引进春小麦品种萌发期耐盐性鉴定及评价

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2023.06.007

新疆农业科学 ›› 2023, Vol. 60 ›› Issue (6): 1353-1362.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2023.06.007

• 种质资源·耕作栽培·生理生化·土壤肥料·分子遗传学 • 上一篇下一篇

引进春小麦品种萌发期耐盐性鉴定及评价

王兴州¹(), 时晓磊², 张恒³, 曲可佳¹, 耿洪伟¹, 丁孙磊², 张金波², 严勇亮²()

1.新疆农业大学农学院/农业生物技术重点实验室,乌鲁木齐 830052
2.新疆农业科学院农作物品种资源研究所,乌鲁木齐 830091
3.新疆农业科学院国际科技合作交流处,乌鲁木齐 830091

收稿日期:2022-10-20 出版日期:2023-06-20 发布日期:2023-06-20
通信作者: 严勇亮(1982-),男,甘肃武威人,副研究员,研究方向为作物遗传育种,(E-mail) yanliang198279@163.com
作者简介:王兴州(1996-),男,河南新乡人,硕士研究生,研究方向为小麦抗逆性,(E-mail)1438895540@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(31660389);新疆农业科学院青年科技骨干创新能力培养专项(xjnkq-2022005);国家自然科学基金(U1403185)

Identification and evaluation of salt tolerance at germination stage of introduced spring wheat varieties

WANG Xingzhou¹(), SHI Xiaolei², ZHANG Heng³, QU Kejia¹, GENG Hongwei¹, DING Sunlei², ZHANG Jinbo², YAN Yongliang²()

1. Key Laboratory of Agricultural Biotechnology/College of Agronomy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China
2. Institute of Crop Germplasm Resources, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China
3. International Cooperation and Exchange Office of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China

Received:2022-10-20 Online:2023-06-20 Published:2023-06-20
Correspondence author: YAN Yongliang(1982-), male, born in Wuwei, Gansu, associate researcher, Research area: crop genetics and breeding, (E-mail) yanliang198279@163.com
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(31660389);The Innovation Ability Training Project for Young Sci-Tech Backbone Talents Sponsored by Xinjiang Academy of Agricultural Sciences(xjnkq-2022005);National Natural Science Foundation of China(U1403185)

摘要/Abstract

摘要：

【目的】挖掘国外引进春小麦品种中的优异种质资源,筛选出耐盐性较强的品种,为小麦萌发期耐盐性鉴定指标的筛选及耐盐性品种的选育提供参考。【方法】采用200 mmol/L NaCl溶液模拟盐胁迫环境,鉴定评价77份国外引进春小麦种质资源并进行室内萌发期耐盐性,测定最长根长、苗高、根数、胚芽鞘、根鲜重、苗鲜重、根干重、苗干重等10个性状指标,应用隶属函数、聚类分析、因子分析等方法综合评价小麦萌发期耐盐性。【结果】在盐胁迫下,10个性状在77份春小麦种质资源之间差异显著。盐胁迫下各指标测量值与对照相比较均明显下降,且各指标之间呈现极显著或显著正相关关系。不同小麦品种间的耐盐性表现出较大的差异,D值的变幅为0.08~0.77。77份材料按耐盐性强弱可分为4类,澄利马拉等17份小麦品种为耐盐型,濑户小麦等36份小麦品种为中度耐盐型,Kenya 178 Q8等16份小麦品种为盐敏感型,Sea Wari 48等8份小麦品种为盐高度敏感型。幼苗鲜重、根数在生物量因子和根部性状因子中的载荷量分别为0.87、0.62。【结论】幼苗鲜重以及根数可作为小麦萌发期耐盐性鉴定的可靠指标。

关键词: 春小麦; 盐胁迫; 萌发期

Abstract:

