韓冉，解樹(shù)斌，李欣，郭憲峰，宮文萍，汪曉璐，劉愛(ài)峰，李豪圣，劉成，劉建軍

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所／農(nóng)業(yè)部黃淮北部小麥生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／小麥玉米國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100；2.山東魯研農(nóng)業(yè)良種有限公司，山東 濟(jì)南 250100；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西 太原 030031；4.菏澤市牡丹區(qū)種子資源開(kāi)發(fā)保護(hù)中心，山東 菏澤 274000）

全球土壤鹽漬化面積逐年上升，嚴(yán)重影響農(nóng)作物生長(zhǎng)，導(dǎo)致其產(chǎn)量降低［1］。我國(guó)鹽漬土總面積約有3 600×104hm2，占全國(guó)可利用土地面積的4.88%［2］。開(kāi)展耐鹽作物種質(zhì)資源的篩選、鑒定與評(píng)價(jià)，是培育耐鹽新品種的基礎(chǔ)。相對(duì)于成熟期，芽期鑒定小麥耐鹽性，操作簡(jiǎn)單且成本低，相關(guān)研究報(bào)道最多。趙旭等［3］研究了不同濃度鹽脅迫對(duì)4種不同基因型冬小麥種子發(fā)芽及出苗的影響，認(rèn)為150～200 mmol／L（約0.88% ～1.17%）鹽濃度可能是影響小麥種子萌發(fā)的臨界濃度。彭智等［4］認(rèn)為，小麥芽期耐鹽性鑒定的最適濃度為1.2%，并利用該濃度鑒定獲得21份芽期耐鹽材料。王萌萌等［5］在350 mmol／L（約2.03%）鹽濃度下對(duì)882份小麥資源進(jìn)行耐鹽鑒定，篩選出芽期耐鹽性較好品種328份。張巧鳳等［6］在1.5%鹽濃度下對(duì)293份小麥種質(zhì)進(jìn)行耐鹽鑒定，篩選出芽期高耐鹽種質(zhì)16份。

李樹(shù)華等［7］在鹽堿地上對(duì)13份小麥品種（系）進(jìn)行耐鹽性鑒定，發(fā)現(xiàn)鹽脅迫對(duì)小麥主要性狀的影響程度依次為產(chǎn)量＞單位面積穗數(shù)＞株高＞千粒重＞穗粒數(shù)＞穗長(zhǎng)，其產(chǎn)量受限制的主要因素是單位面積穗數(shù)和千粒重等。許興等［8］在鹽堿地上對(duì)17份小麥品種（系）進(jìn)行耐鹽性鑒定，篩選出4份耐鹽性及農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好者，并指出鹽脅迫對(duì)這些性狀影響的次序?yàn)閱挝幻娣e穗數(shù)＞穗粒數(shù)＞株高＞穗長(zhǎng)＞千粒重。吳儒剛等［9］在不同濃度鹽池中對(duì)黃淮麥區(qū)132個(gè)小麥品種進(jìn)行耐鹽性鑒定，調(diào)查其農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀，發(fā)現(xiàn)隨著鹽濃度的升高，單株穗數(shù)、穗下莖節(jié)長(zhǎng)和單株產(chǎn)量變異系數(shù)較大。

上述研究表明，小麥芽期耐鹽性鑒定方面，不同研究者所得鹽濃度各不相同，因此還需開(kāi)展耐鹽最適濃度篩選試驗(yàn)，同時(shí)利用選出的最適濃度進(jìn)一步對(duì)1 526份小麥品種（系）進(jìn)行芽期耐鹽鑒定，以期篩選獲得高耐鹽種質(zhì)用于后續(xù)耐鹽主效位點(diǎn)定位和耐鹽分子育種研究。

