王 軍 梁長東 張燦宏 陳堅健 遲 銘 徐大勇
(江蘇連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,江蘇 連云港 222006)
目前,全球大約有3.8億hm2土地存在不同程度鹽漬化,約占可耕地面積10%。我國約有2 000萬hm2鹽堿土主要分布在北方和沿海地區(qū)。在我國沿海地區(qū),土壤鹽堿化是作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要限制因素,為了最大限度的發(fā)揮和利用這一部分土地資源,挖掘耐鹽堿的種質(zhì)資源的研究工作越來越受到世界各國的重視[1-2]。近年來,單靠土壤改良、種子處理等生產(chǎn)措施已不能滿足日益擴(kuò)大鹽堿面積的生產(chǎn)要求,大力提高作物品種的耐鹽堿性才是推動作物生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的最有效的措施之一。如何迅速而準(zhǔn)確地將耐鹽堿性強、農(nóng)藝性狀優(yōu)良、產(chǎn)量高的作物種質(zhì)材料鑒定篩選出來,將關(guān)系著資源能否有效利用和潛力優(yōu)勢發(fā)揮。由于作物的耐鹽機理比較復(fù)雜,耐鹽性是受許多形態(tài)、解剖和生理生化特性控制的復(fù)合性狀,在不同形態(tài)解剖和生理特性之間既互相聯(lián)系,又互相制約。作物種質(zhì)資源耐鹽堿性鑒定指標(biāo)與評價方法是這項研究中首先要解決的技術(shù)問題,同時也是選育耐鹽堿品種開展其他相關(guān)基礎(chǔ)理論研究的重要保證[3-4]。
作物耐鹽堿性評價既需要高效的評價指標(biāo),也需要在分析過程中采用科學(xué)的數(shù)量分析方法。選用正確的耐鹽堿性數(shù)量分析方法,可將試驗測得的數(shù)量化指標(biāo)與耐鹽堿性大小建立起對應(yīng)關(guān)系。
1.1耐鹽堿總級別值法
把每個鑒定指標(biāo)所測數(shù)據(jù)分為四~五個級別,再把同一品種的各指標(biāo)級別值相加,即得該品種的耐鹽堿總級別值,以此來比較不同品種耐鹽堿性的強弱。
1.2五級評分法
將各項指標(biāo)的測定值經(jīng)過換算進(jìn)行定量表示,根據(jù)各指標(biāo)的變異系數(shù)確定各指標(biāo)參與綜合評價的權(quán)重系數(shù)矩陣,經(jīng)過權(quán)重分析,進(jìn)行耐鹽堿綜合評價。根據(jù)綜合評價值大小,確定品種耐鹽堿性強弱。
1.3耐鹽堿性隸屬函數(shù)法
先求出各耐鹽堿指標(biāo)在各品種中的具體隸屬值:X(u)=(X-Xmin)/(Xmax-X)(1)或X(u)=(Xmax-X)/(X-Xmin)(2),其中X為各種的某一指標(biāo)測定值,Xmax、Xmin分別為所有品種中此指標(biāo)的最大值和最小值。若所用指標(biāo)與耐鹽堿性呈正相關(guān),用(1)式;反之用(2)式。再累加指定品種各指標(biāo)的耐鹽堿隸屬值,求其平均值,根據(jù)各品種平均值大小確定耐鹽堿性強弱[5]。
1.4耐鹽堿性聚類分析法
根據(jù)多項指標(biāo)所測數(shù)據(jù),對供試材料進(jìn)行系統(tǒng)聚類。根據(jù)聚類圖將參試材料分成等級,如耐鹽堿性強、耐鹽堿性中等、耐鹽堿性弱[39]。
1.5灰色關(guān)聯(lián)度分析法
根據(jù)灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行鑒定指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析,篩選出高效的鑒定指標(biāo),從而以此為據(jù)評價作物耐鹽堿性的強弱。
2.1關(guān)于耐鹽堿性鑒定方法的確立
近些年來,有關(guān)作物耐鹽堿性研究所用的脅迫劑大多為NaC1溶液和Na2CO3溶液,而生產(chǎn)上的鹽堿土壤多為鹽和堿并重的土壤類型,用單一鹽液或堿液處理表現(xiàn)耐鹽堿性狀好的材料在大田鹽堿并重的區(qū)域未必表現(xiàn)較強的耐鹽堿能力和適應(yīng)性。因此,在開展室內(nèi)或田間耐鹽堿試驗時,應(yīng)把耐鹽性和耐堿性同時考查,利用鹽堿并存進(jìn)行鑒定評價,確立一個適用于鹽土、堿土和鹽堿土的耐鹽堿鑒定評價方法,以保證篩選出的品種具有較廣泛的大田適應(yīng)性。
