谷子萌发期耐盐种质鉴定及应用.pdf

DOI：10.11913/PSJ.2095-0837.23055吕宗环，韩康妮，杜晓芬，王智兰，李禹欣，连世超，张林义，王军.谷子萌发期耐盐种质鉴定及应用J.植物科学学报，2024，42（1）：7584L ZH，Han KN，Du XF，Wang ZL，Li YX，Lian SC，Zhang LY，Wang J.Identification and application of salt-tolerant germplasms at ger-mination stage in foxtail millet(Setaria italica L.)J.Plant Science Journal，2024，42（1）：7584谷子萌发期耐盐种质鉴定及应用吕宗环#，韩康妮#，杜晓芬，王智兰，李禹欣，连世超，张林义，王 军*（山西农业大学谷子研究所，山西省后稷实验室，山西长治 046011）摘要：本研究利用不同浓度 NaCl 溶液对 10 份谷子（Setaria italica L.）种质进行处理，通过分析其萌发期的相对发芽势、相对发芽率、相对芽长以及相对根长等 4 项指标，明确了适于谷子萌发期耐盐性鉴定的 NaCl浓度为 180 mmol/L。在该浓度下，利用主成分分析和聚类分析等方法，对 180 份种质资源进行了耐盐性综合评价和等级划分。结果显示，除相对发芽率和相对芽长之间相关性不显著以外，其余指标之间均呈极显著正相关；主成分分析结果表明，这 4 项指标可作为谷子耐盐性评价的重要指标；聚类分析结果将 180 份谷子种质分为极端耐盐、耐盐、盐敏感和极端盐敏感 4 类；进一步采用隶属函数进行综合评价，筛选到硷谷、衡谷 12、齐头白、K-3606 和晋谷 20 等 5 份极端耐盐种质材料。最后，在该浓度处理下，对黑枝谷长农 35 号（极端盐敏感耐盐）F7代重组近交系遗传群体进行了初步分析，发现 40 份株系耐盐性等级频率分布近似正态分布，表明该群体适宜耐盐 QTL 挖掘。研究结果说明，在 180 mmol/L NaCl 处理下，通过谷子萌发期相对发芽势、相对发芽率、相对芽长和相对根长等 4 个指标能较好地区分不同种质耐盐性的差异。关键词：谷子；盐胁迫；萌发期；综合评价中图分类号：Q945文献标识码：A文章编号：2095-0837（2024）01-0075-10Identification and application of salt-tolerant germplasms at germinationstage in foxtail millet(Setaria italica L.)L Zonghuan#，Han Kangni#，Du Xiaofen，Wang Zhilan，Li Yuxin，Lian Shichao，Zhang Linyi，Wang Jun*（Hou Ji Laboratory in Shanxi Province,Millet Research Institute,Shanxi Agricultural University,Changzhi,Shanxi 046011,China）Abstract：In this study,10 foxtail millet(Setaria italica L.)germplasm accessions were treated with varyingconcentrations of NaCl solution.By analyzing four indexes,including the relative germination potential,rela-tive germination rate,relative shoot length,and relative root length during germination stage,we establishedthat the suitable NaCl concentration for the identification of salt tolerance during germination in foxtail milletwas 180 mmol/L.To evaluate the salt-tolerance of 180 core germplasms during the germination stage,corre-lation analysis and principal component analysis were employed to calculate the aforementioned four traits un-der 180 mmol/L NaCl treatment.Comprehensive evaluation and salt-tolerant grade of the 180 germplasmswere identified by membership functional analysis and cluster analysis.Results revealed that except for thenon-significant correlation between relative germination rate and relative shoot length,all other indexesshowed a highly significant positive correlation.Furthermore,principal component analysis suggested that the 收稿日期：2023-02-21，接受日期：2023-04-07。