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2个百脉根品系种子萌发期的耐盐性评价

更新时间:2016-07-05

我国盐渍土面积约为3.46×107 hm2[1],盐害严重影响了植物的生长发育,成为农业发展的重要问题。研究表明,挖掘植物自身的耐盐碱能力,是有效改良、利用盐碱地的途径之一[2-4]。植物在盐胁迫下具有不同的形态表现,其萌发特性以及分子机制都会发生一定的改变,可用于分析不同植物的抗性强弱[5]

百脉根(Lotus corniculatus)是多年生豆科植物,具有营养含量丰富、粗蛋白含量高、适口性好、饲用价值高、保水功能强等特点,是饲喂家禽、家畜的优良牧草[6],其植株匍匐生长,覆盖度好,具发达根系,细胞再生性好,自交亲和,易得到稳定遗传后代[7-8],在改良草场和建立人工草地中得到了广泛的应用,但其大部分品种的耐盐性较差,盐碱地上种植较难获得大量的生物量[9],因此筛选耐盐性强的百脉根材料应从抗性较强的野生材料入手,通过鉴定其耐盐性,将其应用到高产、耐盐碱的新品种培育中,对盐碱地改良具有重要意义。

本试验以2个百脉根品系为材料,用不同浓度梯度NaCl溶液模拟盐胁迫,测定其萌发特性,通过方差分析、相关分析、主成分分析、加权隶属函数等方法,研究百脉根对盐胁迫的响应以及综合评价其耐盐性。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试的2个百脉根品系为B1和B2,由中国农业科学院草原研究所国家牧草资源圃课题组提供,其中B1于2009年引种自加拿大,经过多年的筛选,现已适于呼和浩特地区的种植,B2为2014年采集于加拿大圭尔夫的野生品系。

1.2 试验方法

种子萌发试验采用纸上发芽法,发芽盒(10 cm×10 cm×6 cm)中铺两层滤纸作为发芽床,挑选饱满均匀的百脉根种子50粒,砂纸打磨后置于发芽盒中,在发芽盒中分别注入浓度为0.3%,0.6%,0.9%,1.2%的NaCl溶液5 ml,以蒸馏水为对照(CK)[10-11],每处理重复3次。将发芽盒置于E/PGC系列进入式植物培养箱中进行发芽试验,相对湿度为60%、恒温25℃条件下连续培养11 d,逐日定时称重并补充水分,每日记录种子发芽数,并于第11 d测量种子的胚芽长、胚根长,然后将幼苗置于通风处自然风干,30 d后称量幼苗干重。

1.3 测定指标与方法

隶属函数值计算方法:Xi= (Xi-Xmin)/ (Xmax-Xmin) i = 1,2,...,n ,其中Xi表示第i个综合指标;Xmin表示i个综合指标中的最小值;Xmax表示i个综合指标中的最大值。

发展部以与呈示部相同的主题材料展开。进入C大调,然后是沿着五度循环的一系列转调:F大调(第116小节)、降B大调(第124小节)、降E大调(第126小节)、降A大调(第128小节)。到达降A大调之后,通过左手的还原E音转入f小调,而这个和弦正是乐章开头的调式音阶的Ⅱ级,它坚持不懈地重复了七个小节之后,水到渠成地进入再现部。

由表1中可以看出,随着盐浓度的升高,品系B1的GR、GE、GI、RL、SL5项指标出现先升高后降低的趋势,VI呈现先降低后升高再降低的趋势,DW呈现持续降低的趋势;品系B2的GI呈现出先升高后下降的趋势,GE、VI、DW 3项指标呈现下降后升高再下降的趋势,GR、RL、SL 3项指标出现持续下降的趋势。大部分盐浓度胁迫下,品系B1和B2的的萌发特性存在差异,其中在对照组品系B2的GR和GE两项指标显著高于品系B1(P<0.05);在0.3%和0.6%处理组,品系B1和B2之间的差异未达到显著水平;在0.9%处理组品系B2的VI、RL、SL均显著高于B1(P<0.05);在1.2%处理组,除VI和SL外,品系B2的其它5项指标均显著高于B1(P<0.05),且品系B1的各项指标均为0,表明其在该浓度下丧失萌发能力,但品系B2的种子依然具有一定的萌发能力。

