植物遗传资源科学(Joural of Plant Genetic Resources)


 

西藏小麦耐盐性鉴定及分析

 

郭宝生 杨 凯 宋景芝 黄亨履 翁跃进

(中国农业科学院作物品种资源研究所,北京 100081)

 

摘要 在3种不同盐胁迫浓度下对161份来源于西藏的小麦材料进行了苗期耐盐性鉴定,其中有147份西藏半野生小麦及14份密穗小麦。以普通小麦耐盐品种茶淀红麦和盐敏感品种PI94341为对照。在147份西藏半野生小麦中有14份表现为耐盐,占9.5%。14份密穗小麦中没有发现耐盐材料。在这161份材料中还发现了3份对盐胁迫浓度梯度不敏感的品种。结果表明,我国特有的西藏半野生小麦中蕴藏有丰富的耐盐种质,它们可供小麦耐盐育种用做亲本。

关键词 西藏小麦;耐盐性;鉴定;相对生长量

 

西藏小麦由于受特殊地理位置和气候的影响,具有丰富的遗传多样性,其中普通小麦(Triticum aestivum L.)有84个变种;稀有小麦有密穗小麦(T. compactum Host.)、圆锥小麦(T. Turgidum L.)、波兰小麦(T. polonicum L.)、硬粒小麦(T. durum Desf.)、东方小麦(T. turanicum Jakubz.)等5个种32个变种;西藏半野生小麦(T. aestivm ssp. tibtanum Shao)是我国特有的小麦种质资源[1,2]

西藏不少小麦品种具有穗大粒多或粒大千粒重高、早熟、适应性强、抗逆性强等特点,在小麦育种工作中具有潜在的利用价值[1]。为丰富我国耐盐种质资源,发掘小麦极端耐盐种质,改善现在停滞不前的小麦抗逆育种状况,拓宽耐盐种质的遗传基础,丰富耐盐种质的遗传多样性,本试验对161份来源于西藏的小麦材料进行了耐盐筛选鉴定。

1 材料与方法

1.1 材料

161份西藏小麦材料,其中西藏半野生小麦(2n=42,AABBDD)147份,密穗小麦(2n=28,AABB)14份,以耐盐农家品种茶淀红麦,盐敏感品种PI94341为对照。全部材料由中国农业科学院作物品种资源研究所考察室和抗逆室提供。

1.2 方法

西藏小麦耐盐性苗期鉴定在中国农科院品资所抗逆室盐棚中进行,试验材料在生化培养箱内20℃发芽4天,然后按3个处理1个对照播种在砂质培养箱中,每个材料每个重复挑选发芽一致的5~10粒种子播下,用盐分自动调控系统浇灌Hoagland营养液,当小麦苗长到两叶一心时,测量心叶长度。盐处理分别用含盐量1.7%、2.0%、2.5% NaCl的Hoagland营养液浇灌(电导率分别为29.0ms/cm,33.5ms/cm,41.5ms/cm),到盐处理的麦苗大部分出现萎蔫即将衰亡时(一般盐处理7天左右),再测量最上一片完全叶长度。根据处理前后最上一片完全叶长度,折算出材料的绝对生长量和与对照的相对生长量。

绝对生长量=处理后的最上一片完全叶长度-处理前长度

相对生长量=盐处理的绝对生长量/对照的绝对生长量×100%

2 结果与分析

以耐盐品种茶淀红麦和盐敏感品种PI94341在2.5%盐浓度下的相对生长量为标准,鉴定我国特有的西藏小麦的耐盐性,将西藏小麦分为耐盐、盐敏感及中间类型。

2.1 耐盐类型

以耐盐品种茶淀红麦在2.5%盐浓度下的相对生长量为标准,即相对生长量高于茶淀红麦的为耐盐材料,从147份西藏半野生小麦中共筛选出14份耐盐材料,占9.52%。14份密穗小麦中未选出耐盐材料。

2.2 盐敏感类型

以盐敏感品种PI94341在1.7%盐浓度下的相对生长量为标准,即相对生长量低于PI94341的为盐敏感材料。从147份西藏半野生小麦(折达)中筛选出盐敏感材料21份,占25.85%。14份密穗小麦中也未选出盐敏感材料。

2.3 中间类型

低于耐盐品种茶淀红麦在2.5%盐浓度下的相对生长量而高于盐敏感品种PI94341在1.7%盐浓度下的相对生长量的为中间类型,147份西藏半野生小麦中有112份,占76.19%。14份密穗小麦全为中间类型。

2.4 对盐浓度变化不敏感材料

对同一材料在1.7%、2.0%、2.5%盐浓度下相对生长量的比较分析,发现3份对盐浓度梯度变化不敏感的材料。

可以看出,这3份材料在1.7%、2.0%、2.5%NaCl的Hoagland营养液培养下相对生长量基本一致,且保持在50%~60%之间,说明这些材料生长受到一定盐害抑制,但在不同盐浓度梯度下的盐害表现差别不大。