【Objective】 The purpose of the current study is to explore the excellent germplasm resources of foreign introduced spring wheat varieties and screen out the varieties with strong salt tolerance in the of providing a preliminary foundation for the screening of salt tolerance identification indexes and breeding of salt tolerance varieties of wheat at germination stage. 【Methods】 77 spring wheat germplasm resources introduced from abroad were evaluated in laboratory under salt stress treated with 200 mmol/L NaCl solution. Ten traits such as longest root length, seedling height, root number, coleoptile, root fresh weight, seedling fresh weight, root dry weight and seedling dry weight were determined. The membership function, cluster analysis and factor analysis were used to evaluate the salt tolerance of wheat at germination stage.【Results】 10 traits were significantly different among 77 spring wheat germplasm resources. Under salt stress, the measured values of each index were significantly decreased compared with the photographic contrast, and the correlation analysis among each index showed positive relationships. It was found that the salt tolerance of different wheat varieties showed great difference by using membership function, and the D value varied from 0.08 to 0.77. 77 test materials could be divided into four categories according to salt tolerance. 17 wheat varieties including Chenglimara were salt tolerant, 36 wheat varieties including Seto were moderate salt tolerant, 16 wheat varieties including Kenya 178 Q8 were salt sensitive, and 8 wheat varieties including Sea Wari 48 were salt sensitive. The load of fresh weight and root number on biomass factor and root trait factor were 0.87 and 0.62, respectively. 【Conclusion】 The study has proven that the seedling fresh weight and root number can be used as reliable indexes to identify salt tolerance of wheat at germination stage.

Key words: spring wheat; salt stress; germination period

中图分类号:

S512

王兴州, 时晓磊, 张恒, 曲可佳, 耿洪伟, 丁孙磊, 张金波, 严勇亮. 引进春小麦品种萌发期耐盐性鉴定及评价[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(6): 1353-1362.

WANG Xingzhou, SHI Xiaolei, ZHANG Heng, QU Kejia, GENG Hongwei, DING Sunlei, ZHANG Jinbo, YAN Yongliang. Identification and evaluation of salt tolerance at germination stage of introduced spring wheat varieties[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2023, 60(6): 1353-1362.

