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摘要:采用隶属函数分析法筛选鉴定12个茄子品种的耐盐性。以不同来源的12个茄子品种为材料,采用营养液栽培,测定盐胁迫下茄子幼苗的干质量、鲜质量、电导率、根长、丙二醛含量、叶绿素含量等指标,进而综合评价耐盐性强弱。结果表明:丹红的隶属函数值均值最大,耐盐性较强,适宜用于开发盐碱地种植,而黑冠早茄、万寿龙等品种的函数值较小,耐盐性较弱,适合种植在碱性较弱的土地。
关键词:茄子;隶属分析法;耐盐性;鉴定;筛选
中图分类号: S641.101文献标志码: A文章编号:1002-1302(2015)11-0228-02
收稿日期:2014-11-16
基金项目:江苏省农业科技自主创新基金[编号:CX(11)1005]。
作者简介:于伟(1991—),女,江苏淮安人,硕士,从事蔬菜遗传育种。E-mail:lucyyw0415@163.com 。
通信作者:刘卫东,硕士,教授,主要从事蔬菜遗传育种研究。E-mail:lwd@jit.edu.cn。全球有超过8亿 hm2的土地正在盐渍化[1],严重影响农业生产和生态环境。土壤盐渍化更是国内外设施栽培中普遍存在的问题,影响了蔬菜作物的生长,限制了蔬菜生产的可持续发展,损害了生产者的利益[2]。
隶属分析法是数据分析主要方法中的一种,它将多个指标统一在一个系统中进行评价,避免了使用单一评价系统的片面性和不准确性,评价的结果较为科学、可靠。该法在其他重要作物的抗逆性筛选鉴定方面有着广泛的应用。陈德明等用该法对小麦的相关指标进行综合评价,鉴定了不同小麦品种抗盐性的差异[3];周广生等用隶属函数法评价小麦的耐湿性,确定了不同品系在孕穗期淹水处理后的耐湿性强弱[4];刘艳试用隶属函数分析法对大豆品种进行了品种比较试验,对大豆品种的综合性状进行量化,对大豆育种中的品种进行评价提供了合理的方法[5]。
茄子(Solanum melongena L.)是重要的茄果类蔬菜作物之一,在我国各地广泛栽培。关于茄子抗性方面相关报道多集中在耐冷性方面。目前,筛选鉴定茄子耐盐性强弱方面的研究鲜有报道。作物在幼苗期对盐分最为敏感[6],因此幼苗期可作为茄子耐盐性鉴定的一个重要时期[7]。本试验通过在茄子幼苗期,运用隶属分析法初步筛选和鉴定不同茄子品种的的耐盐性,为选择适合盐碱地栽培的茄子品种提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料
供试材料分别来自于国内外12份茄子材料,各材料来源及编号见表1。
1.2方法
试验于金陵科技学院幕府校区园艺站玻璃温室内进行。
1.3指标测定
植株用蒸馏水冲洗后,吸干水分,用直尺测量茄苗的主根长,然后用天平称量植株鲜质量,105 ℃杀青,75 ℃烘干至恒质量,测干质量;质膜透性使用 DDS-308 电导率仪测定;丙二醛(MDA)含量测定采用Heath法[8]。叶绿素含量测定采用V(酒精) ∶V(丙酮) ∶V(水)=4.5 ∶4.5 ∶1混合液浸提法[9]。
1.4数据统计分析
正相关指标隶属函数值计算方法:X1=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin);负相关指标隶属函数值计算方法:X2=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)。式中:X1 为正相关指标隶属函数值,X2 为负相关指标隶属函数值。X为指标的实际测定值,Xmax 为指标测定的最大值,Xmin为指标测定的最小值。其中除了电导率和丙二醛外,其他指标都是正相关指标。
应用Excel 2003和SPSS 20.0软件进行数据处理和分析。
2结果与分析
2.1盐胁迫下茄子叶片常规指标的测定值
对盐胁迫下12份茄子品种的生长和生理指标进行测定(表2),结果表明,不同品种的材料在相同处理下表现出显著差异(P<0.05);相对含水量最高的是G,根长较长的是H和表2不同品种的耐盐指标值
A,质膜透性较小的是H、G和D;丙二醛含量较低的是D和E;叶绿素含量和类胡萝卜素含量较高的有G和C。综合比较发现,不能从单个指标测定值中确定抗盐性强弱的品种。
2.1各品种耐盐性指标的隶属函数值
