豇豆耐盐种质资源鉴定

张红梅1,2,许文静1,3,陈华涛1,陈景斌1,刘晓庆1,杨守萍2,陈 新1

(1.江苏省农业科学院 经济作物研究所,江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室,江苏 南京 210014; 2.南京农业大学 大豆研究所,国家大豆改良中心,农业部大豆生物学与遗传育种重点实验室(综合),作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏 南京 210095;3.南京农业大学 园艺学院,江苏 南京 210095)

摘要:发掘优异耐盐种质是进行豇豆品种耐盐性遗传改良的基础。以蛭石为培养基质,在子叶展开期,以分别添加50,100,150,200,250 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland营养液对12个豇豆品种进行盐胁迫处理,研究不同盐浓度胁迫对豇豆耐盐等级(STR)、叶绿素含量(SPAD)、株高(PH)、根长(RL)、地上部鲜质量(AFW)、地上部干质量(ADW)、根鲜质量(RFW)和根干质量(RDW)等8个指标的影响,鉴定适宜盐浓度;依据隶属函数值(Fi),综合评价12个品种的耐盐性,并确定耐盐鉴定方法;根据此方法,评价84份豇豆种质资源的耐盐性。结果表明:随着盐浓度增加,12个品种STR值呈上升趋势,150 mmol/L NaCl胁迫下变异系数最大,确定150 mmol/L为豇豆苗期耐盐性鉴定适宜浓度;筛选出耐盐品种苏紫41和绿领四号(Fi>0.60),盐敏感品种苏豇1419(Fi<0.30);建立了一种以蛭石为基质,150 mmol/L NaCl处理4周左右进行豇豆苗期耐盐性鉴定的方法;84份豇豆种质资源耐盐性Fi变幅为0.06~0.88,遴选出苏紫豇1号和紫筋肉豆角等8份耐盐种质资源。本研究筛选到10份耐盐种质资源(Fi>0.60),为豇豆耐盐遗传改良提供参考。

关键词:豇豆;耐盐性;隶属函数;种质资源

豇豆是我国春、夏、秋季的重要蔬菜之一,对蔬菜的周年供应起着重要的作用。豇豆在我国种植分布面积广,除青海和西藏外,全国各省市区均有种植。我国豇豆年种植面积维持在33万hm2 以上[1],其中江苏省常年栽培为70~90万亩,有10%左右用于出口到日本、韩国、东南亚等地,每年可创造1亿元经济效益[2]。随着蔬菜设施栽培技术的普及,设施土壤中盐分积累越来越严重,土壤的次生盐渍化严重影响着豇豆产量和品质。因此,筛选耐盐种质和培育耐盐新品种成为豇豆育种的重要目标。

豇豆耐盐性中等,比玉米耐盐,但比小麦、大麦、甜菜和棉花敏感[3]。前人根据不同的耐盐鉴定方法,筛选出一批耐盐豇豆种质资源[4-6]。祖艳侠等[7]以0.9% NaCl对豇豆芽期耐盐胁迫7 d,依据耐盐级别,从17份豇豆种质中鉴定出龙翔特早王为较耐盐品种。曾文静等[8]采用珍珠岩为基质,以0,20,45,75 mmol/L NaCl 的升序盐梯度依次浸种后放在培养皿内进行发芽胁迫,7 d后调查发芽率、发芽指数等指标;苗期采用Hoagland 营养液添加75 mmol/L NaCl的灌根处理,10 d后检测株高、单株质量、叶片数等指标,表明豇豆萌发阶段与幼苗生长阶段耐盐性不完全一致,从42份豇豆资源中筛选出龙飞飞在2个阶段均表现高耐盐性,卡罗米为盐敏感性。目前,豇豆苗期耐盐性鉴定方法和鉴定指标多样,因此,建立一种易于操作,指标明确的豇豆耐盐鉴定方法对于豇豆种质资源的筛选具有重要意义。

本研究采用蛭石为培养基质,筛选豇豆苗期盐胁迫适宜鉴定浓度,提高耐盐鉴定的稳定性。由于豇豆材料间的耐盐机制不同,单一指标或者少量指标难以准确地反映作物耐盐性的强弱[9]。本研究利用单个指标的相对性状值(除STR为平均值外),计算每个材料的隶属函数值,再根据隶属函数值大小进行材料耐盐性的评价,遴选耐盐材料,为豇豆遗传改良提供参考。

1 材料和方法

1.1 供试材料

江苏省近10年来大面积推广的12个豇豆品种(表1),以及我国有代表性的84份豇豆种质资源(表2)。

表1 12份豇豆品种信息
Tab.1 The information of 12 cultivars of yardlong bean

编号No.名称Name荚色Pod color荚长/cmPod length粒色Seedcolor株型Planttype百粒质量/g100-seedweight来源 Origin 苏资20131729 Suzi 20131729绿领四号绿白色90~100红色蔓生14.92南京绿领种业有限公司苏资20113583 Suzi 20113583扬豇40淡绿色65~75红色蔓生12.63江苏南京豇豆种植基地苏资20128349 Suzi 20128349苏豇1419银白色45~55红色蔓生18.34江苏省农业科学院苏资20090826 Suzi 20090826苏豇1号绿白色60~70红色蔓生11.61江苏省农业科学院苏资20100675 Suzi 20100675苏豇2号绿白色60~70红色蔓生12.96江苏省农业科学院苏资20070225 Suzi 20070225苏豇3号绿白色60~70红色蔓生13.67江苏省农业科学院苏资20120756 Suzi 20120756苏紫41号紫红色65~70花斑蔓生20.75江苏省农业科学院苏资20130521 Suzi 20130521满天星嫩绿色80~90红色蔓生12.72南京良华农业科技发展有限公司苏资20131288 Suzi 20131288绿领八号紫色70~80花斑蔓生15.11南京绿领种业有限公司苏资20132743 Suzi 20132743泰国金元帅嫩绿色80~90红色蔓生13.72江西省赣新种子有限公司苏资20120408 Suzi 20120408极早玉豇绿白色80~90红色蔓生22.03南京润祥种业有限公司苏资20112620 Suzi 20112620之豇28绿白色70~80红色蔓生14.95辽宁新民四季豆繁重基地

表2 84份豇豆种质资源来源及特性
Tab.2 The origin and main characteristics of 84 yardlong bean germplasm resources