图/表 7

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编号 Num- ber	材料 Material		来源 Source		D值		耐盐类型 Salt resistant type		编号 Num- ber		材料 Material	来源 Source		D值		耐盐类型 Salt resistant type
1	濑户小麦		日本		0.61		Ⅱ		40		S 5746	芬兰		0.38		Ⅲ
2	Tcerros(CHECK)		未知		0.58		Ⅱ		41		Samarskaja	芬兰		0.60		Ⅱ
3	Yakwax Eqypgotimstein		缅甸		0.74		Ⅰ		42		Saminkel	芬兰		0.43		Ⅲ
4	澄利马拉		意大利		0.71		Ⅰ		43		Sea Wari 48	澳大利亚		0.26		Ⅳ
5	卡培蒂		意大利		0.49		Ⅱ		44		Simbar Benvenuto	澳大利亚		0.39		Ⅲ
6	吉尔吉奥 449		意大利		0.53		Ⅱ		45		Simons Berg	澳大利亚		0.62		Ⅱ
7	季拉多 593		意大利		0.70		Ⅰ		46		Skov	澳大利亚		0.57		Ⅱ
8	季拉多 522		意大利		0.77		Ⅰ		47		Suno 43626	德国		0.29		Ⅳ
9	GLENNSON 81		未知		0.64		Ⅰ		48		TA 3291	瑞典		0.59		Ⅱ
10	Horani		波兰		0.67		Ⅰ		49		TA 4656	瑞典		0.62		Ⅱ
11	Duiken		未知		0.66		Ⅰ		50		White Fife	加拿大		0.56		Ⅱ
12	Dvina		未知		0.57		Ⅱ		51		MEXICO 82	墨西哥		0.43		Ⅲ
13	Farrerton		未知		0.58		Ⅱ		52		Zipa 57	哥伦比亚		0.43		Ⅲ
14	FarwarD		未知		0.52		Ⅱ		53		Par	未知		0.36		Ⅲ
15	Gereral Urquiza		未知		0.48		Ⅱ		54		Purple S556	墨西哥		0.16		Ⅳ
16	Giza 141		埃及		0.69		Ⅰ		55		Pusa/Etiole De chisy Sr29	墨西哥		0.66		Ⅰ
17	GolDen 731		美国		0.68		Ⅰ		56		Quilamapu 10-077	墨西哥		0.28		Ⅳ
18	Gullen		未知		0.48		Ⅱ		57		R Kf	墨西哥		0.60		Ⅱ
19	W.S. 25		未知		0.76		Ⅰ		58		Rnbw 234	墨西哥		0.49		Ⅱ
20	HybriD 25		未知		0.51		Ⅱ		59		SK 989	澳大利亚		0.51		Ⅱ
21	Kamyshinskaja 3		前苏联		0.53		Ⅱ		60		Songlen	澳大利亚		0.37		Ⅲ
22	Kartner Fruhweizen	前苏联		0.74		Ⅰ		61		SERI 82			墨西哥		0.56		Ⅱ
23	Kenya 178 Q8	肯尼亚		0.44		Ⅲ		62		Sw Sv 22			澳大利亚		0.38		Ⅲ
24	Kenya 10866	肯尼亚		0.69		Ⅰ		63		Tr 535			澳大利亚		0.65		Ⅰ
25	Kenya B 286	阿根廷		0.60		Ⅱ		64		农林28			日本		0.30		Ⅳ
26	Klein H211T 1422	阿根廷		0.56		Ⅱ		65		先驱麦			日本		0.57		Ⅱ
27	Klein Trou	阿根廷		0.43		Ⅲ		66		Atri 3890/Skl			日本		0.08		Ⅳ
28	Kommunar	阿根廷		0.39		Ⅲ		67		Hohenwettersbacher Begrannter			德国		0.61		Ⅱ
29	Mironovskaja Rann	未知		0.50		Ⅱ		68		HolzapfelsDarwin			德国		0.37		Ⅲ
30	Pacific Blue Stem	未知		0.46		Ⅲ		69		Nap Hal-Atlas66 Sel 4			德国		0.50		Ⅱ
31	TuNco"s"	墨西哥		0.58		Ⅱ		70		Bob white"s"			未知		0.74		Ⅰ
32	PreluDio	巴西		0.45		Ⅲ		71		Maya 74			未知		0.72		Ⅰ
33	Premorsky	未知		0.52		Ⅱ		72		Cnt 1			巴西		0.21		Ⅳ
34	Primorskaja 1130	未知		0.56		Ⅱ		73		阿克斯克娅79			前苏联		0.25		Ⅳ
35	Puglee	未知		0.55		Ⅱ		74		моц щопус26			前苏联		0.60		Ⅱ
36	Purora	未知		0.57		Ⅱ		75		CaDet(CI 12053)			美国		0.62		Ⅱ
37	Rafaela 6MA	阿根廷		0.53		Ⅱ		76		Kitchener			美国		0.73		Ⅰ
38	Ruskea	芬兰		0.48		Ⅱ		77		8 turgeon			美国		0.41		Ⅲ
39	S 468	芬兰		0.44		Ⅲ