無(wú)論在鹽池還是鹽堿地條件下，小麥產(chǎn)量均受影響，然而二者因含鹽離子不同，對(duì)小麥耐鹽性鑒定結(jié)果及農(nóng)藝性狀的影響程度可能存在差異。因此，本研究同時(shí)在鹽池和鹽堿地上對(duì)利用最適鹽濃度篩選出的耐鹽性較強(qiáng)品種以及國(guó)內(nèi)第一大小麥品種濟(jì)麥22和即將替換濟(jì)麥22的新育成品種濟(jì)麥23進(jìn)行鑒定，以期為耐鹽高產(chǎn)小麥品種篩選、培育及其推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試小麥品種（系）共計(jì)1 526份，其中424份由美國(guó)NPGS（National Plant Germplasm System）的Harold Bockelman博士提供，26份由日本農(nóng)業(yè)生物資源研究中心李超博士提供，206份由德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院劉鵬研究員提供，220份由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院王永霞博士提供，68份由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)閆紅飛教授提供，79份和39份分別由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院閆金龍研究員和李欣研究員提供，9份由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院吳紀(jì)忠研究員提供，15份由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張守忠教授提供，21份由電子科技大學(xué)楊足君教授提供，49份由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊恩年研究員提供，20份由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)唐宗祥教授提供，其余350份由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所小麥遺傳育種室從國(guó)內(nèi)多家育種單位收集引進(jìn)。

1.2 耐鹽性鑒定

1.2.1 芽期耐鹽性鑒定 試驗(yàn)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)［10］，并用鹽害指數(shù)判定供試小麥的耐鹽性［6］。鹽害指數(shù)＝（CK1+CK2+CK3-T1-T2-T3）／（CK1+CK2+CK3），其中CK1、CK2、CK3分別代表對(duì)照組3個(gè)重復(fù)的發(fā)芽率，T1、T2、T3分別代表3個(gè)處理組的發(fā)芽率。鹽害指數(shù)越小，表明其耐鹽性越強(qiáng)。

1.2.2 苗期耐鹽性鑒定 對(duì)選取的6個(gè)小麥品種，用1.0% NaCl溶液進(jìn)行苗期耐鹽性處理，處理方法參考文獻(xiàn)［11］。每個(gè)處理和對(duì)照均選取10株生長(zhǎng)狀況較均勻植株測(cè)量苗高、根長(zhǎng)。計(jì)算不同品種的相對(duì)生長(zhǎng)量［6］并將其作為研究小麥苗期對(duì)鹽脅迫反應(yīng)的指標(biāo)，其中，相對(duì)苗高＝處理苗高／對(duì)照苗高；相對(duì)根長(zhǎng)＝處理根長(zhǎng)／對(duì)照根長(zhǎng)。

1.2.3 鹽池種植及農(nóng)藝性狀調(diào)查 2016—2017年，試驗(yàn)在德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)人工鹽池（成分：NaCl）進(jìn)行。鹽池大小為11 m×3 m×1 m（長(zhǎng)×寬×深），除上口與外界發(fā)生水分及養(yǎng)分流通外，其它部分與外圍土壤無(wú)水分及鹽分交換。田間管理措施同大田。鹽池鹽濃度分別為正常（非鹽堿土）、0.1%、0.2%、0.3%（w／w）。于10月5日播種。每個(gè)鹽池各供試小麥品種（濟(jì)麥21、濟(jì)麥262、德抗961、青麥6號(hào)、濟(jì)麥23和濟(jì)麥22）種植6行，行長(zhǎng)3 m，行距0.25 m。小區(qū)面積4.5 m2。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。材料周邊各種植3行青麥6號(hào)，避免邊角效應(yīng)。各品種隨機(jī)選取10株于灌漿后期調(diào)查株高、旗葉長(zhǎng)寬、穗長(zhǎng)及小穗數(shù)。

1.2.4 鹽堿地種植及產(chǎn)量測(cè)定 2016—2017年，試驗(yàn)在山東匯邦渤海農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司（東營(yíng)）進(jìn)行。試驗(yàn)地鹽濃度為0.2% ～0.4%，用2265FS便攜式鹽分計(jì)（北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司）測(cè)定。供試小麥品種及播種日期同鹽池試驗(yàn)，每品種種植2 000 m2。成熟后隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)1 m2統(tǒng)計(jì)穗數(shù)，計(jì)算每公頃穗數(shù)；每點(diǎn)隨機(jī)取20 穗計(jì)數(shù)穗粒數(shù)；稱(chēng)千粒重。產(chǎn)量（kg／hm2）＝每公頃穗數(shù)×穗粒數(shù)×千粒重（g）×0.85×10-6。產(chǎn)量由山東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站、山東省種子管理總站、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)和東營(yíng)市種子管理站專(zhuān)家組成的驗(yàn)收組按照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《全國(guó)糧食高產(chǎn)創(chuàng)建測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收辦法（試行）》進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù)和作圖，利 用 在 線 軟 件 QuickCalcs（https：／／www.graphpad.com／quickcalcs／ttest1.cfm？Format＝SD）進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及顯著性差異（P＜0.05）分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 芽期耐鹽性鑒定濃度篩選