对各指标的测定值运用正相关和负相关计算方法进行转换(表3),各指标换算成隶属函数值后,将各指标的隶属函数值相加求均值,并对均值进行排序,均值越大,耐盐性越强。由隶属函数值的排序可知,可将12个茄子品种分为3类:较耐盐品种为B 汉宝一号、K 扁红茄、G 丹红,平均值分别为 0.602、0.595、0.557;中等耐盐品种为A 黑龙长、J紫塔、I 春滇、L 万寿龙、F 苏崎4号、H 布尼塔,平均值分别为0.57、 0.51、0.49、0.46、0.45、0.45;耐盐性相对较弱的品种为E 贝里斯、D洛阳早青茄、C 黑冠早茄,平均值分别为0.454、 0.449、0.421。
3讨论与结论
植物的耐盐性是受多基因控制的性状,影响很多生理生化进程,包括生物量、相对电导率、MDA含量和叶绿素含量。一般情况下,生物量是植物对盐胁迫反应的综合体现[10],也是衡量胁迫时的常用指标[11]。相对电导率反应细胞膜在渗透胁迫下受到伤害的程度,可作为判断膜脂过氧化程度的一个重要指标[12]。MDA是膜脂过氧化作用中的产物,其含量的多少代表膜损害程度[13]。试验结果表明:不同材料在同一处理下,各生长指标和生理指标都表现出显著差异,但是不同指标显示的差异度不一致,不能从单个指标判断材料间的耐盐性强弱。
隶属函数是模糊数学中的一种评价方法,对品种各个抗盐指标的隶属值进行累加取平均值,并进行品种间比较,消除了因单方面指标反映耐性的片面性,以评定抗盐性。运用隶属函数值法,根据算出的MFV平均值方法可以综合评价12个材料的抗盐能力。本试验最终根据隶属函数均值,筛选出3个耐盐性较强的品种,6个耐盐性中等的品种,3个较弱的品种。汉宝1号比其他品种更适合被种植在盐渍化的土地,其他品种需要根据不同地区土壤的盐渍化程度种植,这对于提高种植的茄子幼苗存活率具有重要的作用。 参考文献:
[1]Munns R,Tester M. Mechanisms of salinity tolerance[J]. Annual Review of Plant Biology,2008,59:651-681.
[2]黄毅,张玉龙. 保护地生产条件下的土壤退化问题及其防治对策[J]. 土壤通报,2004,2(2):212-216.
[3]陈德明,俞仁培,杨劲松,等. 盐渍条件下小麦抗盐性的隶属函数
值法评价[J]. 土壤学报,2002,39(3):368-374.
[4]周广生,周竹青,朱旭彤,等. 用隶属函数法评价小麦的耐湿性[J]. 麦类作物学报,2001,21(4):34-37.
[5]刘艳. 试用隶属函数分析法对大豆品种进行综合评价[J]. 大豆科技,2014,4(4):14-17.
[6]王广印,周秀梅,张建伟,等. 不同黄瓜品种种子萌发期的耐盐性研究[J]. 植物遗传资源学报,2004,5(3):299-303.
[7]吴雪霞,查丁石,朱宗文,等. 茄子材料萌发期和幼苗期的耐盐性筛选[J]. 上海农业学报,2012,28(1):34-38.
[8]Heath R L,Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation[J]. Archives of Biochemistry and Biophysics,1968,125(1):189-198.
[9]李合生,孙群,赵世杰,等. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京:高等教育出版社,2000:67-169.
[10]魏国强,朱祝军,方学智,等. NaCl胁迫对不同品种黄瓜幼苗生长、叶绿素荧光特性和活性氧代谢的影响[J]. 中国农业科学,2004,37(11):1754-1759.
[11]Sairam R K,Rao K V,Srivastava G C. Differential response of wheat genotypes to long term salinity stress in relation to oxidative stress,antioxidant activity and osmolyte concentration[J]. Plant Science,2002,163:1037-1046.
[12]薛延丰,刘兆普. 外源钙离子缓解海水胁迫下菊芋光合能力下降的研究[J]. 草业学报,2007,16(6):74-80.
