玉米苗期耐盐性鉴定评价方法研究

旨在建立玉米苗期耐盐性有效评价方法,通过梯度微咸水处理和多元统计分析方法对10份玉米品种的苗期耐盐性进行了系统评价。四分位差分析结合玉米耐盐阈值分析表明耐盐鉴定的最佳胁迫浓度为0.5%。利用主成分分析和隶属函数分析可将7个农艺性状的耐盐系数转化为隶属函数耐盐性综合评价值（D值）。结合聚类分析可将玉米苗期耐盐等级划分为：高耐、耐、中等、敏感、高敏。利用逐步回归分析方法建立了D值与7个农艺性状耐盐系数的回归方程：D=-1.147+0.823*长径+0.713*株高。上述研究为评判玉米苗期耐盐性提供了科学方法。     

绿豆种质资源苗期耐盐性鉴定及耐盐种质筛选

土壤盐渍化已成为影响中国农业生产的重要问题,筛选耐盐绿豆种质资源对于盐渍化土地利用具有重要意义。本研究对346份国内外绿豆种质苗期用150 mmol L–1 NaCl进行胁迫处理,测定了株高、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重、根干重、根长、根体积等12个指标,采用主成分分析和隶属函数分析、耐盐性综合评价分析及聚类分析对各样本的耐盐性进行了综合评价和归类,并采用逐步回归分析建立了耐盐性预测回归方程。结果表明,处理组与对照组各性状评价指标存在极显著差异,且12个指标的耐盐系数间均存在着不同程度的相关性。结合盐害症状等级划分与耐盐性综合评价结果,筛选到苗期高耐盐(1级)绿豆26份,耐盐(3级)绿豆65份,对盐分敏感(7级)绿豆74份,对盐分极敏感(9级)绿豆18份。其中来自江西的C04125、菲律宾的C06310等10份耐盐能力最强,可作为绿豆耐盐育种的优异种质资源。地上部鲜重、根鲜重、根干重、根长、根体积和根分枝数可以作为绿豆苗期耐盐性评价指标。     

棉花种质资源萌发期耐盐性鉴定及筛选

种子萌发期是对盐分较敏感的时期,测定不同盐浓度胁迫下的棉花种子发芽情况是筛选棉花耐盐种质的重要依据之一。本研究对629份棉花种质资源进行0、150mmolL^–1 NaCl处理,对鲜重、发芽势等6个性状的耐盐系数进行差异分析,结果显示盐胁迫下各个性状较对照均存在显著差异;使用主成分分析、隶属函数分析对棉花种质耐盐性进行综合评价;对综合评价值D值进行聚类分析,根据D值的大小将629份种质资源分成5类:188份耐盐中间型材料、376份耐盐型材料、36份高耐盐型材料、28份盐敏感型材料、1份高盐敏感型材料;通过逐步回归分析建立棉花萌发期耐盐性评价预测模型:D=0.277RFW+0.29RGP+0.189RPL+0.387RGR-0.32 (R²=0.992),筛选出鲜重、下胚轴长、发芽势和发芽率4个指标可作为棉花萌发期耐盐性鉴定的指标。本研究建立了一套精准、高效的耐盐性鉴定体系,筛选到36份高耐盐材料和1份高敏感材料,为棉花耐盐机制研究和培育耐盐新品种提供参考。     

玉米自交系萌发期耐盐性鉴定

为了完善玉米自交系萌发期耐盐性的鉴定评价标准,筛选耐盐性强的玉米种质资源,解析玉米自交系萌发期耐盐性遗传机制,为玉米萌发期耐盐性育种提供理论依据和技术支撑。对390份玉米自交系耐盐性相关的10个生理指标进行测定,利用主成分分析确定为5个综合指标,即7d发芽率、芽干重、芽鲜重、根干重和根长,可作为玉米萌发期耐盐性鉴定指标。根据隶属函数分析确定各材料的耐盐综合评价指数,并通过聚类分析将材料萌发期耐盐性分为6个等级,其中高度盐敏感型材料298份,中度盐敏感型材料49份,盐敏感型材料27份,耐盐型材料9份,中度耐盐型材料5份,高度耐盐型材料2份。     

42个新疆海岛棉品种萌发期耐盐性评价

为了解新疆海岛棉品种在萌发期的耐盐性差异,用150mmol/L的NaCl对42个新疆海岛棉品种进行萌发期耐盐性评价和筛选。结果表明,在盐胁迫下,42个海岛棉品种发芽率、发芽势、发芽指数和鲜重均受到不同程度的抑制;各指标间存在极显著相关;通过主成分分析确定了2个主成分,主要反映萌发、干物质积累和含水量;主成分综合得分值和模糊隶属函数均值之间呈极显著正相关。通过二者的综合评价值,将42个海岛棉品种聚为4类,分别为高耐盐、中耐盐、弱耐盐和盐敏感类品种,为海岛棉品种的耐盐性评价和鉴定提供理论基础。     