以耐鹽小麥品種德抗961、青麥6號(hào)和普通小麥品種濟(jì)麥22、濟(jì)麥23為試材，從1.2% ～2.4%共設(shè)置7個(gè)鹽（NaCl）濃度梯度進(jìn)行耐鹽性鑒定發(fā)芽試驗(yàn)，結(jié)果（圖1）顯示，隨著鹽濃度的升高，各品種發(fā)芽率逐漸降低。1.2% ～1.8%鹽濃度下，供試品種發(fā)芽率均超過(guò)50%，即未達(dá)到半致死濃度；2.2%鹽濃度下，除青麥6號(hào)外其它3個(gè)品種發(fā)芽率均低于50%，因此該濃度僅可用于高耐鹽品種篩選；2.4%鹽濃度下，供試4個(gè)品種發(fā)芽率均低于50%，不適合小麥耐鹽性篩選；而2.0%鹽濃度下，德抗961和青麥6號(hào)的發(fā)芽率分別為69%和68%，濟(jì)麥22和濟(jì)麥23分別為39%和32%，可以很好地將耐鹽品種和普通品種區(qū)分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)有效篩選，因此可以作為耐鹽篩選鑒定濃度。

圖1 小麥芽期耐鹽性濃度的篩選

2.2 供試小麥材料耐鹽性初選

利用2.0% NaCl溶液對(duì)1 526份小麥材料進(jìn)行耐鹽篩選，結(jié)果（圖2）顯示，其鹽害指數(shù)從0.19～1.00不等，且隨著鹽害指數(shù)升高，供試材料數(shù)呈拋物線式上升。其中，鹽害指數(shù)0.8～1.0之間的有889份，0.6～0.8之間的有440份，小于0.6的有197份，小于0.5、0.4、0.3的材料分別有60、19、3份。

鹽害指數(shù)小于0.5的小麥材料見(jiàn)表1，其中芽期耐鹽性最好的3個(gè)材料分別是濟(jì)麥21、濟(jì)麥262和晉麥20，鹽害指數(shù)分別為0.19、0.25和0.28；耐鹽對(duì)照德抗961和青麥6號(hào)的鹽害指數(shù)分別為0.31和0.32。與耐鹽對(duì)照鹽害指數(shù)相當(dāng)?shù)?份材料分別為PI601070和石麥15。

圖2 1 526份小麥材料的鹽害指數(shù)

表1 芽期耐鹽篩選出的60份耐鹽小麥品種（系）

2.3 部分供試小麥品種的苗期耐鹽性鑒定

利用1.0% NaCl溶液對(duì)選取的濟(jì)麥21、濟(jì)麥262、德抗961、青麥6號(hào)、濟(jì)麥23、濟(jì)麥22共6個(gè)小麥品種進(jìn)行處理，鑒定其苗期耐鹽性，結(jié)果顯示，濟(jì)麥262的相對(duì)根長(zhǎng)和相對(duì)苗高均大于其它5個(gè)品種（圖3），德抗961的相對(duì)根長(zhǎng)和濟(jì)麥22的相對(duì)苗高僅次于濟(jì)麥262。這表明濟(jì)麥262的苗期耐鹽性強(qiáng)于其它5個(gè)品種。

2.4 小麥品種鹽池農(nóng)藝性狀鑒定

由表2可以看出，0.1%鹽（NaCl）脅迫下，供試品種的株高與對(duì)照無(wú)顯著差異；0.2%和0.3%鹽脅迫下各品種的株高較對(duì)照均顯著降低，降幅在7.4%～33.0%之間。其中濟(jì)麥262在0.2%、0.3%鹽脅迫下株高的降幅均最小，分別為7.4%和12.6%。0.1%鹽脅迫下，除濟(jì)麥22的旗葉長(zhǎng)與對(duì)照無(wú)顯著差異外，其它均顯著低于對(duì)照；0.2%和0.3%鹽脅迫下，各供試品種的旗葉均顯著變短。