基金项目：杂粮种质资源创新与分子育种国家实验室（筹）项目（202204010910001-14）；山西省现代农业产业技术体系谷子体系项目（GZTX202202）；国家重点研发计划子课题项目（2018YFD1000706-14）；山西农业大学（山西省农业科学院）农业科技创新工程项目（YGC2019FZ3）。作者简介：吕宗环（1998），男，硕士研究生，研究方向为谷子分子育种（E-mail：）；韩康妮（1993），女，研究实习员，硕士，研究方向为谷子基因组学（E-mail：）。#共同第一作者。*通信作者（Author for correspondence.E-mail：）。植物科学学报2024，42（1）：7584Plant Science Journalhttp:/four indexes could be considered as key indices for assessing salt tolerance.Cluster analysis revealed thatthe 180 germplasms could be divided into four groups:highly salt tolerant,salt tolerant,salt sensitive,and ex-tremely salt sensitive.Jiangu,Henggu 12,Qitoubai,K-3606,and Jingu 20 were identified as extremely salt to-lerant accessions through comprehensive evaluation using membership function.In addition,under 180mmol/L NaCl stress,40 lines from the F7 generation recombinant inbred line(RIL)of Heizhigu(extremely salt-sensitive)Changnong 35(salt-tolerant)were analyzed.Results showed significant variation among the 40lines,with their frequency distribution of salt tolerance grades approximating normal distribution,indicating thatthis population was suitable for salt-tolerant QTL mapping.These findings demonstrated that 180 mmol/LNaCl could be used for the identification of salt-tolerant foxtail millet germplasms during the germination stageand that at this concentration,salt tolerance differences among various germplasms can be better distin-guished by four indexes:relative germination potential,relative germination rate,relative shoot length,andrelative root length.Key words：Setaria italica；Salt stress；Germination stage；Comprehensive evaluation 土壤盐渍化是植物面临的主要非生物胁迫之一，严重影响了农作物的地理分布和产量，是长期困扰全球农业发展的难题。我国盐渍化土地分布广泛，总面积位居世界第三，约 3 600 万 hm2，耕地中盐渍化面积达到 920.9 万 hm2，约占全国耕地面积的 6.62%1-3。近年来，由于耕作方式落后、灌溉措施不当4,5，再加上全球气候变暖、极端天气增多和人口增加等原因6，全球范围内盐碱地面积逐年增加，严重威胁到全球粮食安全。因此，加强耐盐种质资源挖掘与利用成为保障国家粮食安全、提高战略储备竞争力的重要途径之一。