小麦种质资源抗旱耐盐性评价及种质筛选

为了解16份小麦种质材料的苗期抗旱性和耐盐性,本研究分别以20%PEG-6000溶液和0.20 mol/L NaCl溶液模拟干旱胁迫和盐胁迫,对其抗氧化酶活性、叶绿素含量、细胞质膜透性、苗长、根系性状、生物量等指标进行测定,应用隶属函数、因子分析和聚类分析等方法综合评价小麦苗期抗旱性和耐盐性。结果表明,在胁迫处理下,小麦的苗长、总根长、总根面积、总根体积、根鲜重、苗鲜重、根干重、苗干重和叶绿素含量均低于对照;细胞质膜透性的损伤程度均大于对照,但盐胁迫下损伤更为严重;抗氧化酶(SOD, POD, CAT)活性升高,且在干旱条件下SOD和CAT酶活性的增加量均高于盐胁迫。相关性分析表明各性状隶属函数值均值与总根面积和总根体积的相关性最大,因子分析表明总根面积、总根体积和苗干重可以作为小麦苗期抗旱性和耐盐性的综合评价指标。通过对16份种质材料进行综合评价最终筛选出3份苗期抗旱性和耐盐性均较高的小麦品种(‘40IBWSN93’,‘甘春25号’和‘MSN2’)和3份对干旱和盐胁迫敏感的小麦品种(‘京临春’,‘巴084123’和‘D39M1153’),为培育抗旱耐盐小麦新种质和挖掘小麦抗旱耐盐基因提供基础材料。     

甘薯苗期耐盐性鉴定及其指标筛选

以18个甘薯品种(系)为试验材料, 设置对照和200 mmol L ^-1 NaCl浓度处理, 通过苗期盐土栽培胁迫方式, 对各处理下各品种(系)的茎叶鲜重、根系鲜重、茎叶干重、根系干重、叶片相对电导率、F_v/F_m、SPAD值、SOD酶活性、MDA含量、脯氨酸含量、根系活力、根系Na ⁺和K ⁺含量、Na ⁺/K ⁺比值等14个生理指标进行测定, 通过对各单项指标的耐盐系数进行相关分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归等方法对品种(系)耐盐性进行综合评价。通过主成分分析, 将盐胁迫处理下甘薯苗期的14个单项指标转换成5个彼此独立的综合指标; 通过隶属函数分析, 得到不同品种(系)苗期耐盐性综合评价值(D值), 并通过聚类分析, 将18个甘薯品种(系)划分为4种耐盐类型, 其中盐敏感型4个、弱耐盐型3个、中度耐盐型7个和高度耐盐型4个。在此基础上, 利用逐步回归方法建立了可用于甘薯苗期耐盐性评价的回归方程, 同时筛选出茎叶鲜重、根系鲜重、茎叶干重、叶片SPAD值、SOD酶活性、MDA含量、脯氨酸含量、根系Na ⁺/K ⁺比值等8个可用于甘薯苗期耐盐性评价的生理指标。本研究可为甘薯耐盐新品种选育提供种质并为甘薯苗期耐盐性评价及耐盐机制研究提供理论依据。     

不同玉米品种对磺胺类抗生素复合污染的生理响应及抗性评价

为明确不同玉米品种对磺胺类抗生素复合污染的抗性,本研究通过对磺胺甲基嘧啶-磺胺二甲基嘧啶复合污染下的玉米幼苗的生长、生理指标进行检测,采用加权隶属函数法结合D值聚类分析,对玉米的抗性进行综合评价。结果表明,不同玉米品种对磺胺类抗生素复合污染的抗性不同。丙二醛与可溶性糖,株高与鲜重、干重、POD活性,鲜重与POD活性之间具有显著的正相关关系;可溶性蛋白与POD活性具有显著的负相关关系;株高与根长,根长与鲜重、干重,鲜重与干重之间呈极显著的正相关关系。CAT活性、鲜重和干重3个指标在不同玉米品种间的变异较大。通过加权隶属函数法对不同玉米品种的D值进行计算,根据D值进行聚类分析,将12个玉米品种分为3类,得到4个低抗品种,7个中抗品种和1个高抗品种。综合评价抗性较高的前3个玉米品种为‘郑单958’、‘伟科702’和‘天塔619’,可作为后续抗性研究的供试材料。     