编号 Num- ber	材料 Material		来源 Source		D值		耐盐类型 Salt resistant type		编号 Num- ber		材料 Material	来源 Source		D值		耐盐类型 Salt resistant type
1	濑户小麦		日本		0.61		Ⅱ		40		S 5746	芬兰		0.38		Ⅲ
2	Tcerros(CHECK)		未知		0.58		Ⅱ		41		Samarskaja	芬兰		0.60		Ⅱ
3	Yakwax Eqypgotimstein		缅甸		0.74		Ⅰ		42		Saminkel	芬兰		0.43		Ⅲ
4	澄利马拉		意大利		0.71		Ⅰ		43		Sea Wari 48	澳大利亚		0.26		Ⅳ
5	卡培蒂		意大利		0.49		Ⅱ		44		Simbar Benvenuto	澳大利亚		0.39		Ⅲ
6	吉尔吉奥 449		意大利		0.53		Ⅱ		45		Simons Berg	澳大利亚		0.62		Ⅱ
7	季拉多 593		意大利		0.70		Ⅰ		46		Skov	澳大利亚		0.57		Ⅱ
8	季拉多 522		意大利		0.77		Ⅰ		47		Suno 43626	德国		0.29		Ⅳ
9	GLENNSON 81		未知		0.64		Ⅰ		48		TA 3291	瑞典		0.59		Ⅱ
10	Horani		波兰		0.67		Ⅰ		49		TA 4656	瑞典		0.62		Ⅱ
11	Duiken		未知		0.66		Ⅰ		50		White Fife	加拿大		0.56		Ⅱ
12	Dvina		未知		0.57		Ⅱ		51		MEXICO 82	墨西哥		0.43		Ⅲ
13	Farrerton		未知		0.58		Ⅱ		52		Zipa 57	哥伦比亚		0.43		Ⅲ
14	FarwarD		未知		0.52		Ⅱ		53		Par	未知		0.36		Ⅲ
15	Gereral Urquiza		未知		0.48		Ⅱ		54		Purple S556	墨西哥		0.16		Ⅳ
16	Giza 141		埃及		0.69		Ⅰ		55		Pusa/Etiole De chisy Sr29	墨西哥		0.66		Ⅰ
17	GolDen 731		美国		0.68		Ⅰ		56		Quilamapu 10-077	墨西哥		0.28		Ⅳ
18	Gullen		未知		0.48		Ⅱ		57		R Kf	墨西哥		0.60		Ⅱ
19	W.S. 25		未知		0.76		Ⅰ		58		Rnbw 234	墨西哥		0.49		Ⅱ
20	HybriD 25		未知		0.51		Ⅱ		59		SK 989	澳大利亚		0.51		Ⅱ
21	Kamyshinskaja 3		前苏联		0.53		Ⅱ		60		Songlen	澳大利亚		0.37		Ⅲ
22	Kartner Fruhweizen	前苏联		0.74		Ⅰ		61		SERI 82			墨西哥		0.56		Ⅱ
23	Kenya 178 Q8	肯尼亚		0.44		Ⅲ		62		Sw Sv 22			澳大利亚		0.38		Ⅲ
24	Kenya 10866	肯尼亚		0.69		Ⅰ		63		Tr 535			澳大利亚		0.65		Ⅰ
25	Kenya B 286	阿根廷		0.60		Ⅱ		64		农林28			日本		0.30		Ⅳ
26	Klein H211T 1422	阿根廷		0.56		Ⅱ		65		先驱麦			日本		0.57		Ⅱ
27	Klein Trou	阿根廷		0.43		Ⅲ		66		Atri 3890/Skl			日本		0.08		Ⅳ
28	Kommunar	阿根廷		0.39		Ⅲ		67		Hohenwettersbacher Begrannter			德国		0.61		Ⅱ
29	Mironovskaja Rann	未知		0.50		Ⅱ		68		HolzapfelsDarwin			德国		0.37		Ⅲ
30	Pacific Blue Stem	未知		0.46		Ⅲ		69		Nap Hal-Atlas66 Sel 4			德国		0.50		Ⅱ
31	TuNco"s"	墨西哥		0.58		Ⅱ		70		Bob white"s"			未知		0.74		Ⅰ
32	PreluDio	巴西		0.45		Ⅲ		71		Maya 74			未知		0.72		Ⅰ
33	Premorsky	未知		0.52		Ⅱ		72		Cnt 1			巴西		0.21		Ⅳ
34	Primorskaja 1130	未知		0.56		Ⅱ		73		阿克斯克娅79			前苏联		0.25		Ⅳ
35	Puglee	未知		0.55		Ⅱ		74		моц щопус26			前苏联		0.60		Ⅱ
36	Purora	未知		0.57		Ⅱ		75		CaDet(CI 12053)			美国		0.62		Ⅱ
37	Rafaela 6MA	阿根廷		0.53		Ⅱ		76		Kitchener			美国		0.73		Ⅰ
38	Ruskea	芬兰		0.48		Ⅱ		77		8 turgeon			美国		0.41		Ⅲ
39	S 468	芬兰		0.44		Ⅲ