耐盐种质资源的鉴定是耐盐育种中需要解决的首要问题，也是进一步开展耐盐机制研究的前提。近年来，国内外在水稻（Oryza sativa L.）、小麦（Triticum aestivum L.）、玉米（Zea maysL.）、绿豆（Vigna radiata L.）等不同作物耐盐性方面开展了大量研究，鉴定出许多耐盐种质7-10。谷子（Setaria italica L.）须根粗壮、根系发达、吸水能力较强、叶形狭窄、水分蒸腾量较少，其耐盐碱性高于水稻、玉米、小麦等作物11-13。但是，谷子耐盐种质资源鉴定方面研究还很不充分。韩飞等14以 1.0%（约 171 mmol/L）的 NaCl 溶液对63 份谷子种质资源进行萌发期耐盐性鉴定，利用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法进行综合评价，发现发芽率、发芽指数、相对根长、相对芽长可以作为谷子耐盐性评价关键指标，并筛选出济谷 16、汾特 11 号、峰红谷、晋谷 57、晋汾 106 号等 5 份耐盐谷子种质。秦岭等15采用类似分析方法，用 1.5%（约256 mmol/L）的 NaCl 溶液对不同生态区的 54 份谷子种质进行萌发期耐盐性鉴定，筛选出 4 个高度耐盐种质，分别是济谷 16、矮 88、陇谷 3 号和延谷 13。张笛16以 150 mmol/L NaCl 对 100 份谷子种质资源进行了萌发期的盐胁迫处理，通过综合评价和等级划分，最终筛选出晋育红谷、公矮6 号、红钙谷和晋谷 29 等 4 个综合耐盐能力强的种质。本研究利用不同浓度的 NaCl 溶液对 10 份谷子种质进行盐胁迫处理，采用培养皿发芽实验，分析了谷子萌发期相对发芽势、相对发芽率、相对芽长以及相对根长等 4 个指标，明确了谷子萌发期耐盐性鉴定的最适盐浓度为 180 mmol/L。利用该浓度 NaCl 溶液，对不同栽培区收集的 180 份种质资源进行耐盐性鉴定，通过隶属函数分析和主成分分析等综合评价谷子耐盐性，此外，对一个重组自交系（Recombinant inbred lines，RIL）群体后代进行了耐盐性评价，研究结果旨在为谷子耐盐 QTL（Quantitative trait locus）或基因的挖掘与耐盐机制解析奠定基础。1材料与方法 1.1实验材料10 份谷子种质用于萌发期耐盐种质适宜浓度筛选（表 1）；180 份核心种质用于耐盐性种质资源鉴定，包括：育成种 63 份、农家种 115 份、突变材料 2 份（附表 11）；40 个株系（来自黑枝1）如需查阅附表内容请登录植物科学学报网站（http:/）查看本期文章。76植 物 科 学 学 报第 42 卷谷（极端盐敏感）长农 35 号（耐盐）RIL 群体）用于后裔材料耐盐性分析。本实验谷子种质材料均为山西农业大学谷子研究所保存资源。1.2耐盐性鉴定种子处理：用分析天平称取谷子成熟种子1.5 g，自来水浸泡 3 min，倒掉漂浮种子，将剩余种子置于滤纸上，室内自然晾干。用 75%酒精处理自然晾干的种子 30 s，采用 5%NaClO浸泡 20 min，再用无菌蒸馏水清洗 3 次，最后用无菌滤纸将种子表面水分吸干。实验设置：在直径为 9 cm 的玻璃培养皿中放置双层滤纸，滤纸中间夹带 4 层灭菌纸巾，以确保滤纸在实验过程中始终保持湿润。在处理好的培养皿中，分别加入不同浓度的 NaCl 溶液，分别为 0（CK，无菌蒸馏水）、50、100、120、150、160、170、180、200 mmol/L 14,17,18，每个实验设置 3 次重复。进一步挑选籽粒饱满、大小一致的种子各 50 粒分别置于上述培养皿中，保持种子高度的一半浸在 NaCl 溶液中。最后，将上述处理好的种子放置于植物组织培养室中，于 28、黑暗条件（表面覆盖遮光性强的黑布）下，培养 2 d，第 3 天取掉黑布，使其在 28、14 h 光照/10 h黑暗条件下，继续培养 5 d。每隔 1 d 补充适量蒸馏水，以保持培养皿中的盐溶液浓度。数据采集：以根、芽长度均超过种子直径一半为发芽标准，从第 2 天开始每日记录种子发芽数，第 4 天发芽数用于计算发芽势。第 8 天发芽数计算发芽率，从每个培养皿中随机选取 5 粒萌发的种子，用直尺分别测量其芽长、根长。以相对发芽势 RGP（Relative germination potential）、相 对 发 芽率 RGR（Relative germination rate）、相对芽长 RCL（Relative coleoptile length）和相对根长 RRR（Relative radical root length），这 4个指标作为耐盐性鉴定的性状指标，计算公式如下：发芽势（%）=第4天发芽数/供试种子粒数100；发芽率（%）=第8天发芽数/供试种子粒数100；相对发芽势（%）=处理发芽势/对照发芽势100；相对发芽率（%）=处理发芽率/对照发芽率100；相对根长（%）=处理根长/对照根长 100；相对芽长（%）=处理芽长/对照芽长 100。