NaCl 胁迫下不同品种（系）绿豆种子萌发期耐盐性的研究

为了探究盐胁迫对不同品种（系）绿豆的影响,对 28 份绿豆种子用 1.2%NaCl 进行盐胁迫处理,测定了与萌发相关的 12 项指标,采用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析及聚类分析对不同品种（系）进行了综合评价和分类。1.2%NaCl 胁迫对不同绿豆品种（系）12 项测定指标有显著影响,各指标间存在着不同程度的相关性。主成分分析结果表明,前 3 个主成分累计贡献率为 88.072%;抗旱综合评价 D 值各不相同,其中同绿 9 号的抗旱综合评价值最大（0.681）,表明其对盐胁迫的耐受性最强,168-21 的抗旱综合评价值最小（0.444）,表明其对盐胁迫的耐受性最弱。根据不同品种（系）绿豆耐盐性隶属函数 D 值进行了聚类分析,共分为 3 类：第Ⅰ类为耐盐品种（系）,第Ⅱ类为中等耐盐品种（系）,第Ⅲ类为耐盐性较弱品种（系）。综合评价各项指标,同绿 9 号耐盐性最强,168-21 耐盐性最弱,可为盐碱地种植绿豆提供参考。     

中国高粱地方种质芽期苗期耐盐性筛选及鉴定

日益严重的土壤盐渍化对现代农业生产造成了巨大的危害。高粱既是世界五大粮食作物之一,又是耐盐性很强的抗逆作物。开展高粱耐盐性研究、筛选出一批综合耐盐能力优良的高粱品种对开发利用盐渍化土地、增加粮食产量和维持农业可持续发展具有重要意义。本研究对110份中国高粱地方品种分别进行了芽期200 mmol L~(-1)和苗期100 mmol L~(-1)的NaCl胁迫试验,测定芽期发芽势、发芽率以及苗期的相对叶绿素含量(SPAD)、苗长、根长、苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重等指标。计算芽期、苗期盐胁迫下性状值占对照性状值的百分比表明,参试品种芽期相对发芽势、相对发芽率范围分别为0～98.89%、23.65%～101.79%,盐胁迫下相对发芽势变化差异显著。苗期相对叶绿素含量、相对苗长、相对根长、相对苗鲜重、相对苗干重、相对根鲜重、相对根干重变化范围分别为59.53%～99.91%、52.47%～95.23%、47.87%～100.14%、27.43%～95.28%、30.48%～98.26%、21.62%～100.34%、31.46%～102.13%。采用隶属函数值分析和主成分分析2种方法结合聚类分析对参试高粱芽期和苗期的耐盐能力综合评定,鉴定出芽期高度耐盐材料22份,耐盐材料32份;苗期高度耐盐材料37份,耐盐材料41份;其中,来自内蒙古的朝阳棒槌(00003011)和来自北京的白鞑子帽(00001081)等10个品种在芽期和苗期均表现高度耐盐,可作为后续全生育期耐盐鉴定和耐盐育种的优异资源。对芽期隶属函数值排名以及苗期F值排名结果进行相关性分析表明,芽期与苗期耐盐性没有显著相关性;主成分分析结果表明,反映生物量的指标如苗干重、根鲜重可作为苗期大量材料耐盐鉴定的评价指标。     

陆地棉苗期耐盐性的高效鉴定方法

利用2个耐盐和2个盐敏感的陆地棉品种,分别设置对照和4% (40 g L^–1)浓度NaCl溶液处理三叶期幼苗,处理72 h后调查盐害指数,测定地上部分鲜重、根鲜重、叶片相对含水量、叶绿素荧光参数、相对电导率、丙二醛含量、抗氧化酶类活性等13个与耐盐性相关的重要指标。利用灰色关联聚类、主成分分析和逐步回归等方法综合评价陆地棉苗期耐盐性,认为最大光化学效率(F_v/F_m)可以作为鉴定陆地棉苗期耐盐性的关键指标,构建耐盐指数(y)方程y = 1.943x – 0.882,(x = 最大光化学效率),同时结合另外2个耐盐和2个盐敏感品种所得方程y值对耐盐等级进行划分。进一步利用23个已知耐盐性的品种检验方程,计算结果与田间鉴定结果完全一致。因此选用最大光化学效率作为唯一指标鉴定陆地棉苗期耐盐性,高效准确,同时通过构建方程和划分耐盐等级,为未来大规模陆地棉品种资源耐盐性鉴定提供技术标准和研究基础。     