序号No.统一编号UN种质资源Germplasm来源Origin主要性状特性Main characteristics序号No.统一编号UN种质资源Germplasm来源Origin主要性状特性Main characteristics1II7E1691 白沙7号豇豆安徽省蔓生,绿白荚,红籽43V07E0614菜豆角河北省蔓生,绿白荚,黑籽2V07E0003紫尾青安徽省蔓生,青荚,红籽44V07E0620武邑十八豆河北省蔓生,绿白荚,黑籽3V07E0013秋白豇豆安徽省蔓生,青荚,红籽45V07E0652新乡长豆角河南省蔓生,绿白荚,红籽4V07E0014长白豇豆1安徽省蔓生,绿白荚,红籽46V07E0660郑州柳条青河南省蔓生,青荚,黑籽5V07E0019躁豇豆安徽省矮生,青荚,红籽47V07E0661一点红长豆角河南省蔓生,绿白荚,黑籽6V07E0159福鼎长豇豆安徽省蔓生,绿白荚,黑籽48V07E0694常德青皮豆角湖南省蔓生,青荚,红籽7V07E0163义序豇豆福建省蔓生,绿白荚,红籽49V07E0700郴州白皮豆角湖南省蔓生,绿白荚,红籽8V07E0167菲律宾选33-1福建省蔓生,青荚,花斑籽50V07E0715安江白豆角湖南省蔓生,青荚,红籽9V07E0171菲律宾豇豆福建省蔓生,青荚,红籽51V07E0718湘潭指甲青湖南省矮生,青荚,红籽10V07E0174将乐长豇豆福建省蔓生,绿白荚,黑籽52II7E1666紫筋肉豆角湖南省蔓生,粉荚,红籽11V07E0183双季长花皮豆角福建省半蔓生,花斑荚,红籽53II7E1667紫红肉豆角湖南省蔓生,紫红荚,红籽12V07E0186莆田长豇豆福建省蔓生,青荚,红籽54V07E1648宁豇3号江苏省蔓生,绿白荚,黑籽13V07E0210长短豆角广东省蔓生,水白荚,红籽55V07E0791盘香豇江苏省蔓生,绿白荚,红籽14V07E0212蹲土白豆角广东省蔓生,水白荚,红籽56V07E0810草里攀豇豆江苏省蔓生,青荚,红籽15V07E0213红仁粉豆广东省蔓生,绿白荚,红籽57II7E1678j-5江苏省蔓生,绿白荚,红籽16V07E0215海后七叶仔广东省蔓生,水白荚,红籽58JS1523早豇2号江苏省蔓生,绿白荚,红籽17V07E0216从化黑仁青广东省半蔓生,青荚,黑籽59JS7562苏豇55江苏省蔓生,绿白荚,红籽18V07E0223青皮豆角广东省蔓生,青荚,红籽60JS452早豇1号江苏省蔓生,绿白荚,黄籽19V07E0227金山豆广东省蔓生,绿白荚,红籽61JS711苏豇52江苏省蔓生,绿白荚,红籽20V07E0228蔓生珠豆角广东省蔓生,绿白荚,红籽62JS124苏豇5号江苏省蔓生,绿白荚,红籽21V07E0244细叶青广东省蔓生,青荚,红籽63JS826早豇4号江苏省蔓生,绿白荚,红籽22V07E0251珠仔豆广东省蔓生,绿白荚,花斑籽64JS048苏紫豇1号江苏省蔓生,紫荚,花籽23V07E0252西园红广东省蔓生,绿白荚,红籽65II7E1695镇江1号江苏省蔓生,绿白荚,红籽24V07E0270罗裙带广东省蔓生,绿白荚,红籽66II7E1657绿早H1豇豆辽宁省蔓生,青荚,红籽25V07E0273二芦白广东省蔓生,绿白荚,红籽67II7E1660绿早H5豇豆辽宁省蔓生,青荚,红籽26V07E0274穗郊101广东省蔓生,青荚,红籽68II7E1661绿圆条豇豆辽宁省蔓生,青荚,红籽27V07E0279揭上一号广东省蔓生,绿白荚,红籽69II7E1662绿长条豇豆辽宁省蔓生,绿白荚,红籽28V07E0281海康金山豆角广东省蔓生,绿白荚,黑籽70II7E1671绿条长豇豆辽宁省蔓生,青荚,红籽29V07E0285特选铁线青广东省蔓生,青荚,红籽71II7E1675大白条豇豆辽宁省蔓生,绿白荚,黑籽30V07E0299黑仁青豆角广东省蔓生,绿白荚,红籽72II7E1676短白条豇豆辽宁省蔓生,绿白荚,黑籽31V07E0330二七一号广东省蔓生,绿白荚,红籽73II7E1668黑籽十八粒辽宁省蔓生,青荚,黑籽32V07E0341青皮白广东省蔓生,青荚,麻籽74II7E1679美国无蔓豇豆山东省矮生,绿白荚,红籽33II7E1690台湾特长豇豆广东省蔓生,青荚,红籽75II7E1664青皮长豇豆山东省蔓生,青荚,黑籽34V07E0488硬壳豇贵州省蔓生,紫荚,红籽76V07E0897蓬莱春豆山东省蔓生,绿白荚,红籽35V07E0489白线豆贵州省蔓生,绿白荚,黑籽77V07E0915武城紫尖白豆角山东省蔓生,红荚,红籽36V07E0503打米豇贵州省蔓生,绿白荚,红籽78V07E0927沂水金刚圈山东省蔓生,绿白荚,红籽37V07E0507青豇豆贵州省蔓生,绿白荚,黑籽79V07E0933枣庄枣南阿红山东省蔓生,绿白荚,红籽38II7E1680青豇80河北省蔓生,青荚,红籽80V07E0039红嘴燕四川省蔓生,绿白荚,黑籽39II7E1681紫豇豆河北省蔓生,紫荚,红籽81V07E0071长白豇豆2四川省蔓生,白荚,红籽40V07E0536丝瓜青河北省蔓生,绿白荚,红籽82V07E0079线豇豆四川省蔓生,绿白荚,红籽41V07E0537红粒十八豆河北省蔓生,青荚,红籽83V07E0098青皮豇豆四川省蔓生,青荚,红籽42V07E0580五尺先河北省蔓生,绿白荚,红籽84V07E0099红皮豇豆四川省蔓生,紫荚,红籽

注:UN.统一编号。以“V07E”和“II7E”开头命名的资源,表示来自国家农作物种质资源共享服务平台-蔬菜种质资源子平台;以“JS”开头命名的资源,表示来自江苏省农业科学院。

Note:UN.Uniform number. The germplasm resources named with "V07E" and "II7E" means from the National Infrastructure for Vegetable Crop Germplasm Resources(NIVCGR)and which named with "JS" means from Jiangsu Academy of Agricultural Sciences(JAAS).