圖3 1.0%鹽濃度下6個(gè)小麥品種的相對(duì)根長(zhǎng)和相對(duì)苗高

0.1%鹽脅迫下，德抗961、濟(jì)麥23和濟(jì)麥22的旗葉寬與對(duì)照無(wú)顯著差異，0.2%和0.3%鹽脅迫下各品種的旗葉均顯著變窄。

由表3可以看出，0.1%鹽脅迫下，除青麥6號(hào)、濟(jì)麥22和濟(jì)麥23外其它3個(gè)品種的穗顯著變短；0.2%和0.3%鹽脅迫下，各供試品種的穗均顯著變短，0.3%鹽濃度下濟(jì)麥22的降幅最小，其次為德抗961。

0.1%鹽脅迫下，除德抗961和濟(jì)麥22外其它4個(gè)品種的小穗數(shù)顯著減少；0.2%和0.3%鹽脅迫下，各供試品種的小穗數(shù)均顯著減少；0.3%鹽濃度下，德抗961的降幅最小，其次為青麥6號(hào)。

表2 鹽脅迫下供試小麥品種的株高、旗葉長(zhǎng)和旗葉寬

表3 鹽脅迫下供試小麥品種的穗長(zhǎng)、小穗數(shù)

2.5 鹽堿地中小麥品種產(chǎn)量性狀表現(xiàn)與分析

6個(gè)供試小麥品種于鹽濃度0.2%～0.4%鹽堿地中的產(chǎn)量結(jié)果見(jiàn)表4，顯示：濟(jì)麥22和青麥6號(hào)的每公頃穗數(shù)較高，濟(jì)麥262的穗粒數(shù)較多；濟(jì)麥22、青麥6號(hào)、濟(jì)麥262、濟(jì)麥23的產(chǎn)量依次為7 281.9、7 221.8、7 128.6、6 107.9 kg／hm2，而濟(jì)麥21和德抗961產(chǎn)量較低，分別為4 197.0、3 765.9 kg／hm2。

表4 供試小麥品種鹽堿地中的產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

3 討論

我國(guó)鹽堿土具有類(lèi)型多、分布廣、利用率低等特點(diǎn)，嚴(yán)重阻礙我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展。種植耐鹽小麥有利于鹽堿化土壤改良［12］，因此，耐鹽小麥材料的篩選鑒定則成為利用鹽堿土壤資源的有效途徑。萌發(fā)期（芽期）耐鹽測(cè)試是對(duì)小麥早期耐鹽性鑒定的基礎(chǔ)［13］。鹽脅迫會(huì)影響種子正常萌發(fā)，鹽濃度越大，萌發(fā)力越?。?4］，因此種子發(fā)芽率高低可以反映植物對(duì)鹽的承受能力和耐鹽性。本研究利用2.0%鹽濃度對(duì)1 526份小麥材料進(jìn)行芽期耐鹽性鑒定，共獲得耐鹽性較好材料60份，為深入開(kāi)展芽期小麥耐鹽基因發(fā)掘提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

芽期耐鹽性鑒定發(fā)現(xiàn)，青麥6號(hào)在2.2%鹽濃度下，發(fā)芽率遠(yuǎn)高于其它3個(gè)品種，表明青麥6號(hào)具有高鹽承受能力。苗期耐鹽性鑒定結(jié)果顯示，濟(jì)麥262的相對(duì)根長(zhǎng)和相對(duì)苗高大于包括青麥6號(hào)在內(nèi)的5個(gè)供試品種，說(shuō)明濟(jì)麥262的苗期耐鹽性?xún)?yōu)于青麥6號(hào)。因此，青麥6號(hào)和濟(jì)麥262的芽期和苗期的耐鹽性不一致。王萌萌［5］、劉妍妍［15］等也發(fā)現(xiàn)類(lèi)似現(xiàn)象。因此，小麥芽期與苗期耐鹽性之間不存在顯著相關(guān)性。因?yàn)檠科诤兔缙谑侵参锬芊裨邴}漬環(huán)境下建植成功最關(guān)鍵的時(shí)期，是小麥生育期中對(duì)鹽害較敏感的時(shí)期［16］，所以，在鑒定小麥耐鹽性時(shí)需綜合考慮其芽期和苗期的耐鹽性結(jié)果。