2018年1月25日,美国国会美中经济与安全评估委员会举行听证会,专门就中国的“一带一路”倡议进行评估。评估委员会成员丹尼斯·谢阿(Dennis C. Shea)指出,中国领导人希望借助“一带一路”倡议促进其地缘政治利益,拓展中国在地区及全球治理中的地位,美国则在维护自由与开放的印太地区方面拥有重要利益,美国必须高度重视中国“一带一路”倡议对美国的战略影响,并对此作出回应。[11]

GE= n/N×100%,其中n为前5 d发芽种子数,N为供试种子数;

各综合指标的权重计算:

VI= GI × S,其中S为幼苗重量/g。

1.4 综合评价方法

综合评价百脉根耐盐性的方法参照文献[7,12]

各测定指标进行盐害系数计算:STC = M/C×100%,其中STC为盐害系数,M为各处理测定值,C为对照测定值。

萌发期测定种子发芽势(germination energy,GE)、发芽率(germination rate,GR)、根长(root length,RL)、幼苗长(seeling length,SL)和幼苗干重(dry weight,DW),并计算种子发芽指数(germination index,GI)和活力指数(vigor index, VI)。计算方法参照文献[12],公式如下:

GI=ΣGn/Dn,其中Gn为第n d种子发芽的个数,Dn为发芽天数;

式中,Wi为权重,代表第i个综合指标在所有综合指标中重要的程度;Pi表示经主成分分析后,第i个综合指标的贡献率。

用Excel 2007对数据统计及初步分析并作图,SAS 9.0对各测试指标进行方差分析、相关分析和主成分分析,加权隶属函数法对2个百脉根品系耐盐性进行综合评价。

式中,D值为不同材料在盐胁迫下,由综合指标评价计算所得耐盐性综合评价值。

1.5 数据分析

各品种综合耐盐能力的评价:

2 结果与分析

2.1 萌发特性

GR= n/N×100%,其中n为11 d 内发芽种子数,N为供试种子数;

本质上来说搜索引擎的site语法相当于是对指定网站的扫描攻击,使用搜索引擎进行黑客攻击有很长的历史,然而google hacking作为一个已经发展成熟的攻击手段并没有受到足够的重视。出于经济原因SNS服务商需要被搜索引擎收录,而这与保护用户隐私之间产生了矛盾。综上所述,我们建议搜索引擎厂商可以考虑对搜索引擎语法加以使用限制,具体如下:

Comparison Between Nonlinear Decoration and Fuzzy Control for Course-Keeping Control

表1 不同盐浓度下百脉根材料各指标值(平均值±标准差) Table 1 Germination characteristics of the Lotus corniculatus strains under Different salt concentration (mean±standard deviation)

指标Index品系StrainCK0.3%0.6%0.9%1.2%显著性差异Significant differenceGR/%B164.00±4.00b65.33±9.87a74.67±1.15a42.00±7.21a0.00±0.00bBB279.33±7.02a66.00±8.00a70.00±8.72a49.33±5.03a27.33±6.11aAGE/%B155.33±1.15b58.00±13.86a41.33±3.06a29.33±9.45a0.00±0.00bAB265.33±2.31a42.67±3.06a43.33±5.03a24.00±5.29a10.00±4.00aAGIB115.55±5.84a17.71±0.94a13.29±0.73a7.46±1.59a0.00±0.00bAB216.20±2.38a16.53±1.96a14.87±1.68a7.66±0.26a2.87±0.87aAVIB10.86±0.90a0.21±0.10a0.24±0.05a0.04±0.03b0.00±0.00aAB20.30±0.08a0.14±0.03a0.25±0.07a0.12±0.04a0.03±0.03aARL/cmB112.13±4.61a17.47±2.39a13.47±2.37a1.33±0.46b0.00±0.00bAB215.13±4.01a14.67±7.14a11.40±3.75a9.73±3.70a1.60±0.53aASL/cmB118.60±4.65a21.53±2.91a15.33±2.84a2.87±0.64b0.00±0.00aBB223.07±1.03a19.00±3.50a12.60±1.83a13.07±1.70a3.27±2.14aADW/gB10.059±0.023a0.012±0.005a0.018±0.003a0.005±0.003a0.000±0.000bAB20.026±0.004a0.009±0.001a0.018±0.005a0.016±0.004a0.008±0.007aA

注:不同字母表示不同材料之间差异显著(P<0.05)

Note:Values with different letters in the same column for each germination characteristic show significant differences among different strains at the 0.05 level

