)期的耐鹽閾值分別為0.618%和0.596%，可見不論以相對(duì)發(fā)芽指數(shù)，還是以相對(duì)胚根長(zhǎng)為指標(biāo)，菊苣萌發(fā)期的耐鹽閾值均在0.6%左右，因此0.6%是菊苣萌發(fā)期耐鹽性鑒定的適宜咸水濃度。

3結(jié)論與討論

種子萌發(fā)期是植物生命史中最為重要的階段，是對(duì)外界滲透脅迫響應(yīng)比較敏感的時(shí)期，也是進(jìn)行耐鹽性研究的重要時(shí)期，種子萌發(fā)特性是對(duì)鹽脅迫最為直觀的綜合性狀表現(xiàn)[5]。因此，通過研究不同鹽分濃度下發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根長(zhǎng)和胚芽長(zhǎng)等性狀指標(biāo)及其與耐鹽性之間的關(guān)系，對(duì)建立室內(nèi)快速篩選菊苣耐鹽性品種方法體系具有重要意義。大多數(shù)研究都是采用NaCl單鹽溶液作為脅迫溶液進(jìn)行萌發(fā)期耐鹽性鑒定，而該研究采用地下咸水脅迫，更接近自然鹽分，結(jié)果更有說服力。該研究結(jié)果表明低濃度(0.2%)咸水對(duì)種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均高于對(duì)照，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根長(zhǎng)和胚芽長(zhǎng)的相對(duì)值也都在90%以上，可見菊苣適合微咸水澆灌，這一結(jié)果與孫磊等[7]研究結(jié)果一致。相關(guān)性分析表明，6個(gè)指標(biāo)相對(duì)值與咸水濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)，其中相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)的相關(guān)系數(shù)較大。主成分分析表明，相對(duì)發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)胚根長(zhǎng)的特征因子較大，適宜作為耐鹽性鑒定指標(biāo)。通過回歸分析表明，相對(duì)發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)胚根長(zhǎng)與咸水濃度均呈線性關(guān)系，R2值都在0.950以上，擬合度非常高，因此獲得的耐鹽閾值十分準(zhǔn)確。不論以相對(duì)發(fā)芽指數(shù)，還是以相對(duì)胚根長(zhǎng)為指標(biāo)，菊苣萌發(fā)期的耐鹽閾值均為0.6%左右，0.6%是菊苣萌發(fā)期耐鹽性鑒定的適宜咸水濃度。

表2菊苣萌發(fā)期耐鹽性鑒定指標(biāo)與咸水濃度的回歸關(guān)系

Table 2The regression relationship between salt tolerance identification indexes and salt water concentration in seed germination of chicory

指標(biāo)Indicators方程Equation決定系數(shù)R2Determinationcoefficient閾值Threshold%相對(duì)發(fā)芽指數(shù)Rela-tivegerminationindexY=107.647-87.093X0.9650.618相對(duì)胚根長(zhǎng)RelativeradiclelengthY=121.902-102.246X0.9770.596

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Effect of Salt Water Stress on Seed Germination of Chicory and Screening of Salt Tolerance Identification Indexes

LIU Ya-hui, WANG Xiu-ping, YANG Ya-hua et al

(Coastal Agricultural Research Institute, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Tangshan, Hebei 063200)

Abstract[Objective] The aim was to discuss salt tolerance ability in seed germination period of chicory and provide technical support for salt resistance identification of chicory in germination period. [Method] Using underground salt water stress method, through correlation analysis, principle component and regression analysis, effects of salt water with different salinity on indicators(seed germination potential, germination rate, germination index, vigor index, radicle length, plumule length) and relative value were studied.[Result] Lowsalt water concentration (0.2%) had promoting effect on seed germination.Relative germination and relative radicle length were suitable for salt tolerance identification indexes.Salt-tolerant threshold of chicory in germination period was about 0.6%. [Conclusion] Salt tolerance identification indexes of chicory in seed germination period were relative germination index and relative radicle length. The suitable salt water concentration for identification was 0.6%.

Key wordsSalt water; Chicory; Germination; Salt tolerance identification indexes

基金項(xiàng)目河北省曹妃甸區(qū)科技支撐項(xiàng)目(201314)；河北省科技支撐項(xiàng)目(14226310D)。

作者簡(jiǎn)介劉雅輝(1979- )，女，河北唐山人，助理研究員，碩士，從事多功能蔬菜耐鹽鑒定工作。

收稿日期2016-03-11

中圖分類號(hào)S 311

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)11-041-02