[13]时丽冉,白丽荣,李会芬,等. 等渗胁迫下NaCl和PEG对小麦幼苗伤害的比较[J]. 衡水学院学报,2006,8(1):66-68.曾爱松,高兵,宋立晓,等. 秋季专用牛心甘蓝新品种锦秋55的选育[J]. 江苏农业科学,2015,43(11:230-231.
关键词:茄子;隶属分析法;耐盐性;鉴定;筛选
中图分类号: S641.101文献标志码: A文章编号:1002-1302(2015)11-0228-02
收稿日期:2014-11-16
基金项目:江苏省农业科技自主创新基金[编号:CX(11)1005]。
作者简介:于伟(1991—),女,江苏淮安人,硕士,从事蔬菜遗传育种。E-mail:lucyyw0415@163.com 。
通信作者:刘卫东,硕士,教授,主要从事蔬菜遗传育种研究。E-mail:lwd@jit.edu.cn。全球有超过8亿 hm2的土地正在盐渍化[1],严重影响农业生产和生态环境。土壤盐渍化更是国内外设施栽培中普遍存在的问题,影响了蔬菜作物的生长,限制了蔬菜生产的可持续发展,损害了生产者的利益[2]。
隶属分析法是数据分析主要方法中的一种,它将多个指标统一在一个系统中进行评价,避免了使用单一评价系统的片面性和不准确性,评价的结果较为科学、可靠。该法在其他重要作物的抗逆性筛选鉴定方面有着广泛的应用。陈德明等用该法对小麦的相关指标进行综合评价,鉴定了不同小麦品种抗盐性的差异[3];周广生等用隶属函数法评价小麦的耐湿性,确定了不同品系在孕穗期淹水处理后的耐湿性强弱[4];刘艳试用隶属函数分析法对大豆品种进行了品种比较试验,对大豆品种的综合性状进行量化,对大豆育种中的品种进行评价提供了合理的方法[5]。
茄子(Solanum melongena L.)是重要的茄果类蔬菜作物之一,在我国各地广泛栽培。关于茄子抗性方面相关报道多集中在耐冷性方面。目前,筛选鉴定茄子耐盐性强弱方面的研究鲜有报道。作物在幼苗期对盐分最为敏感[6],因此幼苗期可作为茄子耐盐性鉴定的一个重要时期[7]。本试验通过在茄子幼苗期,运用隶属分析法初步筛选和鉴定不同茄子品种的的耐盐性,为选择适合盐碱地栽培的茄子品种提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料
供试材料分别来自于国内外12份茄子材料,各材料来源及编号见表1。
1.2方法
试验于金陵科技学院幕府校区园艺站玻璃温室内进行。
1.3指标测定
植株用蒸馏水冲洗后,吸干水分,用直尺测量茄苗的主根长,然后用天平称量植株鲜质量,105 ℃杀青,75 ℃烘干至恒质量,测干质量;质膜透性使用 DDS-308 电导率仪测定;丙二醛(MDA)含量测定采用Heath法[8]。叶绿素含量测定采用V(酒精) ∶V(丙酮) ∶V(水)=4.5 ∶4.5 ∶1混合液浸提法[9]。
1.4数据统计分析
正相关指标隶属函数值计算方法:X1=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin);负相关指标隶属函数值计算方法:X2=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)。式中:X1 为正相关指标隶属函数值,X2 为负相关指标隶属函数值。X为指标的实际测定值,Xmax 为指标测定的最大值,Xmin为指标测定的最小值。其中除了电导率和丙二醛外,其他指标都是正相关指标。
应用Excel 2003和SPSS 20.0软件进行数据处理和分析。
2结果与分析
2.1盐胁迫下茄子叶片常规指标的测定值
对盐胁迫下12份茄子品种的生长和生理指标进行测定(表2),结果表明,不同品种的材料在相同处理下表现出显著差异(P<0.05);相对含水量最高的是G,根长较长的是H和表2不同品种的耐盐指标值
A,质膜透性较小的是H、G和D;丙二醛含量较低的是D和E;叶绿素含量和类胡萝卜素含量较高的有G和C。综合比较发现,不能从单个指标测定值中确定抗盐性强弱的品种。
2.1各品种耐盐性指标的隶属函数值
对各指标的测定值运用正相关和负相关计算方法进行转换(表3),各指标换算成隶属函数值后,将各指标的隶属函数值相加求均值,并对均值进行排序,均值越大,耐盐性越强。由隶属函数值的排序可知,可将12个茄子品种分为3类:较耐盐品种为B 汉宝一号、K 扁红茄、G 丹红,平均值分别为 0.602、0.595、0.557;中等耐盐品种为A 黑龙长、J紫塔、I 春滇、L 万寿龙、F 苏崎4号、H 布尼塔,平均值分别为0.57、 0.51、0.49、0.46、0.45、0.45;耐盐性相对较弱的品种为E 贝里斯、D洛阳早青茄、C 黑冠早茄,平均值分别为0.454、 0.449、0.421。