1.2 试验设计

1.2.1 确定豇豆苗期耐盐性鉴定适宜NaCl浓度 2015年2月于江苏省农科院蔬菜所温室进行。利用12个豇豆品种(表1)在不同浓度NaCl胁迫下确定豇豆苗期耐盐性鉴定适宜浓度。将籽粒饱满的12个豇豆品种播种于盛有蛭石、底部打孔的塑料杯(9 cm×16 cm×6 cm)中,每杯播10粒,再覆盖2 cm蛭石,将处理和对照分别置于塑料盒(50 cm×40 cm×16 cm),3次重复。昼夜温度保持(22±2)℃,RH 80%。

待子叶完全展开(9 d)后选择长势一致的植株定苗4株/杯。定苗1 d后进行盐胁迫处理:1/2 Hoagland营养液中添加的NaCl浓度分别为50,100,150,200,250 mmol/L,1/2 Hoagland营养液作为对照。每天搅拌盐溶液,以保持NaCl的浓度恒定,每隔5 d更换一次盐溶液,pH值6.0~6.5,处理后大约4周。目测耐盐等级(STR)[10],根据植株叶片失绿症状进行评分。STR分为5个等级,从1到5(1.植物叶片健康;2.1/3植株叶片呈褪绿症状;3.1/2植株叶片呈褪绿症状;4.2/3植株叶片呈褪绿症状;5.植株完全死亡)。用叶绿素仪(Konica Minolta SPAD-502)测定植株叶片叶绿素含量(SPAD)。将杯中植株取出,用自来水洗净植株根部蛭石,用吸水纸吸干表面水分,测定株高(PH)、根长(RL)、地上部鲜质量(AFW)和根鲜质量(RFW),分别放入纸袋,置于105 ℃烘箱。杀青15 min,80 ℃烘至恒质量,分别称地上部干质量(ADW)和根干质量(RDW)。

1.2.2 豇豆种质资源苗期耐盐性评价 2016年10月于江苏省农科院人工智能温室进行。昼夜温度保持(22±2)℃,湿度60%~80%。将84份豇豆材料(表2)进行苗期耐盐性鉴定。根据试验1的结果,采用蛭石为培养基质,1/2 Hoagland营养液中加入150 mmol/L NaCl处理(pH值6.0~6.5),同时以1/2 Hoagland营养液做对照。每个处理3次重复。

1.3 耐盐能力综合评价

豇豆材料苗期盐胁迫后,根据每个材料重复内胁迫、对照下的测定值,STR采用处理后平均数,其他7个性状值转换为相对性状值,即相对SPAD(RSPAD),相对株高(RPH)、相对根长(RRL)、相对地上部鲜质量(RAFW)、相对根鲜质量(RRFW)、相对地上部干质量(RADW)和相对根干质量(RRDW)。再进行隶属函数值的计算。

相对性状值的计算:相对性状值=盐胁迫处理下性状值/对照条件下性状值;

隶属函数:Fij=(Xij-X min))/(X max-X min)

反隶属函数:Fij=1-(Xij-X min))/(X max-X min)

其中,Fij 代表材料i性状指标j的隶属函数值,Xij代表材料i的性状指标j的耐盐系数;XmaxXmin分别表示所有鉴定材料的最大值和最小值。如果所测指标与耐盐性呈正相关,则采用公式①计算隶属函数值,反之,则用公式②。豇豆材料累加其各指标的隶属值,求得均值后再进行比较。平均值越大,材料的耐盐性越强[11]。本研究对 8个指标中的 STR 采用反隶属函数值计算。

1.4 数据分析

采用SAS 9.0 软件对数据进行方差分析,计算各处理各品种耐盐性状间的相关性,并采用非加权平均法(UPGMA)进行系统聚类[12]

2 结果与分析

2.1 不同盐浓度胁迫对豇豆苗期耐盐性指标的影响

2.1.1 不同盐浓度胁迫对耐盐等级(STR)的影响 如图1-A所示,随着NaCl盐胁迫浓度的增加,不同品种的STR总体呈上升趋势。在50 mmol/L浓度盐胁迫下,除绿领四号、扬豇40等5个品种外,其他品种与对照呈显著性差异(P<0.05),STR值变幅为1.00~2.67。在100 mmol/L浓度盐胁迫下,苏豇1419、苏豇1号和苏豇2号等8个品种与对照呈显著性差异(P<0.05),STR值变幅为1.00~3.33,说明50,100 mmol/L浓度盐胁迫下,大部分品种表现较轻程度的盐害症状。在150 mmol/L浓度盐胁迫下,除绿领四号和苏紫41外,其他品种与对照呈显著性差异(P<0.05),STR值变幅为1.00~4.67,其中苏豇1419的STR值最大,受盐害程度最重,说明不同品种受盐害程度差异较大。在200,250 mmol/L浓度胁迫下,12个品种与对照呈显著性差异(P<0.05),STR值变幅分别为2.33~5.00和5.00~5.00,说明200 mmol/L浓度胁迫下,大部分品种表现出较严重的盐害症状;在250 mmol/L浓度胁迫下,所有品种的植株全部死亡。

2.1.2 不同盐浓度胁迫对叶绿素含量(SPAD)的影响 如图1-B所示,在不同NaCl浓度胁迫下,不同品种SPAD呈现不同的变化趋势。在50 mmol/L浓度盐胁迫下,SPAD变幅为23.2~42.6,其中绿领四号、扬豇40、苏豇1419和苏豇3号的SPAD与对照呈显著性差异(P<0.05)。在100 mmol/L浓度盐胁迫下,有7个品种SPAD与对照呈显著性差异(P<0.05),SPAD变幅为13.8~49.1,除苏豇2号和苏豇3号外,其他品种SPAD值均大于30.0。在150 mmol/L浓度盐胁迫下,有10个品种SPAD与对照呈显著性差异(P<0.05),SPAD变幅为7.8~49.3,变幅较大,其中苏豇1419的SPAD值最小。在200,250 mmol/L浓度盐胁迫下,除极早玉豇外,其他品种SPAD与对照呈显著性差异(P<0.05),SPAD变幅较小,分别为0.5~33.3和0.0~2.5。

2.1.3 不同盐浓度胁迫对株高(PH)的影响 如图1-C所示,在50 mmol/L浓度盐胁迫下,大部分品种PH呈降低趋势。除苏豇1419和苏紫41外,其他品种的PH均小于对照,PH变幅为14.3~93.7 cm。在100,150,200,250 mmol/L浓度盐胁迫下,与对照相比PH均大幅降低,变幅分别为14.2~25.9 cm,21.1~26.8 cm,13.6~22.1 cm和10.6~21.8 cm。

同一品种不同小写字母表示在 0.05 水平上差异显著。
Bars within the same variety represented by different letters are significantly different at P ≤ 0.05(small letter).

