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葡萄砧木‘SA15’和‘SA17’耐復(fù)合鹽堿能力評價(jià)

發(fā)布時(shí)間：2022-09-29 | 稿件來源：志昌農(nóng)業(yè)
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來源 |  中外葡萄與葡萄酒


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以砧木‘1103P’為對照，對‘左山一×SO4’雜種砧木中耐鹽性較強(qiáng)的株系‘SA15’和‘SA17’進(jìn)行0.54%復(fù)合鹽堿脅迫處理。復(fù)合鹽堿脅迫18d后測定植株新梢生長量、葉片和根系的丙二醛含量、葉片葉綠素含量和各器官中Na+、K+含量等指標(biāo)。結(jié)果表明，砧木‘SA15’和‘SA17’葉片葉綠素含量降幅低于‘1103P’，Na+、K+含量與對照相比沒有顯著差異;葉片和根系丙二醛含量增加幅度較‘1103P’小。將生長量等6個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成2個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)，分析發(fā)現(xiàn)‘SA15’‘SA17’和‘1103P’的綜合因子得分D值分別為0.595、0.519和0.420。綜上，各株系耐復(fù)合鹽堿能力SA15>SA17>1103P。


農(nóng)業(yè)部第二次全國土壤普查資料顯示，我國鹽堿地包括1600萬hm2鹽土和86.7萬hm2堿土，總面積為3466.7萬hm2(不包括濱海灘涂)?，F(xiàn)有土地的鹽漬化嚴(yán)重影響了葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)，目前國內(nèi)外關(guān)于葡萄砧木耐鹽堿研究主要集中在耐中性鹽方面，關(guān)于復(fù)合鹽堿脅迫的研究較少。鹽堿脅迫使植物同時(shí)遭受滲透脅迫、離子脅迫和高pH脅迫。鹽堿脅迫下，葡萄植株表現(xiàn)為生長緩慢，葉片萎蔫，生物量積累下降，植物體生理紊亂，生產(chǎn)力下降甚至可能導(dǎo)致死亡。

本課題組前期采用砧木‘左山一’為母本、‘SO4’為父本進(jìn)行雜交，篩選出了耐中性鹽和堿性鹽能力較強(qiáng)的‘SA15’和‘SA17’。本試驗(yàn)以生產(chǎn)常用砧木‘1103P’為對照，進(jìn)一步進(jìn)行‘SA15’和‘SA17’的耐復(fù)合鹽堿能力評價(jià)，以期為生產(chǎn)提供候選砧木。
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一、材料與方法

 1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì) 
試驗(yàn)材料為‘SA15’‘SA17’和‘1103P’的組培馴化苗。組培苗馴化4周后，挑選長勢一致的植株定植于高10cm、底部直徑為7.5cm的塑料盆中，每盆定植1株。定植5周后每3d于下午5:00—6:00澆灌0.54%復(fù)合鹽堿溶液50mL(pH=8.0，NaCl、Na2SO4和NaHCO3按摩爾濃度4:5:5比例混合，添加少量Na2CO3調(diào)整pH)，共處理6次。對照澆灌等量清水，每個(gè)株系處理重復(fù)10株。于第一次處理后的第18天取樣進(jìn)行MDA、葉綠素及Na+、K+含量等指標(biāo)測定。

 1.2 測定項(xiàng)目與方法 
1.2.1新梢相對生長量指標(biāo)測定
新梢相對生長量:在復(fù)合鹽堿脅迫前后用卷尺和游標(biāo)卡尺各測定一次新梢長度，重復(fù)3次取平均值，精確到0.1cm。相對生長量/%=(鹽處理后新梢長度-處理前)/(對照處理后新梢長度-處理前)×100。


1.2.2葉綠素含量測定
葉片葉綠素(chlorophyll,Chl)含量采用趙世杰等的乙醇浸提法測定。


1.2.3丙二醛含量測定
稱取0.5g樣品于冰浴研缽中，加入5mL10%三氯乙酸(TCA)研磨成勻漿，4000r/min離心10min，上清液即為樣品提取液。吸取上清液2mL(對照加2mL蒸餾水)于新試管中，加入2mL0.6%硫代巴比妥酸(TBA)溶液，混勻并于沸水浴反應(yīng)15min，迅速冷卻后離心，取上清液于532nm、600nm和450nm波長下測吸光度。