3 讨论

以相对、绝对生长量鉴定耐盐性,观察作物在低于致死盐胁迫浓度下的营养生长时期耐受时间和生长情况,是比较精确的方法。在盐胁迫下,小麦品种的生长速度与品种的耐盐能力呈正相关。生长速度快的品种耐盐能力强,这是由于盐胁迫下高生长率稀释了盐分,也就减轻了盐害[5]。由于绝对生长量受品种生长特性影响较大,品种间的可比性差,而相对生长量则更能说明盐害对品种生长速率的抑制。绝对生长量可作为识别其他环境因素影响造成的实验数据的偏差,剔除误差较大的数据。

据朱志华等报道,“八五”期间,对900余份小麦育种材料筛选鉴定,选出耐盐性较好的品种(系)61份,其中包括本次实验的对照耐盐材料茶淀红麦,筛选比例仅为6.7%[3]。西藏半野生小麦材料目前编入全国目录的总共335份[4],我们对随机选取的147份材料进行耐盐鉴定,从中筛选出耐盐材料14份,占9.52%,这说明西藏半野生小麦群体中蕴藏着丰富的耐盐种质。

耐盐力能消除不同处理环境造成的误差,为检验鉴定出的耐盐材料的真伪,对所鉴定出的耐盐材料进行了耐盐力计算。耐盐力为相同处理条件下被鉴定材料的相对生长量与对照耐盐材料的相对生长量的比值,本实验的对照耐盐材料为茶淀红麦。

不同处理条件下各材料的耐盐力均接近或超过对照茶淀红麦;各材料3个浓度下的耐盐力平均值皆超过对照耐盐材料茶淀红麦。证明鉴定分类方法合理。同时还可以看出,耐盐力能直接体现出其优于对照耐盐材料的程度。

在14份密穗小麦中未选出耐盐材料。国外多人(Gorham J.,1990;R.Deal等,1995;J.Bridge,J.Dvorak,1997)[6]实验研究表明,在普通小麦4D长臂上有一个控制K+/Na+差别的耐盐基因单一位点Knal。而对小麦A、B染色体组上耐盐基因的标记则报道较少,Munns R.等(2000)[7]发现小麦A、B染色体组上也存在与Knal相似的位点。他们从5个四倍体小麦(T.durum,T.carthlicum,T.turgidum,T.turanicum,T.polonicum),筛选出了具有低Na+ 吸收及高K+/Na+比率的品种。我国现已搜集编目的密穗小麦共有167份[4],本研究仅参试14份,密穗小麦的耐盐筛选还需要进一步扩大。如果从四倍体小麦中筛选出耐盐材料,则能为小麦A、B染色体组上耐盐基因的标记提供实验材料。 本试验筛选出3份对盐浓度梯度变化不敏感的材料,由于实验使用3个浓度梯度略少,对这3份材料受害下限和耐盐上限的浓度确定还需要进一步使用多浓度梯度进行鉴定。如果耐盐上限的浓度达到3.0%以上,则可能为极端耐盐材料,对小麦耐盐研究和小麦育种都具有重要意义。

 

参考文献

  1. 黄亨履.西藏栽培小麦种质资源及其分布.见:西藏作物品种资源考察文集.北京:中国农业科技出版
  2. 社.1987,11~13

  3. 黄亨履.西藏碎穗小麦的种类、分布及初步鉴定.见:西藏作物品种资源考察文集.北京:中国农业科技出
  4. 版社.1987,33~39

  5. 朱志华,昌小平,宋景芝,等.耐盐性鉴定及其研究.见:庄巧生、杜振华主编,中国小麦育种研究进展.
  6. 北京:中国农业出版社.1996,287~293

  7. 郑殿升,刘三才,宋春华,等.中国小麦遗传资源农艺性状鉴定、编目和繁种入库概况.植物遗传资源科
  8. 学.2000,1(1):11~14

  9. Maas E.V. et al.Salt sensitivity of wheat at various growth stages.Irrig. Sci.1989,10:29~
  10. 40

  11. Gorham J. et al.Partial characterization of the trait for enhanced K+Na+ discriminination

in the D genome of wheat. Plant.1990,180:590~5977 Munns R,Hare R A et al., Genetic various for improving the salt tolerance of durum wheat. Aust.

J. Agric. Res, 2000,51:69~74

 

 

Identification and analysis of salt tolerance in Tibetan wheat

 

GUO Baosheng YANG Kai SONG Jingzhi HUANG Henglu WENG Yuejin

(Institute of Crop Germplasm Resources, CAAS, Beijing 100081)

Abstract One hundred and sixtyone Tibetan wheat accessions were identified for salt tolerance under three different salt concentrations. Salttolerant variety Chadianhong and saltsensitive variety PI94341 were used as CK varieties.Fourteen accessions with better salt tolerance were selected.Three saltinsensitive accessions were found. The results showed that Tibetan wheat is rich in salttolerant genotypes.These salttolerant germplasm of Tibetan wheat will become important material basis for salttolerant wheat breeding.

Key words Tibetan wheat; Salttolerant; Identification; Relative growing rate