图1 豇豆品种在不同 NaCl 浓度胁迫下的表现
Fig.1 Effect of salt stress on different NaCl concentration in yardlong bean

2.1.4 不同盐浓度胁迫对根长(RL)的影响 如图1-D所示,在50,100 mmol/L浓度盐胁迫下,除绿领八号外,其他品种的RL与对照无显著性差异。在150 mmol/L浓度盐胁迫下,12个品种的RL与对照呈显著性差异(P<0.05),RL变幅较大,其中苏紫41的RL最长,达到42.8 cm。在200,250 mmol/L浓度盐胁迫下,除苏紫41外,其他品种RL与对照呈显著性差异(P<0.05),RL的变幅分别为19.0~32.6 cm和14.1~28.8 cm,苏紫41仍然保持着较长的RL,而泰国金元帅的RL较短。

2.1.5 不同盐浓度胁迫对地上部鲜质量(AFW)的影响 如图1-E所示,在不同NaCl浓度盐胁迫下,品种间AFW呈现的变化趋势不同,其中绿领四号、扬豇40等7个品种呈下降趋势;苏豇1419呈先上升后下降的趋势;苏豇3号、苏紫41等4个品种呈先下降后上升再下降趋势。在50 mmol/L浓度盐胁迫下,除苏豇1号和苏紫41外,其他品种的AFW与对照呈显著性差异(P<0.05),AFW变幅为6.8~25.4 g。在100 mmol/L 浓度盐胁迫下,除苏豇1419外,其他品种的AFW与对照呈显著性差异(P<0.05);苏豇3号的AFW值最低,仅为3.9 g,其他品种的AFW都大于8.0 g,苏豇1419的AFW值最高,为14.8 g。在150 mmol/L浓度盐胁迫下,12个品种AFW与对照呈显著性差异(P<0.05),AFW变幅为3.9~12.7 g,其中苏紫41的AFW值最大。在200,250 mmol/L浓度胁迫下,12个品种的AFW与对照呈显著性差异(P<0.05),与对照相比,AFW大幅度降低,变幅分别为1.6~5.7 g和1.8~3.7 g。

2.1.6 不同盐浓度胁迫对根鲜质量(RFW)的影响 如图1-F所示,在50,100 mmol/L浓度盐胁迫下,除绿领四号、苏豇1号和泰国金元帅外,其他品种的RFW与对照呈显著性差异(P<0.05),RFW的变幅分别为3.5~14.7 g和4.1~13.0 g。在150 mmol/L浓度盐胁迫下,除苏紫41外,其他品种的RFW与对照呈显著性差异(P<0.05),RFW的变幅为3.2~15.8 g。在200,250 mmol/L 浓度盐胁迫下,12个品种的RFW与对照呈显著性差异(P<0.05),RFW的变幅分别为1.7~11.7 g和1.3~10.7 g。

2.1.7 不同盐浓度胁迫对地上部干质量(ADW)的影响 如图1-G所示,在不同 NaCl 浓度盐胁迫下,品种间变化趋势不同。在50 mmol/L浓度盐胁迫下,除绿领四号、苏豇1号和泰国金元帅外,其他品种的ADW与对照呈显著性差异(P<0.05),其中苏豇1419的ADW最大,为2.427 g,极早玉豇最小,仅为0.514 g。在100 mmol/L 浓度盐胁迫下,除苏豇1419、苏豇2号和泰国金元帅外,其他品种的ADW与对照呈显著性差异(P<0.05),ADW的变幅为0.795~1.601 g。在150,200 和250 mmol/L浓度盐胁迫下,除绿领四号外,其他品种的ADW与对照呈显著性差异(P<0.05),ADW的变幅分别为0.570~1.352 g,0.588~1.116 g和0.482~1.166 g。

2.1.8 不同盐浓度胁迫对根干质量(RDW)的影响 如图1-H所示,随着NaCl浓度盐胁迫的增加,苏豇1419和苏紫41的RDW呈下降趋势。在50 mmol/L浓度盐胁迫下,扬豇40、苏豇1号等10个品种的RDW与对照呈显著性差异(P<0.05),RDW变幅为0.111~1.448 g。在100 mmol/L 浓度盐胁迫下,12个品种的RDW与对照均呈显著性差异(P<0.05),苏紫41的RDW值最大,为1.209 g,其他品种介于0.100~0.500 g。在150 mmol/L浓度盐胁迫下,除绿领四号和苏豇2号,大部分品种的RDW与对照呈显著性差异(P<0.05),RDW变幅为0.142~1.204 g,其中苏紫41值最大,苏豇1419值最小。在200,250 mmol/L 浓度盐胁迫下,所有品种的RDW均显著小于对照(P<0.05),RDW变幅分别为0.109~0.666 g和0.090~0.593 g。

总的来看,在50,100 mmol/L NaCl胁迫后,对耐盐性状STR、SPAD、PH、RL、AFW、RFW、ADW和RDW的影响较小,大部分品种受盐害程度较轻,植株长势良好、叶片较为舒展;在150 mmol/L 盐胁迫后,品种间表现出不同程度的受胁迫症状。在200,250 mmol/L 盐胁迫后,大部分品种表现严重的盐害症状,叶片出现萎蔫甚至死亡,叶片形态发生明显的变化(图2)。

A.豇豆在不同浓度NaCl胁迫下的苗期表现;B.苏紫41(耐盐)和苏豇1419(盐敏感)材料在0,150 mmol/L的表现。1,2,3,……12分别表示12个豇豆材料。1.绿领四号;2.扬豇40;3.苏豇1419;4.苏豇1号;5.苏豇2号;6.苏豇3号;7.苏紫41;8.满天星;9.绿领八号;10.泰国金元帅;11.极早玉豇;12.之豇28。

A.Seedling phenotypes of yardlong bean under different concentration;B.Seedling phenotypes of Suzi 41(Salt tolerance)and Sujiang 1419(salt sensitive)under 0,150 mmol/L NaCl stress. 1,2,3,……12 represent for yardlong bean varieties. 1.Lüling No.4;2.Yangjiang 40;3.Sujiang 1419;4.Sujiang No.1;5.Sujiang No.2;6.Sujiang No.3;7.Suzi 41;8.Mantianxing;9.Lüling No.8;10.Taiguojinyuanshuai;11.Jizaoyujiang;12.Zhijiang 28.

图2 不同浓度NaCl胁迫豇豆苗期的表现
Fig.2 Seedling phenotypes of yardlong bean under different concentration of NaCl stress

2.2 豇豆苗期盐胁迫浓度的筛选

耐盐等级(STR)是衡量种质资源耐盐性最直观的指标,不同盐胁迫浓度对豇豆品种的STR影响显著。方差分析(表3)结果表明,品种间和盐胁迫浓度间差异均呈极显著,重复间差异不显著。从表4可以看出,12个品种STR平均值随着盐浓度的增加呈上升趋势;多重比较结果表明,不同浓度盐胁迫后12个品种STR呈极显著差异;从STR变幅来看,在150 mmol/L浓度盐胁迫下品种间变幅最大,为1.00~4.67,而50,100 mmol/L盐胁迫下,变幅仅为1.00~3.33,在200,250 mmol/L盐胁迫下,变幅为2.33~5.00,变异较小,且数值偏向一侧;从变异系数来看,随着盐浓度增加,变异系数呈先上升后下降的趋势,在150 mmol/L浓度盐胁迫下变异系数达到最大值,为38.29%。综上所述,豇豆苗期耐盐性鉴定适宜浓度为150 mmol/L。

表3 不同盐浓度胁迫下12个豇豆品种STR的方差分析
Tab.3 Anova of the 12 yardlong bean varieties
under different concentration NaCl stress

注:ns.差异不显著;***分别表示 0.05 和 0.01 水平上显著相关。表5同。

Note:ns.Not significant;* and**indicate significant levels at the 0.05 and 0.01,respectively. The same as Tab.5.