丙二醛濃度CMDA(μmol/L)=6.45×(D532-D600)-0.56×D450;

MDA含量/(μmol/gFW)=CMDA(μmol/L)×提取液體積(mL)/植物組織鮮重(g)。


1.2.4Na+、K+離子含量測定
準(zhǔn)確稱取0.100g樣品于50mL三角瓶中，加入硝酸:高氯酸(5:1)混合液20mL，瓶口放一小漏斗，靜置過夜。次日置于電爐上消煮，至液體無色清亮后，繼續(xù)消煮5~10min，取下三角瓶冷卻至室溫。將消煮液少量多次過濾至50mL容量瓶中，待完全冷卻后定容，同時(shí)做空白試驗(yàn)校正溶劑誤差。利用火焰分光光度計(jì)測定標(biāo)準(zhǔn)液和樣品溶液中Na+、K+含量。

 1.3 數(shù)據(jù)處理 

1.3.1耐復(fù)合鹽堿系數(shù)Xj
Xj=復(fù)合鹽堿脅迫測定值/對照測定值(1)

1.3.2各綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)值U(CIj)
U(CIj)=(CIj-CImin)/(CImax-CImin),j=1,2,......n(2)
式中，U(CIj)表示第j個(gè)綜合指標(biāo)隸屬函數(shù)值，CIj表
示第j個(gè)綜合指標(biāo)，CImin和CImax分別表示第j個(gè)綜合指標(biāo)最小值與最大值。

1.3.3各綜合指標(biāo)權(quán)重Wj
Wj=Pj/(P1+P2+......+Pj)(3)
式中，Wj表示第j個(gè)綜合指標(biāo)權(quán)重，Pj表示第j個(gè)綜合指標(biāo)旋轉(zhuǎn)載荷平方和方差百分比。

1.3.4耐鹽堿能力綜合得分D值
D=U(CI1)W1+U(CI2)W2+......+U(CIj)Wj(4)
用MicrosoftExcel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與整理;采用DPS軟件進(jìn)行方差分析，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn);采用SPSS25.0軟件進(jìn)行主成分分析和因子分析。


二、結(jié)果與分析

 2.1 復(fù)合鹽堿脅迫對葡萄砧木生長的影響 
由圖1可知，復(fù)合鹽堿處理導(dǎo)致‘SA15’葉片失綠并伴隨輕微萎蔫;‘SA17’下部葉緣干枯;‘1103P’下部多數(shù)葉片干枯，萎蔫狀況嚴(yán)重。復(fù)合鹽堿脅迫18d后，各株系株高增長量顯著低于對照，‘SA15’‘SA17’和‘1103P’與對照相比分別降低了40.41%、43.59%和64.29%。

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 2.2 復(fù)合鹽堿脅迫對砧木葉片和根MDA含量的影響 
由圖2可知，復(fù)合鹽堿脅迫18d后，葉片和根系中MDA含量均增加，‘SA15’葉片中MDA含量比未處理對照增加75.74%，‘SA17’增加86.94%，‘1103P’增加221.45%。根部MDA變化趨勢與葉片相似。說明‘SA15’和‘SA17’葉片和根部細(xì)胞膜脂過氧化程度較‘1103P’小，受傷害輕。

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 2.3 復(fù)合鹽堿脅迫對葉綠素含量的影響 
由圖3可知，復(fù)合鹽堿脅迫下葉綠素含量顯著降低。其中‘SA15’比未處理對照降低10.03%，‘SA17’降低22.61%，‘1103P’降低25.34%。說明在復(fù)合鹽堿脅迫下，‘SA15’和‘SA17’葉片葉綠素分解速率較‘1103P’小，光合機(jī)構(gòu)對光能的捕獲和轉(zhuǎn)化能力較強(qiáng)。

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 2.4 復(fù)合鹽堿脅迫對各器官Na+、K+含量的影響 
由圖4可知，復(fù)合鹽堿脅迫后，植株各器官Na+含量顯著增加，K+含量降低，‘SA15’葉片和莖Na+含量是對照的1.69倍和4.00倍，‘SA17’是對照的2.69倍和2.65倍，‘1103P’是對照的9.69倍和2.90倍。由此可見，‘SA15’和‘SA17’葉片Na+含量增幅較小，而莖中Na+含量顯著增加，說明大量Na+被截留不能進(jìn)入葉片。