处理 Treatment	参数 Parameters	最长根长 Radical length (cm)	苗高 Shoot height (cm)	根数 Radical number	胚芽鞘长 Coleoptile length (cm)	根鲜重 Root fresh weight (mg)	幼苗鲜重 Seedling fresh weight (mg)	根干重 Root dry weight (mg)	幼苗干重 Seedling dry weight (mg)	发芽势 Germin- ation poten tial (%)	发芽率 Germin- ation rate (%)
NaCl 胁迫 NaCl stress	最小值Min.	0.633	0.57	3.00	1.03	9.27	13.37	2.00	2.67	0.00	2.00
	最大值Max.	5.93	8.26	6.68	4.10	54.78	70.20	7.33	13.33	100	100
	均值Average	3.01	4.23	4.90	2.58	33.29	45.77	4.92	7.11	41.64	47.65
	标准差SD	0.97	1.48	0.60	0.58	8.82	12.01	1.17	1.89	33.54	34.44
	变异系数CV (%)	32.23	35.00	12.18	22.47	26.49	26.25	23.74	26.56	80.54	72.29
对照 Control	最小值Min.	8.27	8.08	3.00	1.82	41.1	63.93	4.33	9.2	0.67	3.33
	最大值Max.	19.44	19.49	7.33	4.29	124.78	205.06	14	20.67	100	100
	均值Average	14.67	12.10	4.91	2.87	78.84	116.69	10.09	13.43	57.00	64.58
	标准差SD	2.10	2.02	0.62	0.52	18.67	28.79	2.08	2.64	35.43	33.93
	变异系数CV (%)	14.33	16.73	12.60	18.06	23.68	24.67	20.62	19.69	62.15	52.53
较对照变化 Comparison with the control	均值Average	-11.66	-7.87	-0.01	-0.29	-45.55	-70.93	-5.18	-6.32	-15.37	-16.94
较对照变化 Comparison with the control	变异系数 CV (%)	17.91	18.27	-0.42	4.41	2.81	1.58	3.11	6.88	18.40	19.76

处理 Treatment	参数 Parameters	最长根长 Radical length (cm)	苗高 Shoot height (cm)	根数 Radical number	胚芽鞘长 Coleoptile length (cm)	根鲜重 Root fresh weight (mg)	幼苗鲜重 Seedling fresh weight (mg)	根干重 Root dry weight (mg)	幼苗干重 Seedling dry weight (mg)	发芽势 Germin- ation poten tial (%)	发芽率 Germin- ation rate (%)
NaCl 胁迫 NaCl stress	最小值Min.	0.633	0.57	3.00	1.03	9.27	13.37	2.00	2.67	0.00	2.00
	最大值Max.	5.93	8.26	6.68	4.10	54.78	70.20	7.33	13.33	100	100
	均值Average	3.01	4.23	4.90	2.58	33.29	45.77	4.92	7.11	41.64	47.65
	标准差SD	0.97	1.48	0.60	0.58	8.82	12.01	1.17	1.89	33.54	34.44
	变异系数CV (%)	32.23	35.00	12.18	22.47	26.49	26.25	23.74	26.56	80.54	72.29
对照 Control	最小值Min.	8.27	8.08	3.00	1.82	41.1	63.93	4.33	9.2	0.67	3.33
	最大值Max.	19.44	19.49	7.33	4.29	124.78	205.06	14	20.67	100	100
	均值Average	14.67	12.10	4.91	2.87	78.84	116.69	10.09	13.43	57.00	64.58
	标准差SD	2.10	2.02	0.62	0.52	18.67	28.79	2.08	2.64	35.43	33.93
	变异系数CV (%)	14.33	16.73	12.60	18.06	23.68	24.67	20.62	19.69	62.15	52.53
较对照变化 Comparison with the control	均值Average	-11.66	-7.87	-0.01	-0.29	-45.55	-70.93	-5.18	-6.32	-15.37	-16.94
较对照变化 Comparison with the control	变异系数 CV (%)	17.91	18.27	-0.42	4.41	2.81	1.58	3.11	6.88	18.40	19.76