2.3 豇豆耐盐指标间的相关性分析

对150 mmol/L盐胁迫下豇豆品种的STR平均值和7个性状的相对值进行了相关性分析,部分性状间的相关性达到了显著或极显著水平(表5)。STR与RSPAD、RPH、RRL、RAFW、RRFW、RADW和RRDW均呈负相关,其中与RSPAD、RAFW和RRFW达极显著负相关,相关系数分别为0.81,0.78,0.78。RSPAD与RPH、RRL、RAFW、RRFW、RADW和RRDW均呈正相关。RPH与RRL呈极显著正相关,相关系数为0.74;RRL与RAFW呈显著正相关,相关系数为0.60;RAFW与RRFW呈极显著正相关,相关系数为0.81;RRFW与RADW、RRDW均呈显著正相关,并与RRDW相关性较高,为0.60;RADW与RRDW呈极显著正相关,相关系数为0.66。总之,除RSPAD和STR、RRFW,RAFW和RRFW的相关性达到80%以上,其他相对性状间相关系数不高。

表4 不同盐浓度胁迫豇豆STR平均值和变幅
Tab.4 Average values and range of STR in 12
yardlong bean varieties under
different concentration NaCl stress

NaCl浓度/(mmol/L)Salt concentration均值 Average变幅 Range变异系数/%CVCK1.00Ff1.00~1.000.00501.81Ee1.00~2.6727.651002.08Dd1.00~3.3333.431502.83Cc1.00~4.6738.292004.08Bb2.33~5.0018.592505.00Aa5.00~5.000.00

注:同列不同大小写字母分别表示差异显著(P <0.05)和极显著(P <0.01)。

Note:Different letters in the same column indicate significant differences at P <0.05 and P <0.01,respectively.

表5 150 mmol/L NaCl 处理下豇豆苗期耐盐性状的相关性
Tab.5 Correlation of salt-tolerant traits of yardlong bean at seedling stage under 150 mmol/L NaCl

指标Parameter耐盐级别STR相对叶绿素含量RSPAD相对株高RPH相对根长RRL相对地上部鲜质量RAFW相对根鲜质量RRFW相对地上部干质量RADW相对叶绿素含量 RSPAD-0.81**相对株高 RPH-0.310.17相对根长 RRL-0.390.490.74**相对地上部鲜质量 RAFW-0.78**0.58*0.520.60*相对根鲜质量 RRFW-0.78**0.87**0.280.550.81**相对地上部干质量 RADW-0.470.36-0.22-0.090.430.30*相对根干质量 RRDW-0.530.56-0.320.080.440.60*0.66*

注:STR.耐盐级别;RSPAD.相对叶绿素含量;RPH.相对株高;RRL.相对根长;RAFW.相对地上部鲜质量;RRFW.相对根鲜质量;RADW.相对地上部干质量;RRDW.相对根干质量。表6-8同。

Note: STR.Salt tolerance rating;RSPAD.Relative SPAD;RPH.Relative plant hight;RRL.Relative root length;RAFW.Relative aerial biomass fresh weight;RRFW.Relative root fresh weight;RADW.Relative aerial biomass dried weight;RRDW.Relative root dried weight. The same as Tab.6-8.

2.4 豇豆品种耐盐能力综合评价

不同品种之间的耐盐性指标差异较大,而单一的指标只能反映植物耐盐性的某一方面,因此通过隶属函数将多个指标进行综合评价,来全面反映植物的耐盐性强弱[13]。在150 mmol/L盐胁迫下,依据12个品种耐盐相关性状STR、RSPAD、RPH、RRL、RAFW、RRFW、RADW和RRDW,计算隶属函数值(Fi),其耐盐性强弱顺序:苏紫41>绿领四号>扬豇40>苏豇2号>之豇28>苏豇1号>绿领八号>苏豇3号>极早玉豇>泰国金元帅>满天星>苏豇1419(表6、图2),表明耐盐能力最强的品种为苏紫41,其次为绿领四号,Fi分别为0.92和0.65,苏豇1419的耐盐能力较弱,Fi为0.06。

表6 150 mmol/L NaCl 处理下豇豆苗期耐盐性状的隶属函数值
Tab.6 The membership function values under 150 mmol/L NaCl of yardlong bean on seedling stage

注:Fi .隶属函数均值。表7-8同。

Note:Fi .Average of membership function value. The same as Tab.7-8.

2.5 84份豇豆资源耐盐性鉴定

2.5.1 耐盐性状的分析 参照上述鉴定方法,在150 mmol/L浓度NaCl胁迫下,对84份豇豆资源的8个耐盐相关性状进行测定,结果表明,不同豇豆种质资源苗期各性状变化差异明显(表7,8)。

表7 84份豇豆资源耐盐性状的相对值以及隶属函数值
Tab.7 The relative value and membership function value of salt-tolerant traits in 84 yardlong bean germplasm resources