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‘SA15’和‘SA17’在復(fù)合鹽堿脅迫下葉片K+含量與對照相比沒有顯著差異，‘1103P’與對照相比降低61.99%。各株系莖中K+含量與對照相比均有顯著差異，‘SA15’和‘SA17’降幅較‘1103P’小。說明‘SA15’和‘SA17’有助于維持地上部較高的K+含量。

 2.5 ‘SA15’和‘SA17’耐復(fù)合鹽堿能力綜合評價(jià) 
上述6項(xiàng)指標(biāo)無法準(zhǔn)確判斷‘SA15’和‘SA17’的耐復(fù)合鹽堿能力大小，因此就上述復(fù)合鹽堿性各生理指標(biāo)進(jìn)行因子分析，計(jì)算耐鹽堿能力綜合得分。

根據(jù)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，利用公式(1)，列出耐復(fù)合鹽堿系數(shù)(表1)。其中X2、X3和X4三項(xiàng)指標(biāo)的值越小，表明耐復(fù)合鹽堿能力越強(qiáng)，其他指標(biāo)相反，為便于統(tǒng)計(jì)分析，X2、X3和X4的值取負(fù)數(shù)。

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利用SPSS25.0軟件對6個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行因子分析，根據(jù)成分得分系數(shù)矩陣，把6個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)CI1、CI2(Comprehensiveindex,CI)，反映6個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)原始特征參數(shù)的大部分信息。利用公式(2)計(jì)算砧木綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值U(CI)。根據(jù)各綜合指標(biāo)旋轉(zhuǎn)載荷平方和的方差百分比，用公式(3)求出各綜合指標(biāo)的權(quán)重。利用公式(4)計(jì)算綜合評價(jià)值D，對砧木耐復(fù)合鹽堿能力進(jìn)行排序。由表3可以看出，‘SA15’D值最大，‘SA17’次之，‘1103P’最小，由此可以看出耐復(fù)合鹽堿能力SA15>SA17>1103P。

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三、討論與結(jié)論

生長發(fā)育受抑制是植物在鹽堿脅迫下最顯著的生物學(xué)現(xiàn)象。本研究發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合鹽堿脅迫下‘SA15’只有少數(shù)葉片萎蔫，且株高生長量降幅較‘SA17’和‘1103P’小，說明‘SA15’受鹽堿脅迫影響較小。

植物體內(nèi)MDA含量可以反映植物體細(xì)胞膜系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。本研究發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合鹽堿脅迫下砧木‘SA15’和‘SA17’葉片和根部MDA含量增幅較小，‘1103P’增幅較大，表明‘SA15’和‘SA17’在復(fù)合鹽堿脅迫下可較好維持細(xì)胞膜穩(wěn)定，維持正常生長。

復(fù)合鹽堿脅迫下，維持葉片高K+/Na+比是植物耐鹽堿能力重要指標(biāo)。有研究認(rèn)為，非鹽生植物耐鹽堿性的關(guān)鍵在于維持葉片中較低水平的Na+含量，以及對Na+進(jìn)行區(qū)隔化分布。在復(fù)合鹽堿脅迫下，砧木‘SA15’和‘SA17’葉片Na+含量和K+含量沒有顯著變化，而葉柄中積累了大量Na+離子，說明砧木‘SA15’和‘SA17’在組織水平上實(shí)現(xiàn)了Na+區(qū)隔化分布，維持葉片高K+/Na+比?！?103P’在復(fù)合鹽堿脅迫下，葉片K+/Na+比大幅降低，由此可見，‘SA15’和‘SA17’耐鹽堿能力較‘1103P’強(qiáng)。

通過比較單項(xiàng)指標(biāo)很難判斷砧木的耐復(fù)合鹽堿能力大小，因此通過因子分析，使數(shù)據(jù)簡化為幾個(gè)綜合指標(biāo)是一種必要手段。利用各綜合指標(biāo)的權(quán)重和隸屬函數(shù)值計(jì)算得到綜合評價(jià)值D值，通過比較D值來判斷植物耐鹽堿能力。D值分析表明:SA15>SA17>1103P，說明砧木‘SA15’耐復(fù)合鹽堿能力較強(qiáng)，‘SA17’次之，‘1103P’最弱。


轉(zhuǎn)自“中外葡萄與葡萄酒”侵刪


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