鹽脅迫嚴(yán)重影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，不僅使作物根系吸水困難造成作物的生理干旱，還會(huì)影響光合產(chǎn)物的積累及向籽粒的運(yùn)輸，造成作物產(chǎn)量降低［17］。本研究發(fā)現(xiàn)不同鹽濃度鹽池小麥的株高、旗葉長(zhǎng)、旗葉寬、穗長(zhǎng)和小穗數(shù)均發(fā)生變化。在0.2%和0.3%鹽池中，濟(jì)麥262株高降幅較小，該結(jié)果與苗期耐鹽鑒定結(jié)果相同。在0.1%鹽脅迫下，濟(jì)麥22的株高、旗葉長(zhǎng)、旗葉寬、穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)與對(duì)照相比均無(wú)顯著差異，說(shuō)明低鹽脅迫對(duì)濟(jì)麥22的影響較小。另外，在0.1%鹽池中，供試品種的株高與對(duì)照無(wú)顯著差異，但多數(shù)品種的旗葉長(zhǎng)、旗葉寬均發(fā)生變化，說(shuō)明鹽池脅迫對(duì)小麥旗葉的影響大于對(duì)株高的影響。

Saqib等［18］指出，小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重在鹽脅迫下均顯著降低，導(dǎo)致小麥產(chǎn)量也顯著降低；袁海濤等［19］認(rèn)為，鹽脅迫下各性狀對(duì)產(chǎn)量影響程度的順序?yàn)閱挝幻娣e穗數(shù)＞穗粒數(shù)＞千粒重。本研究發(fā)現(xiàn)，鹽堿地中供試品種的每公頃穗數(shù)以濟(jì)麥22最高，這可能是其高產(chǎn)的主要原因；青麥6號(hào)的產(chǎn)量較高，可能與其每公頃穗數(shù)和穗粒數(shù)均較高有關(guān)。而孟祥浩［20］的研究結(jié)果認(rèn)為濟(jì)麥22的產(chǎn)量低于青麥6號(hào)，這可能是由小麥栽培及管理方式等不同所造成［21］。濟(jì)麥262的苗期和芽期耐鹽性均較好，鹽堿地中其穗粒數(shù)大幅高于其它品種，加上其千粒重中等偏上，這可能是其在鹽堿地中獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。

4 結(jié)論

本研究以耐鹽小麥品種青麥6號(hào)、德抗961以及普通小麥品種濟(jì)麥22、濟(jì)麥23為材料，進(jìn)行7個(gè)鹽濃度梯度篩選，結(jié)果表明，2.0%鹽濃度可以作為小麥芽期耐鹽性篩選濃度。利用該鹽濃度對(duì)1 526份小麥品種（系）進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)其相對(duì)鹽害指數(shù)從0.19～1.00不等，隨著鹽害指數(shù)升高，供試材料數(shù)呈拋物線式上升；其中鹽害指數(shù)低于0.5、0.4、0.3的材料分別有60、19、3份。以青麥6號(hào)和德抗961為對(duì)照，對(duì)鹽害指數(shù)低于0.3的濟(jì)麥21、濟(jì)麥262以及濟(jì)麥22、濟(jì)麥23進(jìn)行室內(nèi)苗期耐鹽性鑒定和鹽堿地條件下的農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀測(cè)定，結(jié)果顯示：濟(jì)麥262的苗期耐鹽性?xún)?yōu)于其它5個(gè)小麥品種；低鹽（0.1%）脅迫對(duì)濟(jì)麥22的農(nóng)藝性狀影響較??；鹽脅迫對(duì)小麥旗葉的影響大于對(duì)株高的影響；濟(jì)麥22、青麥6號(hào)和濟(jì)麥262的產(chǎn)量較高。

致謝：感謝德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院劉鵬研究員在人工鹽池構(gòu)建和小麥農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)方面給予的幫助；感謝武城縣農(nóng)業(yè)局種子站李洪振站長(zhǎng)在鹽堿地小麥農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)方面給予的幫助；感謝濟(jì)南大學(xué)秦余香教授和劉秀芝碩士在美國(guó)引進(jìn)小麥實(shí)驗(yàn)室耐鹽性鑒定方面給予的大力幫助；感謝山東匯邦渤海農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司付希強(qiáng)老師在鹽堿地小麥播種、管理及收獲中給予的大力協(xié)助。