1.3数据处理采用 Excel 2010 软件对数据进行统计，采用SPSS 22.0 软件进行主成分分析、隶属函数、建立载荷矩阵等，采用 LSD 法进行显著性检验，采用隶属函数法进行耐盐性综合评价，计算各指标19,20。使用 GraphPad Prism 8.0 软件绘制柱状图，利用 R 4.2.2 软件的 corrplot 包进行相关性分析，graphics 包绘制直方图以及 ggtree 包做聚类分析。隶属函数值：(Xi)=Xi XminXmax Xmin,i=1,2,n（1）权重：i=Pini=1Pi,i=1,2,n（2）综合耐盐指数：D=ni=1(Xi)Pi/ni=1Pi,i=1,2,n（3）iii公式（1）中，计算每一个材料各综合指标的隶属函数值，Xi 表示第 个综合指标的测定值；Xmin、Xmax 分别表示第 个综合指标的最小值和最大值。公式（2）计算综合指标的权重，Pi 代表各材料第个综合指标的贡献率。公式（3）计算各材料的耐盐性综合评价值 D。2结果与分析 2.1适宜盐浓度筛选为了筛选适宜谷子萌发期耐盐性研究的 NaCl处理浓度，本研究采用 9 个不同浓度的 NaCl 溶液处理种子，分析了 10 份谷子种质的相对发芽势、相对发芽率、相对芽长及相对根长等 4 个指标。结果表明，随着 NaCl 浓度升高，4 个指标值整体均呈下降趋势（图 1），所有指标性状变异系数几乎均在 10%以上（表 2），表明 10 份谷子种质在 表 110 份供试种质材料及来源Table 1Name and source of 10 germplasms编号 Code名称 Name来源 Origin1长农 35 号山西2六月鲜河北3龙辐黑龙江4毛毛谷河北5小乌谷河北6金棒子甘肃7茶清谷河北8小红谷甘肃9菠菜腿内蒙古10郑 448河南第 1 期吕宗环等：谷子萌发期耐盐种质鉴定及应用77盐胁迫下存在变异。随着 NaCl 浓度的升高，相对发芽势和相对发芽率整体表现抑制作用，并逐渐增强。NaCl 浓度低于 150 mmol/L 时，有 8 份材料表现抑制作用，有 2 份材料表现促进作用；高于 150 mmol/L 时，相对发芽势和相对发芽率在 10 份材料中均表现出不同程度抑制作用，并随着盐浓度升高抑制作用增强；180 mmol/L 时，相对发芽势和相对发芽率的变异幅度最大（10.00%94.00%及 12.00%89.00%），变异系数相对较高（49.12%、40.03%）；200 mmol/L 时，变 异 系 数 达 最 高（53.70%、41.80%），但变异幅度明显降低（10.00%67.44%及 6.56%63.16%）。在所有 NaCl 浓度处理下，相对芽长和相对根长都表现出抑制作用，随着盐浓度升高抑制作用增强。当 NaCl 浓度为 200 mmol/L 时，相对芽长的变异系数最大（93.87%），但相对根长及其变异幅度、相对芽长的变异幅度相对其他浓度处理下较低；180 mmol/L 时，相对芽长和相对根长的变异幅度和变异系数都达到较高水平（分别为2.00%55.00%、54.23%及13.00%34.00%、22.74%）。综上所述，NaCl 浓度为 180 mmol/L 时，10份谷子种质的相对发芽势、相对发芽率、相对芽长以及相对根长存在显著差异，适宜谷子种质耐盐性筛选鉴定。2.2180 份谷子种质萌发期各项指标频数分布及相关性分析采用 180 mmol/L 的 NaCl 溶液对 180 份谷子种质进行处理，分析了相对发芽势、相对发芽率、相对芽长和相对根长等 4 个指标，采用直方图表示上述 4 个指标在材料间的频数分布（附表 21）、表 210 份谷子种质在不同盐浓度下的指标分析Table 2Analysis of four indexes in 10 germplasms of Se-taria italica under different NaCl concentrations指标IndexesNaCl 浓度NaClconcentration/mmol/L性状值AverageSE/%变异幅度Range ofvariation/%变异系数CV/%RGP5096.5827.64a58.70166.6728.6210083.6323.98ab 57.50138.1028.6712071.7926.69b45.00139.6837.1815064.8820.19b37.5996.8331.1216064.8813.16b54.0091.0020.2917053.6316.72bc 33.0087.0031.1718052.0725.58b10.0094.0049.1220034.0018.26c10.0067.4453.70RGR5096.9125.90a66.41155.5626.7210087.7021.10ab 54.10127.7824.0612079.4221.00 ab 