序号No.名称Name耐盐等级STR相对叶绿素含量RSPAD相对株高RPH相对根长RRL相对地上部鲜质量RAFW相对根鲜质量RRFW相对地上部干质量RADW相对根干质量RRDW隶属函数均值Fi耐盐性排序Rank of salttolerance1白沙7号豇豆 Baisha No.73.000.780.560.841.080.390.760.560.5892紫尾青 Ziweiqing5.000.080.420.560.230.210.220.340.19723秋白豇豆 Qiubaijiangdou3.670.170.340.810.290.320.400.440.31614长白豇豆 Changbaijiangdou4.000.630.290.460.490.440.390.500.33585躁豇豆 Zaojiangdou2.670.740.360.570.640.300.500.290.38446福鼎长豇豆 Fudingchangjiangdou2.330.580.530.580.400.200.300.310.34547义序豇豆 Yixujiangdou2.000.760.700.701.010.500.840.650.6278菲律宾选33-1 Philippines selected 33-13.000.570.420.830.770.390.450.140.40399菲律宾豇豆 Philippines Jiangdou4.000.690.420.610.600.320.480.380.374810将乐长豇豆 Jianglechangjiangdou2.330.790.690.610.760.360.640.570.521611双季长花皮豆角 Shuangjichanghuapidoujiao5.000.170.260.330.340.230.330.370.167412莆田长豇豆 Putianchangjiangdou3.000.810.360.560.910.400.780.540.482513长短豆角 Changduandoujiao3.000.610.690.710.650.330.570.530.482614蹲土白豆角 Duntubaidoujiao2.000.700.320.600.670.290.470.430.413615红仁粉豆 Hongrenfendou2.000.740.500.640.750.431.010.480.541416海后七叶仔 Haihouqiyezai5.000.030.270.310.120.070.140.170.108017从化黑仁青 Conghuaheirenqing5.000.000.180.450.100.190.100.220.088218青皮豆角 Qingpidoujiao3.000.660.330.720.810.340.460.490.433119金山豆 Jinshandou3.000.700.450.680.850.510.750.630.521720蔓生珠豆角 Manshengzhudoujiao2.330.690.720.760.840.380.750.420.541321细叶青 Xiyeqing2.000.750.480.601.240.560.900.940.65522珠仔豆 Zhuzaidou2.000.650.740.690.740.380.600.470.521823西园红 Xiyuanhong2.330.680.950.590.350.190.420.250.423424罗裙带 Luoqundai5.000.200.210.440.170.220.130.230.127925二芦白 Erlubai5.000.080.200.290.080.140.090.270.068326穗郊101 Suijiao1012.330.830.360.430.330.190.360.270.325927揭上一号 Jieshang No.12.000.720.380.570.640.200.420.290.384528海康金山豆角 Haikangjinshandoujiao3.000.630.550.550.760.220.740.310.413729特选铁线青 Texuantiexianqing3.000.750.640.921.170.391.120.530.63630黑仁青豆角 Heirenqingdoujiao3.000.710.320.700.530.320.450.470.404031二七一号 Erqiyihao5.000.260.320.420.280.210.240.180.157732青皮白 Qingpibai1.330.660.570.630.860.300.560.330.482733台湾特长豇豆 Taiwantechangjiangdou1.000.990.600.440.740.380.990.450.561134硬壳豇 Yingkejiang4.000.390.250.330.290.180.180.190.167535白线豆 Baixiandou5.000.160.180.250.170.160.120.170.068436打米豇 Damijiang1.001.160.470.350.610.320.610.300.462937青豇豆 Qingjiangdou4.000.410.250.450.300.230.160.370.217038青豇80 Qingjiang 802.000.960.690.510.800.530.670.580.571039紫豇豆 Zijiangdou2.000.780.460.591.110.380.580.510.522040丝瓜青 Siguaqing3.000.590.340.500.570.290.520.390.355341红粒十八豆 Honglishibadou3.000.750.460.490.360.350.350.380.355242五尺先 Wuchixian2.330.630.380.180.470.200.510.260.286443菜豆角 Caidoujiao3.330.420.410.600.790.300.540.380.374644武邑十八豆 Wuyishibadou2.000.560.530.610.750.390.560.490.472845新乡长豆角 Xinxiangchangdoujiao2.000.820.530.460.660.310.670.270.4333

表7(续)

序号No.统一编号UN耐盐等级STR相对叶绿素含量RSPAD相对株高RPH相对根长RRL相对地上部鲜质量RAFW相对根鲜质量RRFW相对地上部干质量RADW相对根干质量RRDW隶属函数均值Fi耐盐性排序Rank of salttolerance46郑州柳条青 Zhengzhouliutiaoqing4.000.340.270.520.520.330.370.360.276547一点红长豆角 Yidianhongchangdoujiao4.000.330.290.490.220.230.210.300.207148常德青皮豆角 Changdeqingpidoujiao4.000.370.190.440.240.180.200.160.167649郴州白皮豆角 Chenzhoubaipidoujiao4.000.200.280.510.340.410.270.420.256650安江白豆角 Anjiangbaidoujiao4.000.190.250.580.340.280.190.470.246751湘潭指甲青 Xiangtanzhijiaqing4.000.440.330.530.390.180.260.210.236852紫筋肉豆角 Zijinroudoujiao2.001.071.040.570.870.611.070.670.71253紫红肉豆角 Zihongroudoujiao2.000.650.570.410.890.300.510.390.433254宁豇3号 Ningjiang No.32.000.770.590.600.920.290.680.340.492355盘香豇 Panxiangjiang2.000.830.720.560.830.410.660.550.551256草里攀豇豆 Caolipanjiangdou1.000.820.820.861.410.971.420.710.374757j-53.000.470.260.470.480.240.460.420.316358早豇2号 Zaojiang No.23.000.350.370.270.640.330.410.540.316059苏豇55 Sujiang 555.000.300.300.260.300.220.270.180.088160早豇1号 Zaojiang No.13.000.450.770.410.540.180.460.390.364961苏豇3号 Sujiang No.33.000.600.620.610.780.350.610.450.463062苏豇5号 Sujiang No.51.000.950.520.500.860.340.800.440.531563早豇4号 Zaojiang No.44.000.400.290.540.170.130.290.340.216964苏紫豇1号 Suzijiang No.11.000.930.280.480.410.220.310.400.88165镇江1号 Zhenjiang No.12.330.510.330.330.470.100.470.530.316266绿早H1豇豆 Lüzao H12.670.230.640.570.410.360.400.300.345567绿早H5豇豆 Lüzao H52.330.510.580.660.470.350.390.330.404268绿圆条豇豆 Lüyuantiaojiangdou1.000.990.680.830.980.681.020.470.70369绿长条豇豆 Lüchangtiaojiangdou1.330.970.670.520.570.260.590.460.502170绿条长豇豆 Lütiaochangjiangdou2.000.810.560.600.540.240.390.250.403871大白条豇豆 Dabaitiaojiangdou3.000.600.610.700.530.300.360.440.413572短白条豇豆 Duanbaitiaojiangdou5.000.240.400.420.350.240.230.230.177373黑籽十八粒 Heizishibali1.330.740.560.640.550.420.430.440.482474美国无蔓豇豆 Meiguowumanjiangdou2.000.780.460.591.110.380.580.510.492275青皮长豇豆 Qingpichangjiangdou3.000.590.340.500.570.290.520.390.345776蓬莱春豆角 Penglaichundoujiao3.000.750.460.490.360.350.350.380.355177武城紫尖白豆角 Wuchengzijianbaidoujiao1.001.000.640.921.170.391.120.530.70478沂水金刚圈 Yishuijingangquan3.000.710.320.700.530.320.450.470.394379枣庄枣南阿红 Zaozhuangzaonanahong5.000.260.320.420.280.210.240.180.147880红嘴燕 Hongzuiyan2.330.580.530.580.400.200.300.310.345681长白豇豆 Changbaijiangdou2.000.760.700.701.010.500.840.650.62882线豇豆 Xianjiangdou3.000.570.420.830.770.390.450.140.404183青皮豇豆 Qingpijiangdou4.000.690.420.610.600.320.480.380.365084红皮豇豆 Hongpijiangdou2.330.790.690.610.760.360.640.570.5219