测定指标 InDex	相对最长根长 Relative radical length	相对幼苗高 Relative shoot height	相对根数 Relative radical number	相对胚芽鞘 Relative coleoptile length	相对根鲜重 Relative root fresh weight	相对幼苗鲜重 Relative seedling fresh weight	相对根干重 Relative root dry weight	相对幼苗干重 Relative seedling dry weight	相对发芽势 Relative germination potential	相对发芽率 Relative germination rate
相对最长根长 Relative radical length
相对幼苗高 Relative shoot height	0.522^**
相对根数 Relative radical number	-0.088	0.158
相对胚芽鞘 Relative coleoptile length	0.446^**	0.610^**	0.379^**
相对根鲜重 Relative root fresh weight	0.665^**	0.515^**	0.215	0.470^**
相对幼苗鲜重 Relative seedling fresh weight	0.469^**	0.767^**	0.331^**	0.673^**	0.635^**
相对根干重 Relative root dry weight	0.456^**	0.262^*	0.003	0.290^*	0.526^**	0.297^**
相对幼苗干重 Relative seedling dry weight	0.396^**	0.716^**	0.268^*	0.594^**	0.517^**	0.711^**	0.415^**
相对发芽势 Relative germination potential	0.336^**	0.406^**	0.312^**	0.539^**	0.471^**	0.580^**	0.188	0.517^**
相对发芽率 Relative germination rate	0.184	0.222	0.352^**	0.346^**	0.308^**	0.373^**	0.100	0.359^**	0.789^**	1

引进春小麦品种萌发期耐盐性鉴定及评价

Identification and evaluation of salt tolerance at germination stage of introduced spring wheat varieties

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Metrics

耐盐类型 Salt-tolerant type	D值均值 D value mean	全部品种 All varieties
耐盐类型 Salt-tolerant type	D值均值 D value mean	品种数 No.of varieties	频率 Frequency (%)
Ⅰ 耐盐型 Ⅰsalt resistant type	0.70	17		22.08
Ⅱ 中度耐盐型 Ⅱ salt resistant type	0.55	36		46.75
Ⅲ 盐敏感型 Ⅲ salt resistant type	0.41	16		20.78
Ⅳ 盐高感型 Ⅳ salt resistant type	0.23	8		10.39
合计Total		77		100

主成分 Principal component	初始特征值 Initial eigenvalue			提取平方和载入 Extract the sum of squares and load
主成分 Principal component	特征值 Eigenvalue	方差百分比 Percentage of variance (%)	累积总方差贡献率 Cumulative total variance contribution rate (%)	特征值 Eigenvalue	方差百分比 Percentage of variance (%)	累积总方差贡献率 Cumulative total variance contribution rate (%)
1	4.03	44.778	44.778	4.03	44.778	44.778
2	1.671	18.571	63.349	1.671	18.571	63.349
3	1.053	11.696	75.045
4	0.78	7.76	81.86
5	0.56	5.64	87.49
6	0.43	4.29	91.78
7	0.28	2.84	94.63
8	0.22	2.22	96.84
9	0.17	1.68	98.52
10	0.15	1.48	100.00

主成分 Principal component	最长根长 Radical length (cm)	苗高 Shoot height (cm)	根数 Radical number	胚芽鞘长 Coleoptile length (cm)	根鲜重 Root fresh weight (mg)	幼苗鲜重 Seedling fresh weight (mg)	根干重 Root dry weight (mg)	幼苗干重 Seedling dry weight (mg)
1	0.65	0.79	0.37	0.79	0.78	0.87	0.49	0.82
2	-0.51	-0.18	0.62	0.09	-0.27	0.02	-0.5	-0.03

[1]	宋冰梅, 姜岩, 陈鑫, 张宇, 程宛楠, 潘洪生. 新型转基因高产棉花萌发期和苗期耐盐性与耐碱性评价[J]. 新疆农业科学, 2023, 60(9): 2239-2247.
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