56.10134.7226.5115068.9719.54b39.34101.3928.3416071.2211.21b61.0096.0015.7417063.3714.32b40.0090.0022.6018061.1024.46b12.0089.0040.0320041.5217.36c6.5663.1641.80RCL5088.618.69a73.87101.199.8110067.409.88b50.7081.9214.6612059.8313.85b37.3882.3423.1515048.5318.03c16.5968.6637.1516040.4214.27cd 14.0062.0035.3017033.4911.18d12.0054.0033.3818031.0716.85d2.0055.0054.2320011.3710.67e0.0032.1593.87RRR5072.9311.22c59.2194.5415.3810047.259.43b31.9457.2619.9712043.368.07b28.4451.3118.6215032.309.63c18.4049.4329.8016027.103.77c23.0033.0013.8917024.184.41c18.0034.0018.2318024.825.65c13.0034.0022.7420016.794.06d9.7224.9924.17注：指标名缩写同图 1。同一指标同列不同字母表示不同处理间在 P0.05 水平上差异显著。Notes:Abbreviations are the same as those in Fig.1.Diffe-rent letters indicate significant differences betweentreatments(P0.05).501001201501601701802000306090120NaCl/mmol/L指标 indexes/%RGPRGRRCLRRRRGP：相对发芽势；RGR：相对发芽率；RCL：相对芽长；RRR：相对根长。下同。RGP:Relative germination potential;RGR:Relative germina-tion rate;RCL:Relative coleoptile length;RRR:Relative radi-cal root length.Same below.图 1不同浓度 NaCl 处理下的 4 个指标分析Fig.1Analysis of four indexes under differentNaCl treatments1）如需查阅附表内容请登录植物科学学报网站（http:/）查看本期文章。78植 物 科 学 学 报第 42 卷图 2）。由图 2 可知，4 个指标均广泛分布，相对发芽势和相对发芽率的分布范围分别为 0140%和 20%140%，两个指标主要分布在 60%100%和 70%90%；相对芽长和相对根长的分布范围分别为 0100%和 20%120%，两个指标主要分布在 20%50%和 20%30%。采用 SPSS 22.0 软件中双变量相关法，对盐胁迫下谷子萌发期各性状相对值进行相关分析与显著性差异分析。基于 Spearman 相关分析结果可知，180 mmol/L NaCl 处理下，除相对发芽率和相对芽长之间相关性不显著以外，其余性状之间均呈极显著正相关，其中相对发芽势与相对发芽率的相关系数最高（r=0.79），相对芽长与相对根长的相关系数次之（r=0.34）（图 3）。2.3180 份谷子种质萌发期耐盐性综合评价 2.3.1谷子种质萌发期耐盐性主成分分析根据主成分提取原则，即特征值大于 1 及累计贡献率大于 75%，选取了前两个主成分，累计贡献率为 78.827%，可有效反映出绝大部分信息。第 1 主成分的方差贡献率为 51.140%，主要特征向量为相对发芽势和相对发芽率；第 2 主成分方差贡献率为 27.687%，载荷较高的是相对芽长和相对根长（表 3、表 4）。将 4 个耐盐相关指标，转换为 2 个相互独立的综合指标，用于耐盐性综合评价。2.3.2谷子种质萌发期耐盐性综合评价运用隶属函数法，对 180 份谷子种质进行萌发期耐盐性综合评价。根据公式（1）计算得到贡献率（X），根据公式（2）计算得到两个综合指标的权重分别为 0.535、0.289，运用公式（3）计算谷子的萌发期综合耐盐评价值 D 值（附表 31），采用最大距离法，对 180 份种质材料耐盐性进行综合评价和聚类分析。将 180 份种质按 73 的比例随机分成回归组和检验组，回归组 126 份材料 4 个性状的耐盐指标值为自变量，耐盐性综合评价值 D 值为因变量，RGP/%频率 Frequency频率 Frequency频率 Frequency频率 Frequency020406080 100 120 1400102030401 124719323429311441 1RGR/%20406080100 120 1400102030405060174112027384920201RCL/%0204060801000102030405060413454937188321RRR/%20406080100120020406080100120331013641 130 0 0 01横坐标表示相对值大小，纵坐标表示各组所占频数，图中红线表示密度线，蓝线表示正态分布曲线。