表8 豇豆耐盐相关性状及隶属函数的统计结果
Tab.8 Statistics of membership function and salt tolerant-traits in yardlong bean

性状Trait样本数Sample number最大值Max最小值Min均值Average变异系数/%CVP值P value耐盐等级 STR845.001.002.9040.37<0.01相对叶绿素含量 RSPAD841.160.000.6043.84<0.01相对株高 RPH841.040.180.4739.35<0.01相对根长 RRL840.920.180.5627.83<0.01相对地上部鲜质量 RAFW841.410.080.6048.54<0.01相对根鲜质量 RRFW840.970.070.3241.81<0.01相对地上部干质量 RADW841.420.090.5152.25<0.01相对根干质量 RRDW840.940.140.4037.16<0.01隶属函数均值 Fi840.880.060.3943.07<0.01

STR在84份豇豆种质资源间的变幅为1.00~5.00,变异系数为40.37%,其中紫尾青、双季长花皮豆角和海后七叶仔等11份种质资源的盐害最严重(STR=5.0),而台湾特长豇豆、苏紫豇1号和苏豇5号等种质资源的STR为1.0,受盐害影响较小。

RSPAD在种质资源间的变幅为0~1.16,变异系数为43.84%,其中打米豇、紫筋肉豆角和武城紫尖白豆角等3份种质资源在盐胁迫后SPAD值增加(RSPAD>1.00),其他种质资源的RSPAD降低,其中从化黑仁青的RSPAD为0,表现为植株死亡。

RPH的变幅为0.18~1.04,变异系数为39.35%。盐胁迫后紫筋肉豆角的株高增加,RPH>1.00,其他种质资源RPH均降低,其中白线豆和从化黑仁青的降幅较大,表明它们受盐害影响较严重。

RRL的变幅为0.18~0.92,变异系数为27.83%,其中武城紫尖白豆角和特选铁线青的RRL>0.90,而五尺先的RRL<0.20,表明五尺先受盐害影响较严重。

RAFW的变幅为0.08~1.41,变异系数为48.54%,盐胁迫处理后草里攀豇豆、细叶青和武城紫尖白豆角等9份种质资源的地上部鲜质量增加(RAFW>1.00),其他种质资源的地上部鲜质量均降低,而二芦白RAFW值降低最为显著,仅为0.08。

RRFW的变幅为0.07~0.97,变异系数为41.81%。草里攀豇豆的RRFW>0.95,海后七叶仔的RRFW<0.10,表明草里攀豇豆的根鲜质量受盐胁迫影响较轻,而海后七叶仔受盐胁迫影响较严重。

RADW的变幅为0.09~1.42,变异系数为52.25%,有6份种质资源在盐胁迫处理后地上部干质量增加,其中草里攀豇豆、武城紫尖白豆角和特选铁线青增加幅度最明显,RADW分别为1.42,1.12和1.12,其他种质资源地上部干质量均降低。

RRDW的变幅为0.14~0.94,变异系数为37.16%,其中细叶青RRL>0.90,受盐害影响较小,而其他种质资源受盐胁迫后根干质量均有不同程度的降低。

由表7,8可知,通过各性状隶属函数值分别得到84份豇豆种质资源的隶属函数均值(Fi),变幅为0.06~0.88,变异系数为43.07%,方差分析显示种质资源间Fi呈显著性差异(P<0. 01),表明豇豆种质资源间耐盐能力存在差异。84份豇豆种质资源的Fi呈连续性单峰分布(图3),65.48%的种质资源Fi分布在0.30~0.60,其中有8份Fi>0.60,有4份Fi<0.10。根据Fi大小,将耐盐能力进行强弱排序(表7),其中苏紫豇1号的Fi最大(0.88),表明其耐盐性最强;白线豆和二芦白的Fi最小(0.06),表明其耐盐性最弱。

图3 84份豇豆资源耐盐性的次数分布
Fig.3 Frequency distribution of 84 yardlong
bean germplasms under salt tolerance

2.5.2 豇豆苗期耐盐性聚类分析 根据84份豇豆种质资源耐盐性相关8个性状的Fi值,采用UPGMA法进行聚类分析。结果表明(图4),当距离接近1.2时,将84个豇豆基因型分为耐盐能力弱I类群(Fi ≤0.60)和耐盐能力强Ⅱ类群(Fi >0.60),其内又分别分为2个基因型亚群。当距离接近 0.7时,将耐盐能力弱的基因型群Ⅰ分为2个亚群,IA(Fi <0.30)包括紫尾青,青豇豆,早豇4号等21份资源;IB(0.30 ≤ Fi <0.60)包括西园红,大白条豇豆,蹲土白豆角等55份资源。当距离接近1.1时,将耐盐能力强的基因型群Ⅱ分为2个亚群,ⅡA(0.60 ≤ Fi <0.80)包括紫筋肉豆角,绿圆条豇豆,武城紫尖白豆角等7份资源;ⅡB(Fi ≥ 0.80)仅包括苏紫豇1号,其中ⅡB的耐盐能力比ⅡA更强。

图4 84份豇豆资源耐盐性的聚类图
Fig.4 Cluster analysis under salt tolerance
on 84 yardlong bean

3 讨论

3.1 豇豆种质资源苗期耐盐性鉴定方法

盐胁迫对植物生长的影响涉及渗透胁迫、离子毒害和矿质亏缺等综合反应[14],简单、可靠、稳定的鉴定指标和鉴定方法是开展豇豆耐盐评价的基础。张舟等[15]采用水培法对豇豆种子分别以0,10,25,50 mmol/L浓度的 NaCl进行胁迫,发芽温度为22~24 ℃,光照为14/10 h(白天/黑夜)胁迫10 d。祖艳侠等[16]在培养箱中利用NaCl浓度分别为0.3%,0.6%,0.9%和1.2%的水培法进行豇豆芽期耐盐胁迫,认为0.9% NaCl浓度下,依据耐盐级别指标可以鉴别出豇豆材料间的耐盐性差异。水培法鉴定需要多次更换溶液,容易伤害种子幼芽或根,而且费时费力。Khin等[17]在温室利用泥炭土(土培法)进行75 mmol/L NaCl豇豆苗期耐盐性鉴定,鉴定时间为30 d。