盐胁迫对40份藜麦种质种子萌发的影响及其耐盐性评价

为明确盐胁迫对藜麦种质材料种子萌发的影响,本试验以40份来自不同省份的耐盐性藜麦种质为材料,设置0、100、200、300、400和500 mmol/L NaCl处理,测定种子萌发期的发芽率、发芽势、胚轴长、胚根长和鲜重,并采用相关性分析和隶属函数相结合的方法,筛选耐盐性较强的材料。结果表明,与对照相比,随盐浓度升高,40份藜麦种质发芽率、发芽势、胚轴长、胚根长和鲜重均呈先升高后降低的趋势;通过对各指标进行相关性分析,发现鲜重与发芽势呈极显著(P<0.01)正相关;对40份藜麦种质进行隶属函数、聚类分析和综合评价后,将供试材料分为三大类,即强耐盐、中度耐盐和敏盐材料,筛选出强耐盐材料4份,分别为‘JSS L-2’、‘HJL34-1’、‘HJL-33-2’和‘白藜’;敏盐材料4份,分别为‘HZL-1-3’、‘HZLM 5-3’、‘HZLM11-2’和‘MLL-3’。本研究结果可为藜麦耐盐新品种的选育提供理论依据。     

不同水稻品系芽期耐盐性比较分析

为研究不同水稻品系在芽期耐盐性,为今后培育耐盐品种提供优良种质资源,本研究以7个水稻品系为实验材料进行芽期耐盐试验,用不同浓度NaCl（盐浓度分别为0、0.125、0.15、0.2 mol/L）胁迫后,对水稻的发芽势、发芽率、根长、芽长、芽鲜重以及主根数目进行测定分析,并通过多元分析对各品种相关指标进行统计分析。试验结果表明：随着盐浓度的升高,不同水稻品系的各项指标均有不同程度的降低。其中,0.15 mol/L盐处理下,‘S83’,‘S85’号水稻品系表现出一定的耐盐性,‘S88’号水稻品系表现出较强的耐盐性。多元统计分析结果表明,在高盐胁迫下‘S88’号水稻品系具有较强的耐盐性。     

盐胁迫下玉米苗期农艺性状和脯氨酸含量变化的研究

玉米是重要的粮食和饲料作物,但在盐碱地上很难获得高产,盐胁迫是最主要的限制因子。研究玉米在盐胁迫下的性状表现,建立玉米耐盐筛选的技术指标体系,对耐盐机理及分子育种研究有重要意义。本研究采用室内沙培盆栽的方法,对3个不同玉米自交系进行苗期的NaCl梯度胁迫处理,对出苗时间、苗高、地上部鲜重,根系鲜重及游离脯氨酸含量等性状进行考察,分析各性状与盐胁迫处理浓度之间的相关关系。结果表明,3个不同品种中,黄早四和TL94B的耐盐性相对较强,87-1的耐盐性相对较弱;100￣120mM为玉米盐胁迫筛选的下限临界浓度,200￣220mM为玉米盐胁迫筛选的上限临界浓度;出苗时间、苗高、地上部鲜重、根系鲜重、脯氨酸含量等指标与盐浓度的相关性均达到P<0.01的极显著水平,都可作为玉米的耐盐性鉴定的依据;研究还发现,游离脯氨酸含量随盐胁迫浓度升高而升高,但盐浓度超过临界上限后,脯氨酸含量反而下降。     

Maize genotypes with deep root systems tolerate salt stress better than those with shallow root systems during early growth

Maize (Zea mays L.) is susceptible to salinity but shows genotypic variation for salt tolerance. How maize genotypes with contrasting root morphological traits respond to salt stress remains unclear. This study assessed genotypic variation in salinity tolerance of 20 maize genotypes with contrasting root systems exposed to NaCl for 10 days (0, 50 mM or 100 mM NaCl, added in four increments every other day from 14 days after transplanting, DAT) in a semi-hydroponic phenotyping system in a temperature-controlled greenhouse. Considerable variation was observed for each of the 12 measured shoot and root traits among the 20 genotypes under NaCl treatments. Salt stress significantly decreased biomass production by up to 54% in shoots and 37% in roots compared with the non-saline control. The 20 genotypes were classified as salt-tolerant (8 genotypes), moderately tolerant (5) and salt-sensitive (7) genotypes based on the mean shoot dry weight ratio (the ratio of shoot dry weight at 100 mM NaCl and non-saline control) ± one standard error. The more salt-tolerant genotypes (such as Jindan52) had less reductions in growth, and lower shoot Na⁺ contents and higher shoot K⁺/Na⁺ ratios under salt stress. The declared salt tolerance was positively correlated with shoot height, shoot dry weight and primary root depth, and negatively correlated with shoot Na⁺ content at 100 mM NaCl. Primary root depth is critical for identifying salt responsiveness in maize plants and could be suggested as a selection criterion for screening salt tolerance of maize during early growth. The selected salt-tolerant genotypes have potentials for cultivation in saline soils and for developing high-yielding salt-tolerant maize hybrids in future breeding programmes.