Abscissa represents relative value;Ordinate represents frequency of each group;Red line represents density;Blue line represents normaldistribution curve.图 2谷子萌发期耐盐性指标频数分布直方图Fig.2Frequency distribution of salt tolerance traits during thegermination stage in Setaria italica1）如需查阅附表内容请登录植物科学学报网站（http:/）查看本期文章。第 1 期吕宗环等：谷子萌发期耐盐种质鉴定及应用79进行多元逐步回归分析。建立多元回归分析方程为：y=0.067+0.005X1+0.002X2+0.001X3。方程中y 代表耐盐评价值 D 值，X1代表相对根长，X2代表相对发芽势，X3代表芽长。方程决定系数R2=0.977，F=2524.518，P0.05）或近似正态分布（图 5），表明各株系之间的耐盐性存在明显差异，该群体适宜耐盐 QTL 挖掘。3讨论耐盐性鉴定是筛选耐盐种质资源的重要手段。表 3NaCl 胁迫下谷子萌发期综合指标的主成分及贡献率Table 3Principal component and contribution rates ofcomprehensive indexes of Setaria italica during the germi-nation stage under NaCl stress主成分Principalcomponent特征值Eigenvalue贡献率Contributionrate/%累计贡献率Cumulative contributionrate/%12.04651.14051.14021.10727.68778.827 表 4NaCl 胁迫条件下谷子萌发期各指标的因子载荷矩阵Table 4Factor loading matrix of four indexes of Setariaitalica during the germination stage under NaCl stress指标Indexes成分 1Component 1成分 2Component 2RGP0.4390.293RGR0.4250.353RCL0.2600.540RRR0.2180.633注：指标名缩写同图 1。Note:Abbreviations are the same as those given in Fig.1.1.00.80.60.40.200.20.40.60.81.0RGPRGRRCLRRRD0.79*0.22*0.21*0.71*0.150.20*0.66*0.34*0.53*0.73*D：综合评价值；*：表示在 0.01 水平上显著相关。D:Comprehensive evaluation value;*:Values with differentsuperscript indicate significant different at 1%level.图 3NaCl 胁迫条件下谷子萌发期各指标相对值的相关性分析Fig.3Correlation analysis of four indexes during the ger-mination stage under NaCl stress in Setaria italica80植 物 科 学 学 报第 42 卷 ABA：180 份谷子种质材料；数字代表 180 份谷子种质的编号（附表 3）。B：遗传群体 40 份株系；数字代表 RIL 群体 40 份种质的编号；红色代表极端耐盐种质；黄色代表耐盐种质；绿色代表盐敏感种质；蓝色代表极端盐敏感种质。A:180 germplasms;Numbers represent codes of 180 germplasms(Attached Table 3).B:40 lines from one genetic population;Numbersrepresent the code of 40 germplasms from a RIL population.Red represents extremely salt-tolerant accessions;Yellow represents salt-tol-erant accessions;green represents salt-sensitive accessions;Blue represents extremely salt-sensitive accessions.