咸水脅迫對菊苣種子萌發的影響及耐鹽性鑒定指標的篩選

劉雅輝， 王秀萍， 楊雅華， 張國新，魯雪林

(河北省農林科學院濱海農業研究所，河北唐山 063200)

咸水脅迫對菊苣種子萌發的影響及耐鹽性鑒定指標的篩選

劉雅輝， 王秀萍， 楊雅華， 張國新，魯雪林

(河北省農林科學院濱海農業研究所，河北唐山 063200)

摘要[目的]探討菊苣種子萌發期的耐鹽能力，為菊苣萌發期耐鹽性鑒定提供技術支撐。[方法]利用地下咸水脅迫法，通過相關性分析、主成分分析和回歸分析，研究不同咸水濃度對種子發芽勢、發芽率、發芽指數、活力指數、胚根長及胚芽長等指標及其相對值的影響。[結果]低濃度(0.2%)咸水對種子萌發有促進作用；相對發芽指數和相對胚根長適宜作為耐鹽性鑒定指標；菊苣萌發期的耐鹽閾值為0.6%左右。[結論]菊苣萌發期的耐鹽性鑒定指標為相對發芽指數和相對胚根長；適宜作為菊苣萌發期耐鹽鑒定的咸水濃度為0.6%。

關鍵詞咸水；菊苣；萌發；耐鹽性鑒定指標

土壤鹽漬化一直是限制農業生產的世界性問題[1]。冀東濱海區位于渤海沿岸，由于受海潮和海水型地下水的雙重影響，土壤質地黏重、結構性差，嚴重影響了鹽土荒地和灘涂資源開發利用[2]。針對生態環境脆弱、耐鹽蔬菜品種缺乏的現狀，以豐富耐鹽蔬菜品種、提高濱海鹽堿土利用效益為目標，很多學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民增收、農業增效探索新途徑。

菊苣為菊科多年生草本植物，耐寒、耐旱，對土壤酸堿性適應力較強。菊苣藥食兩用，葉可調制生菜，根含菊糖及芳香族物質，可提制代用咖啡，促進人體消化器官活動[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]。目前對菊苣萌發期耐鹽性的研究較少[5-6]，尤其是進行較系統的萌發期耐鹽性鑒定指標篩選和耐鹽閾值確定的研究較少。筆者以普那菊苣為材料，通過濱海鹽堿區地下咸水脅迫，研究不同濃度咸水對菊苣種子萌發期的影響，采用相關性分析、主成分分析和回歸分析等方法對菊苣萌發期指標及其相對值進行分析，確定最佳耐鹽性鑒定指標和適宜鑒定的咸水濃度，為菊苣萌發期耐鹽性鑒定提供技術支撐。

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，采用培養皿加濾紙法進行發芽試驗，在智能培養箱中進行種子萌發期耐鹽性鑒定，每天記錄種子發芽數，統計發芽勢、發芽率、發芽指數、活力指數，試驗第7天測定胚根長和胚芽長，并計算各指標的相對值。相對值=NaCl處理下數值/對照數值×100%

1.3數據統計與分析采用Excel和SPSS20軟件對試驗數據進行整理分析。

2結果與分析

2.1不同咸水濃度對菊苣種子萌發的影響由表1可知，除發芽勢和發芽率外，其余指標都隨著咸水濃度的升高呈下降趨勢。咸水濃度為0.2%時菊苣的發芽勢、發芽率高于對照，可見低鹽分能夠促進菊苣種子的萌發。在咸水濃度為0.2%和0.4%時，各指標與對照均無差異；咸水濃度達到并超過0.6%時，各指標與對照差異達顯著水平。這說明0.6%的咸水濃度是影響菊苣種子萌發的一個轉折點，該咸水濃度對種子萌發產生了較明顯的抑制作用，此時不論是發芽指標，還是胚根長、胚芽長都受到了不同程度的影響。

2.2不同咸水濃度對菊苣萌發期6個指標相對值的影響由圖1可知，隨著咸水濃度的增大，菊苣萌發期6個指標的相對值均逐漸減小，在咸水濃度較低(0.2%)時，6個指標的相對值均在90%以上，可見低濃度咸水對菊苣種子萌發影響不大，但隨著咸水濃度增加，以相對發芽勢、相對發芽指數和相對活力指數受脅迫的影響較大，其次為相對胚根長、相對發芽率和相對胚芽長。

相關性分析表明，菊苣的相對發芽勢、相對發芽率、相對發芽指數、相對活力指數、相對胚根長及相對胚芽長與咸水濃度呈極顯著負相關，相關系數分別為-0.965、-0.924、-0.983、-0.965、-0.977、-0.962，可見相對發芽指數與咸水濃度的相關系數最大，其次為相對胚根長與咸水濃度的相關系數。