2.2關(guān)于耐鹽堿性鑒定方法的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
在作物耐鹽堿性種質(zhì)資源鑒定、耐鹽堿生理生化分析和遺傳育種研究中,不同的研究者所采用的試驗方法不盡相同,這不僅會影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,而且也給同類試驗間的比較帶來不便。因此,應(yīng)盡快在供試材料的鹽堿脅迫程度(包括處理濃度和處理時間)、鑒定時期、耐鹽堿指標(biāo)的調(diào)查方法和指標(biāo)分級等方面形成一套統(tǒng)一明確的操作標(biāo)準(zhǔn)。這樣不僅保證試驗結(jié)果更具準(zhǔn)確性和可比性,也能促進(jìn)作物耐鹽堿性鑒定評價信息的交流與共享。
2.3關(guān)于耐鹽堿性標(biāo)準(zhǔn)品種的建立
設(shè)置耐鹽堿性標(biāo)準(zhǔn)品種對正確鑒定和評價作物耐鹽堿性是非常必要的。第一,將鑒定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)品種相比較,可以判斷鑒定材料耐鹽堿能力強弱;第二,標(biāo)準(zhǔn)品種鑒定結(jié)果可作為鑒定評價試驗本身準(zhǔn)確性的參考依據(jù)。為了更準(zhǔn)確鑒定品種耐鹽堿性,應(yīng)針對作物不同生育時期、供試群體大小來分別設(shè)定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)品種。同時,在把作物耐鹽堿性劃分為高耐、耐、中耐、中敏和敏感5個等級的基礎(chǔ)上,相應(yīng)水平均設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)品種,以保證試驗的準(zhǔn)確性。
2.4提高農(nóng)作物耐鹽性措施
農(nóng)作物耐鹽生理與生化研究在不斷深入,從細(xì)胞、組織到整個植株耐鹽機理的闡明有更多的問題正在或需要探究[6-7]。其耐鹽種質(zhì)的創(chuàng)新途徑也在不斷豐富,將耐鹽基因聚合到優(yōu)良的品種中絕非易事,這需要將基因工程、細(xì)胞工程和常規(guī)雜交相結(jié)合,多家科研單位密切合作,集體攻關(guān),這也有利于充分利用資源,加速科研進(jìn)程。耐鹽基因的發(fā)掘與篩選不能只限于某個作物,也要加深對其它作物耐鹽基因的研究與應(yīng)用,通過轉(zhuǎn)基因、分子標(biāo)記輔助選擇等技術(shù)手段培育出耐鹽性極強,具有大田生產(chǎn)應(yīng)用的新品種,進(jìn)一步擴(kuò)大農(nóng)作物在鹽堿地可種植面積,以緩解全球的糧食危機[8]。
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[3]張?zhí)煺?作物育種學(xué)總論[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003,221-222
[4]王為,潘宗瑾,潘群斌.作物耐鹽性狀研究進(jìn)展[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報,2009,21(2):30-33
[5]魏秀儉.玉米自交系耐旱性的模糊隸屬函數(shù)法分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,(2):25-27
[6]喬海龍,沈會權(quán),陳和,等.大麥鹽害及耐鹽機理的研究進(jìn)展[J].核農(nóng)學(xué)報,2007,21(5):527-531
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[8]孫勇,藏金萍,王韻.利用回交導(dǎo)人系群體發(fā)掘水稻種質(zhì)資源中的有利耐鹽QTL[J].作物報,2OO7,33(10):1611-1617