鉴定浓度会影响筛选材料间的耐盐性[18],合适的筛选压能够使相关指标在材料间的变异幅度和变异系数变大[19],从而获得良好的筛选效果。姜静涵等[20]在人工培养箱中采用蛭石为培养基质,以叶片SPAD和根、茎、叶的Na+含量为指标,鉴定了8个大豆品种苗期耐盐性,发现在200,250 mmol/L胁迫8 d后可以进行盐害调查。本研究同样采用蛭石为基质,通过蛭石含盐量不断增加的方式进行豇豆苗期耐盐性鉴定,在150 mmol/L NaCl胁迫下,处理4周进行STR、SPAD、PH、RL、AFW、RFW、ADW和RDW等表型性状的鉴定。此鉴定方法操作简单,可目测不同耐盐材料间叶片萎蔫、失绿情况,在植株无损情况下测定叶片SPAD 值。同时,以蛭石为基质具有疏松、透气的作用,考种时可以避免损伤植株根部,此鉴定方法为大规模鉴定耐盐豇豆资源提供参考。本研究利用蛭石盐溶液室内模拟条件下评价了豇豆耐盐性,可能与田间实际耐盐表现存在差异。为了提高豇豆耐盐性评价的准确性,将来可以进行露地或设施内土壤灌溉盐水辅助进行耐盐性试验。

3.2 豇豆种质资源苗期耐盐性评价

Chen等[21]对23份豇豆品种进行了耐盐评价试验,发现盐胁迫抑制了幼苗生长,同时减少了叶面积和叶绿素含量。同时,根据18个耐盐相关性状指标的盐响应指数(SRI),将23个品种聚类到耐盐品种和盐敏感品种2个类型中,包括耐盐品种11份和盐敏感品种12份,2种类型品种所占比例相当。潘刚敏等[22]对82份农家豆类资源进行芽期和苗期耐盐性鉴定,结果表明:高耐盐资源中以大豆、蚕豆、豌豆等资源比例较高,而豇豆、绿豆、赤豆和菜豆则多数为盐敏感资源,未发现高耐资源。李依等[23]采用耐盐综合评价值(D值)为指标,将D≥0.68归为盐耐受型品种,D≤0.48归为盐敏感型品种,发现耐盐能力中等品种居多,包括41份中度耐盐品种,11份盐耐受型品种,8份盐敏感型品种。这与本研究从84份材料中鉴定出8份耐盐种质,21份盐敏感型种质,55份弱耐盐种质的结果不同,这可能由于试验材料本身存在着差异,也可能与试验方法不同等因素有关,具体原因还需进一步的试验验证。

3.3 豇豆耐盐性研究对遗传育种的意义

本研究在150 mmol/L浓度NaCl胁迫下,共鉴定到10份耐盐(Fi>0.60)豇豆特异种质,其中包括2份高耐盐(Fi>0.80)材料,为苏紫41和苏紫豇1号,8份耐盐材料(0.60<Fi<0.80),为绿领四号、紫筋肉豆角、绿圆条豇豆、武城紫尖白豆角、细叶青、特选铁线青、义序豇豆、长白豇豆2。这10份耐盐材料中,有8份材料来自我国沿海地区(广东省、福建省、山东省、辽宁省和江苏省),占特异种质材料总数的80.0%。这些地区入选耐盐材料数量较多,说明了一定的自然选择的作用;2份材料紫筋肉豆角和长白豇豆2分别来自南方酸性红壤区湖南省和四川省,说明酸性土壤区的优异耐盐材料的遗传背景比较复杂,有待进一步研究。本试验仅评价了豇豆苗期的耐盐性,没有进行全生育期耐盐性的评价。今后可以进行豇豆全生育期的耐盐鉴定,筛选豇豆耐盐种质,评价盐胁迫下对豇豆荚品质、产量等性状的影响。

总之,本研究建立了以蛭石为基质,采用150 mmol/L NaCl处理4周进行豇豆苗期耐盐性鉴定方法,为大规模豇豆种质资源耐盐性鉴定提供依据。同时,鉴定到的10份耐盐种质资源为豇豆耐盐育种奠定基础。

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Identification of Salt Tolerance of Yardlong Bean Germplasm Accessions

ZHANG Hongmei1,2,XU Wenjing1,3,CHEN Huatao1,CHEN Jingbin1, LIU Xiaoqing1,YANG Shouping2,CHEN Xin1

(1.Institute of Industrial Crops,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Jiangsu Key Laboratory for Horticultural Crop Genetic Improvement,Nanjing 210014,China;2.Soybean Research Institute of Nanjing Agricultural University,National Center for Soybean Improvement,National Key Laboratory for Crop Genetics and Germplasm Enhancement,Nanjing 210095,China;3.College of Horticulture,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

Abstract Screening salt-tolerant yardlong bean is very important for developing salt resistant cultivars. This work was performed on 12 varieties of yardlong bean that have been cultivated across large areas in Jiangsu Province. Vermiculite was used as a cultivation matrix. During the cotyledon expansion stage,50,100,150,200,250 mmol/L of NaCl solution was added to 1/2 Hoagland nutrient solution for treatment and the 1/2 Hoagland nutrient solution served as a control. After 4 weeks of treatment,the effects of eight indicators including salt tolerance rating(STR),chlorophyll content(SPAD),plant height(PH),root length(RL),aerial biomass fresh weight(AFW),aerial biomass dry weight(ADW),root fresh weight(RFW),and root dry weight(RDW)of yardlong beans under different concentration of salt stresses during the seedling stage were studied. The salt tolerance of 12 varieties was evaluated by membership function value(Fi),and the evaluation method of tolerance to salt in yardlong bean was determined. Based on the above method,we also assessed salt-tolerance germplasm resources in 84 representative yardlong bean accessions at the seedling stage. It was found that the STR value of 12 varieties increased with the increase of salt concentration,and the coefficient of variation was the highest under 150 mmol/L NaCl stress. Thus,we choose it as the optimum concentration for evaluating the salt tolerance of 12 yardlong bean varieties by membership function value(Fi). Suzi 41 and Lüling 4 were selected as salt-tolerant varieties(Fi>0.60),and Sujiang 1419 as salt-sensitive variety(Fi<0.30). The evaluation method of tolerance to salt was established in yardlong bean seedling stage,using the seedlings grown in vermiculite with 150 mmol/L NaCl treatment for about four weeks. There was a large variation of 84 yardlon bean germplasm accessions in Fi,0.06-0.88,and Suzijing 1 and Zijinroudoujiao etc. as the 8 salt-tolerance accessions were selected. In this study,10 salt-tolerant germplasm accessions screened will provide gene resources for the breeding of salt-tolerant yardlong bean.

Key words Yardlong bean;Salt tolerance;Membership function;Germplasm

收稿日期:2021-07-22

基金项目:食用豆产业技术体系(CARS-09);江苏省农业科技自主创新项目(CX(20)3161)

作者简介:

张红梅(1975-),女,天津北辰人,副研究员,博士,主要从事豆类作物遗传育种研究。

许文静(1993-),女,河南信阳人,在读博士,主要从事园艺作物遗传育种研究。

通讯作者:陈 新(1970-),男,江苏射阳人,研究员,博士,主要从事食用豆遗传育种研究。

中图分类号:S643.01

文献标识码:A

文章编号:1000-7091(2021)增刊-0039-14

doi10.7668/hbnxb.20192304