3讨论与结论
植物的耐盐性是受多基因控制的性状,影响很多生理生化进程,包括生物量、相对电导率、MDA含量和叶绿素含量。一般情况下,生物量是植物对盐胁迫反应的综合体现[10],也是衡量胁迫时的常用指标[11]。相对电导率反应细胞膜在渗透胁迫下受到伤害的程度,可作为判断膜脂过氧化程度的一个重要指标[12]。MDA是膜脂过氧化作用中的产物,其含量的多少代表膜损害程度[13]。试验结果表明:不同材料在同一处理下,各生长指标和生理指标都表现出显著差异,但是不同指标显示的差异度不一致,不能从单个指标判断材料间的耐盐性强弱。
隶属函数是模糊数学中的一种评价方法,对品种各个抗盐指标的隶属值进行累加取平均值,并进行品种间比较,消除了因单方面指标反映耐性的片面性,以评定抗盐性。运用隶属函数值法,根据算出的MFV平均值方法可以综合评价12个材料的抗盐能力。本试验最终根据隶属函数均值,筛选出3个耐盐性较强的品种,6个耐盐性中等的品种,3个较弱的品种。汉宝1号比其他品种更适合被种植在盐渍化的土地,其他品种需要根据不同地区土壤的盐渍化程度种植,这对于提高种植的茄子幼苗存活率具有重要的作用。 参考文献:
[1]Munns R,Tester M. Mechanisms of salinity tolerance[J]. Annual Review of Plant Biology,2008,59:651-681.
[2]黄毅,张玉龙. 保护地生产条件下的土壤退化问题及其防治对策[J]. 土壤通报,2004,2(2):212-216.
[3]陈德明,俞仁培,杨劲松,等. 盐渍条件下小麦抗盐性的隶属函数
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[4]周广生,周竹青,朱旭彤,等. 用隶属函数法评价小麦的耐湿性[J]. 麦类作物学报,2001,21(4):34-37.
[5]刘艳. 试用隶属函数分析法对大豆品种进行综合评价[J]. 大豆科技,2014,4(4):14-17.
[6]王广印,周秀梅,张建伟,等. 不同黄瓜品种种子萌发期的耐盐性研究[J]. 植物遗传资源学报,2004,5(3):299-303.
[7]吴雪霞,查丁石,朱宗文,等. 茄子材料萌发期和幼苗期的耐盐性筛选[J]. 上海农业学报,2012,28(1):34-38.
[8]Heath R L,Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation[J]. Archives of Biochemistry and Biophysics,1968,125(1):189-198.
[9]李合生,孙群,赵世杰,等. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京:高等教育出版社,2000:67-169.
[10]魏国强,朱祝军,方学智,等. NaCl胁迫对不同品种黄瓜幼苗生长、叶绿素荧光特性和活性氧代谢的影响[J]. 中国农业科学,2004,37(11):1754-1759.
[11]Sairam R K,Rao K V,Srivastava G C. Differential response of wheat genotypes to long term salinity stress in relation to oxidative stress,antioxidant activity and osmolyte concentration[J]. Plant Science,2002,163:1037-1046.
[12]薛延丰,刘兆普. 外源钙离子缓解海水胁迫下菊芋光合能力下降的研究[J]. 草业学报,2007,16(6):74-80.
[13]时丽冉,白丽荣,李会芬,等. 等渗胁迫下NaCl和PEG对小麦幼苗伤害的比较[J]. 衡水学院学报,2006,8(1):66-68.曾爱松,高兵,宋立晓,等. 秋季专用牛心甘蓝新品种锦秋55的选育[J]. 江苏农业科学,2015,43(11:230-231.