2.2 萌发指标的相关分析

根据相关性分析结果(表2),各萌发指标之间均存在不同程度的正相关关系,相关系数在0.474~0.974之间,其中GR和GE,GR和GI,GE和GI,GE和SL,GI和RL、SL以及RL和SL之间呈极显著相关(P<0.01),其他指标之间的相关关系未达到显著水平。在对2个品系的耐盐性评价时,不同指标所携带的信息部分重合,并且其在百脉根耐盐性中起到作用大小有差异,因此单项指标无法科学、准确的评价百脉根的耐盐性,为弥补单项指标的不足,需在此基础上进一步利用其他统计分析方法分析。

图1 盐胁迫下百脉根种子萌发特性盐害系数的方差分析 Fig.1 Variance analysis of salt damage coefficient of seed germination characteristics of Lotus corniculatus under salt stress 注:不同小写字母表示相同盐浓度不同指标间差异显著(P<0.05) Note:Values with different little letters show significant differences among different indexes in the same salt concentration at the 0.05 level

2.3 萌发指标的主成分分析

对百脉根种子萌发测定的7个单项指标进行了主成分分析(表3),结果表明,第1主成分F1的贡献率为47.38%,第2、3主成分F2、F3的贡献率分别为40.57%和8.71%,累计贡献率达到96.65%,7个单项指标转化为3个综合指标(F1、F2、F3),保留了原有的绝大部分信息。

表2 各指标相关分析 Table 2 Correlation analysis of each index

指标IndexGRGEGIVIRLSLDWGR1.000GE0.911**1.000GI0.931**0.954**1.000VI0.5130.636*0.5741.000RL0.884**0.873**0.933**0.4901.000SL0.874**0.913**0.923**0.5730.974**1.000DW0.5400.5940.5330.974**0.4740.5551.000

注:*和**分别表示在0.05水平下和0.01水平下显著相关

Note: * and ** indicate that significant differences at the 0.05 and the 0.01 level

表3 萌发期各综合指标的系数及贡献率 Table 3 the germination of the composite index of the coefficient and contribution rate

F1F2F3特征值 Eigenvalue3.322.840.61贡献率 Contributive percentage /%47.3840.578.71累计百分率 Cumulative Contributive percentage/ %47.3887.9596.65特征向量Feature vectorGR 0.465-0.254 -0.163 GE0.060-0.4310.864GI0.4560.3070.103VI0.0230.5890.113RL0.544-0.0260.076SL0.498-0.166-0.256DW0.1660.5300.364

2.4 百脉根种子萌发期耐盐性综合评价

根据隶属函数公式计算2个百脉根品系萌发期各综合指标的隶属函数值Xi (表4),盐胁迫下,对于同一综合指标而言,如F1,其隶属函数值Xi较大的是B2,值为1.000,则该品系在F1表现出的耐盐性较强;而B1的Xi值较小(值为0),表明该材料在这一综合指标下耐盐性差,由此可见,3个综合指标的隶属函数值中,B1均小于B2。根据各综合指标的贡献率,得到百脉根萌发期3个综合指标的权重(W)分别为0.474、0.406和0.087以及耐盐评价值D值,并根据D值的大小对百脉根材料进行耐盐能力的综合排序(表4),其中B1和B2的D值分别为0.000和0.967,表明B2耐盐性强于B1。

由于B1、B2这2个品系对照之间的各指标值不同,在模拟盐胁迫时,不同盐浓度下各指标值的变化与该材料自身的萌发特性有直接关系,无法直接判断2个品系的耐盐性强弱。因此,将其转化成盐害系数比较,并进行方差分析(图1)。结果表明,盐浓度为0.3%时,B1和B2间的差异未达到显著水平;盐浓度为0.6%时,B2的VR和DW的盐害系数显著高于B1(P<0.05);盐浓度为0.9%时,B2的VI、RL、SL和DW的盐害系数均显著高于B1(P<0.05);盐浓度为1.2%时,B2所有供试指标盐害系数均显著高于B1(P<0.05)。

表4 萌发期各综合指标值(Fi)、权重隶属函数值(Xi)、D值及综合排序 Table 4 The comprehensive index value (Fi), weight, membership function value (Xi), D value and comprehensive ranking