表1　咸水濃度對菊苣種子萌發的影響

注：同列數據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　咸水濃度對菊苣種子萌發指標相對值的影響Fig.1　Effects of salt water concentrations on relative value of seed germination indicators of chicory

2.3菊苣萌發期耐鹽性鑒定指標的選擇采用主成分分析法對菊苣萌發期的6個指標進行分析，特征根和貢獻率是選擇主成分的依據，將6個指標轉化為1個主成分。這一成分的貢獻率為94.734%，基本代表了6個指標的絕大部分信息，因此選取這個主成分作為耐鹽鑒定指標。主成分的特征值為5.684，對應較大的特征因子有相對發芽指數和相對胚根長，這2個指標與咸水濃度的相關性也較大，因此可選取相對發芽指數和相對胚根長為菊苣萌發期耐鹽性鑒定指標。

2.4菊苣萌發期耐鹽閾值的確定以相對發芽指數和相對胚根長2個指標為因變量，咸水濃度為自變量，通過曲線估計，建立回歸方程(表2)。結果表明，相對發芽指數和相對胚根長與咸水濃度均呈線性關系,R2值分別為0.965和0.977，以指標下降50%為標準，計算得出菊苣萌發期的耐鹽閾值分別為0.618%和0.596%，可見不論以相對發芽指數，還是以相對胚根長為指標，菊苣萌發期的耐鹽閾值均在0.6%左右，因此0.6%是菊苣萌發期耐鹽性鑒定的適宜咸水濃度。

3結論與討論

種子萌發期是植物生命史中最為重要的階段，是對外界滲透脅迫響應比較敏感的時期，也是進行耐鹽性研究的重要時期，種子萌發特性是對鹽脅迫最為直觀的綜合性狀表現[5]。因此，通過研究不同鹽分濃度下發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、胚根長和胚芽長等性狀指標及其與耐鹽性之間的關系，對建立室內快速篩選菊苣耐鹽性品種方法體系具有重要意義。大多數研究都是采用NaCl單鹽溶液作為脅迫溶液進行萌發期耐鹽性鑒定，而該研究采用地下咸水脅迫，更接近自然鹽分，結果更有說服力。該研究結果表明低濃度(0.2%)咸水對種子萌發有促進作用，發芽勢和發芽率均高于對照，發芽指數、活力指數、胚根長和胚芽長的相對值也都在90%以上，可見菊苣適合微咸水澆灌，這一結果與孫磊等[7]研究結果一致。相關性分析表明，6個指標相對值與咸水濃度呈極顯著負相關，其中相對發芽指數和相對胚根長的相關系數較大。主成分分析表明，相對發芽指數和相對胚根長的特征因子較大，適宜作為耐鹽性鑒定指標。通過回歸分析表明，相對發芽指數、相對胚根長與咸水濃度均呈線性關系，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確。不論以相對發芽指數，還是以相對胚根長為指標，菊苣萌發期的耐鹽閾值均為0.6%左右，0.6%是菊苣萌發期耐鹽性鑒定的適宜咸水濃度。

表2菊苣萌發期耐鹽性鑒定指標與咸水濃度的回歸關系

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

指標Indicators方程Equation決定系數R2Determinationcoefficient閾值Threshold%相對發芽指數Rela-tivegerminationindexY=107.647-87.093X0.9650.618相對胚根長RelativeradiclelengthY=121.902-102.246X0.9770.596

參考文獻

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[2] 吳洪生，陳小青，周曉冬，等.磷石膏改良劑對江蘇如東濱海鹽土理化性質及小麥生長的影響[J].土壤學報，2012,49(6)：1262-1266.

[3] 吳宏新，李薇，戴雅婷，等.菊苣系列產品的開發研究述評[J].西北農林科技大學學報, 2006，34(2):34- 37.

[4] 李方華, 周海霞.甘肅省酒泉地區菊苣高產栽培技術[J].畜牧與飼料科學, 2006，29(8):89- 90.

[5] 郭丹丹.NaCl脅迫對菊苣種子萌發的影響[J].現代農業科技，2004(12):286.

[6] 韓春梅.鹽脅迫對菊苣和苦荬菜種子萌發及幼苗生長的影響[J].蔬菜，2014(2):5-6.

[7] 孫磊，隆小華，李洪燕，等.不同濃度海水對菊苣幼苗生長及生理特性的影響[J].生態學雜志，2009, 28(3):405- 410.

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

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

作者簡介劉雅輝(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S 311

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)11-041-02