图 4180 份谷子种质及 40 份遗传群体后代耐盐性的聚类分析Fig.4Cluster of 180 germplasms and 40 lines from one genetic population for salt tolerance第 1 期吕宗环等：谷子萌发期耐盐种质鉴定及应用81谷子不同生育阶段盐敏感性不同，耐盐性鉴定所采用的鉴选指标也有一定差异。种子萌发期作为植株生长发育的初始阶段，其耐盐性能直接决定植物的出苗率和成苗力21,22，发芽率、发芽势、根长和芽长的相对值及盐害率是谷子有效的耐盐性鉴定指标14,15,17,18,23-27。此外，也有学者对谷子苗期和全生育期的耐盐性进行了鉴定，认为株高和相对盐害率可作为苗期的鉴定指标17,28，穗重、单穗粒重、干物质重、地上部含水量则是全生育期的耐盐性鉴定指标18。综合考虑，本研究选用萌发期的相对发芽势、相对发芽率、相对根长、相对芽长等作为谷子耐盐性的鉴定指标。合适的筛选浓度能够使各指标在材料间的变异系数和变异幅度最大。前人研究中，谷子 NaCl 处理浓度主要有 150 mmol/L17,18、200 mmol/L17、1.5%（约 256 mmol/L）29、1.0%（约 171 mmol/L）14等。此外，也有学者利用混合盐碱胁迫方法，所鉴定到的盐浓度相比单一 NaCl 较低30,31。本实验在 150200 mmol/L 设置了更为精细的浓度梯度，明确 180 mmol/L NaCl 是谷子萌发期耐盐筛选的最适浓度。作物耐盐性是一个非常复杂的数量性状，单一指标无法准确评价其耐盐性。在耐盐性评价过程中，为减少各指标间代表信息的交叉或重叠，又考虑到综合指标重要性的差异，通常选用综合评价的方法来鉴定耐盐性状，在水稻、小麦、玉米、绿豆、谷子等不同作物中均有报道，并以此鉴定出大量耐盐种质7-10,14-16,32。本研究选用相对 表 5180 份谷子种质萌发期耐盐分类情况Table 5Classification of 180 Setaria italica germplasms for salt tolerance during the germination stage耐盐性Salt tolerance综合评价值D种质名称Name极端耐盐0.3350.436硷谷、衡谷 12、齐头白、K-3606、晋谷 20耐盐0.2000.311长治 204、济矮秆 6、小黄谷子、晋谷 33、大青苗、小三变、小白谷、长农 35 号等盐敏感0.1210.199红苗金耙齿、鸭子嘴、显 256B、金香玉、高粱红、黄粘谷、六棱谷、猫屎谷等极端盐敏感0.0580.113小青谷、黑谷、Red manna、秃头、锤罗、蒙金谷 1 号、山东-4、黑枝谷 RGP/%020406080 100 120 140051015191511301P=0.2RGR/%频率 Frequency频率 Frequency频率 Frequency频率 Frequency204060801000246810121132661074P=0.146RRR/%010203040506005101520251724521P=0.023RCL/%1015202530354045051015112615141P=0.084P2P1P2P1P1P2P1P2指标名缩写同图 1。P1：黑枝谷；P2：长农 35 号。Annotations are the same as in Fig.1.P1:Heizhigu.P2:Changnong 35.图 540 个株系耐盐性指标频数分布直方图Fig.5Frequency distribution of salt tolerance indexes of 40 lines82植 物 科 学 学 报第 42 卷发芽势、相对发芽率、相对芽长和相对根长等 4个指标，利用主成分分析、综合相关性分析、聚类分析和多元线性回归方程等进行耐盐指标筛选。主成分分析结果表明相对发芽势、相对发芽率、相对芽长和相对根长可以作为评价谷子萌发期耐盐性的重要指标，采用综合相关性分析，发现相对发芽势和相对根长可以作为耐盐评价的首选指标，通过多元回归方程分析发现相对根长、相对发芽势、相对芽长为耐盐筛选的密切指标。综上，我们认为相对发芽势和相对根长是体现谷子耐盐性的最重要指标，这与小麦中的研究结果类似33。本研究选用综合评价的方法，在 180 mmol/LNaCl 胁迫下，从 180 份谷子种质中筛选到 5 份极端耐盐种质及 8 份极端盐敏感种质。结合前人研究结果，发现几乎无相同种质的重复鉴定。考虑到一方面，研究中所用材料多少以及统计指标有一定差异；另一方面所选材料中农家种、自育品种所占比重不同，也会造成一定影响。因此，本研究认为在谷子萌发期耐盐性鉴定方面，要特别重视材料选择和分析指标的代表性。随着功能基因组学和分子生物学技术的发展，在不同作物中，学者们利用不同的遗传群体定位了很多耐盐 QTL。迄今，已检测到农作物耐盐相关 QTL 近 1 000 个，其中 22%的 QTL 表型贡献率大于 20%34，已精细定位或图位克隆耐盐相关QTL 主要有水稻第 1 染色体上的 Salto1 和 qSKC-135,36，而谷子尚无耐盐性相关 QTL 的报道。本研究中，我们在 180 份谷子种质资源耐盐性鉴定基础