品系 StrainF1F2F3X1X2X3D值综合排序 OrderB11.309-0.1640.4480.0000.0000.0000.0002B21.3500.3440.5601.0001.0001.0000.9671权重Weight0.4740.4060.087

3 讨论

自然界中植物的耐盐性是由其种类决定的,并且相同个体不同发育时期其耐盐性也不同,种子萌发期植物对盐胁迫较敏感,易受到土壤中盐的毒害,生长缓慢甚至致死,有研究表明植物种子萌发期耐盐性可用于鉴定其耐盐性强弱[13]。土壤中的有害盐类以NaCl等中性盐为主,并且以Na+和Cl-对植物的危害最为严重[14-16],因此本试验采用不同浓度NaCl溶液对2个百脉根品系进行种子萌发期的耐盐性研究。

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由于盐胁迫对百脉根种子萌发期的影响涉及到离子毒害、矿质元素亏缺等综合反应,因此,其耐盐性成为多因子影响的复杂性状,单一的使用某个指标难以准确的反应百脉根耐盐性的强弱[17-18]。现阶段国内外学者在研究植物种子萌发期耐盐性中,筛选出了与植物耐盐性相关的形态和生理等指标[19-20],本试验中选取了简单、直观的7项指标进行了测定,并结合多元统计方法对百脉根种子萌发期进行了耐盐性的综合评价。

图1中的方差分析结果表明,部分测试指标(GR、GE、GI、RL、SL)值随着盐浓度增加呈现先上升后下降的趋势,其它供试指标均呈现持续下降的趋势,这与张俊叶[13]的研究结果基本一致。本试验中,出现上升的各指标值均处于较低盐浓度(0.3%和0.6%)处理,表明低浓度的盐溶液处理促进种子萌发,与汪永平等[21]的研究结果基本一致。这可能是由于在低浓度盐溶液中,无机盐小分子解离为对应的离子,从而进入细胞内,使细胞内水势降低,从而增加了种子的吸水量,进而提高发芽率以及促进了幼苗生长[22-23]。随着盐浓度继续升高,2个百脉根品系萌发期的各指标值均开始下降,表明高浓度的盐胁迫会影响其种子萌发甚至致死,这与谭化等[24]在百脉根试管苗的耐盐性研究结果基本一致,这可能是由于盐浓度的升高,植物根部渗透势变化较大,外部渗透势高导致植物根部吸水能力下降,进而缺水死亡。相关分析的结果显示,各指标之间存在显著、极显著正相关,若用此直接进行隶属函数法评价可能会导致结果不准确。主成分分析可以在损失较少信息量的前提下,将较多的测定指标转化成少量的综合指标,弥补用单项指标评价耐盐性的不足[25],将7个单项指标转换成了3个相互独立的综合指标,进而得到综合评价值(D值),客观的反应了2个百脉根品系的耐盐性[15],为后期的耐盐育种提供理论依据。由于幼苗期的耐盐性也是反映该品系的耐盐情况的重要标准,因此,有必要进一步对幼苗期耐盐性进行研究。

其中:rj为第j个反应的反应速率,mol/(m3·s);ε为空隙率系数;C为气体浓度,mol/m3;t为时间,s;k0,j为指前因子,mol(1-a)/(m3(1-a)·s),a为动力学方程中甲烷浓度的指数,数值由试验确定;Ej为第j个反应的活化能,J/mol;R为气体常数,J/(mol·K);T为温度,K;aj为浓度项的指数。图3a、图3b的反应气体为CH4,图3c的反应气体为CO。根据试验预估的动力学参数见表1。

4 结论

本试验中的2个百脉根品系在不同盐浓度下耐盐性强弱表现不同,随着盐浓度的增加两个百脉根品系的发芽指数呈现出先升高后下降的趋势,活力指数呈现先降低后升高再降低的趋势,3个综合指标的隶属函数值中,B1均小于B2。总之,来源于加拿大圭尔夫的野生百脉根品系(B2)的耐盐性强于加拿大引进品系(B1)。

参考文献

[1] 刘凤歧,刘杰淋,朱瑞芬,等. 4种燕麦对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性评价[J]. 草业学报,2015,24(1):183-189

[2] 樊瑞苹,周琴,周波,等. 盐胁迫对高羊茅生长及抗氧化系统的影响[J]. 草业学报,2012,21(1):112-117

[3] 田小霞,毛培胜,李杉杉,等. 紫花苜蓿苗期耐盐指标筛选及耐盐性综合评价[J]. 草地学报,2017,25(3):545-553

[4] Akbari G,Sanavy S A,Yousefzadeh S. Effect of auxin and salt stress (NaCl) on seed germination of wheat cultivars (Triticumaestivum L.)[J]. Pakistan Journal of Agricultural Sciences,2007,10(15):2557-2561

[5] Silva P O,Medina E F,Barros R S,et al. Germination of salt-stressed seeds as related to the ethylene biosynthesis ability in three Stylosanthes species[J]. Journal of Plant Physiology, 2014,171(1):14-22

[6] 李玉珠. 苜蓿与百脉根原生质体培养及体细胞杂交的研究[D]. 甘肃:甘肃农业大学博士学位论文,2012

[7] 陈超,赵丽丽,王普昶,等. 百脉根对干旱胁迫的生长、生理生态响应及其抗旱性评价[J]. 水土保持学报,2014,28(3):300-306

[8] 柯丹霞,李祥永,王磊,等. 大豆GmHAT5的克隆及其转基因百脉根的抗盐分析[J]. 中国农业科学,2017,50(9):1559-1570

[9] 张俊叶,张力君,赵青山,等. 几种豆科牧草种子萌发期的耐盐性[J]. 中国草地学报,2012,24(4):116-120

[10] Sardaro M L S,Atallah M,Tavakol E,et al. Diversity for AFLP and SSR in natural populations of Lotus corniculatus L. from Italy[J]. Crop Science,2008,48(3):1080-1089

[11] 王丹. 不同成熟度广布野豌豆种子萌发耐盐碱胁迫的差异[D]. 东北师范大学,2011

[12] 于洁,闫利军,冀晓婷,等. 苜蓿和扁蓿豆萌发期耐盐指标筛选及耐盐性综合评价[J]. 植物遗传资源学报,2017,18(3):449-460

[13] 吕昕培,张吉平,李永生,等. 内蒙古科尔沁草原不同植物生境土壤盐分特征研究[J]. 草地学报,2017,25(4):749-755

[14] 鱼小军,肖红,徐长林,等. 扁蓿豆和苜蓿种子萌发期抗旱性和耐盐性比较[J]. 植物遗传资源学报,2015,16(2):405-410

[15] 戴海芳,武辉,阿曼古丽·买买提阿力,等. 不同基因型棉花苗期耐盐性分析及其鉴定指标筛选[J]. 中国农业科学,2014,27(7):1290-1300

[16] 秦红艳,艾军,李昌禹,等. 山葡萄组培苗盐害指数和耐盐指数主成分分析[J]. 北方园艺, 2013,3(16):18-21

[17] 武辉,侯丽丽,周艳飞,等. 不同棉花基因型幼苗耐寒性分析及其鉴定指标筛选[J]. 中国农业科学,2012,45(9):1703-1713

[18] 刘炳响,王志刚,杨敏生,等. 模拟盐胁迫对白榆种子发芽、出苗及幼苗生长的影响[J]. 草业学报,2012,21(5):39-46

[19] 白小明,王靖婷,贺佳圆,等. 8个野生早熟禾种子萌发期耐盐性研究[J]. 草地学报,2013,21(03):546-555

[20] 杜利霞,董宽虎,夏方山,等. 盐胁迫对新麦草种子萌发特性和生理特性的影响[J]. 草地学报,2009,17(6):789-794

[21] 汪永平,骆凯,胡小文,等. PEG和NaCl胁迫对草木樨种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 草业科学,2016,(6):1174-1182

[22] 孙艳香,杨红梅,耿云红,等. 根癌农杆菌介导的百脉根遗传转化体系的优化研究[J]. 南开大学学报(自然科学版),2006,28(2):51-57

[23] 张剑云,陈水红,魏萍. 塔里木河流域4种野生豆科植物种子耐盐性研究[J]. 草业科学, 2009,26(6):116-120

[24]谭化,高明,于淑梅,等. 百脉根试管苗对NaCl的敏感性检测[J]. 吉林农业科学,2010,(2):14-16

[25] 郭彦军,倪郁,吕俊,等. 豆科牧草种子萌发特性与其抗旱性差异的研究[J]. 中国草地,2003,25(3): 25-28

于洁,李鸿雁,李俊,李志勇,黄帆,李俊峰
《草地学报》 2018年第2期
《草地学报》2018年第2期文献

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