陆地棉种质资源种子萌发期耐盐性综合评价

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0368

摘要/Abstract

摘要：

为了解不同基因型陆地棉种质资源的耐盐程度，本研究利用0、50、100、150、200、300 mmol/L浓度的NaCl溶液对40份材料进行盐胁迫处理，测定种子萌发期的相关指标；并采用主成分分析和隶属函数分析对种子萌发期耐盐性进行综合评价。结果表明：（1）高浓度NaCl溶液胁迫下，发芽势、发芽率、下胚轴长、根长和单株鲜物质质量均呈下降趋势。（2）对在A4浓度下发芽率>50%的30份材料进行相关性分析、主成分分析和隶属函数综合评价，得到4份耐盐性强的材料，分别是‘邯8266’、‘日辉棉6号’、‘中R971708’和‘快育2号’。（3）通过聚类分析，在欧氏距离5处，可以将30份材料分为3类，第Ⅰ类有1份为耐盐材料，第Ⅱ类有18份中等耐盐材料；第Ⅲ类有11份敏盐材料。

关键词: 陆地棉, 种质资源, 种子, NaCl溶液, 盐胁迫, 主成分分析, 隶属函数, 聚类分析

Abstract:

In order to understand the salt tolerance of different genotypes of upland cotton germplasm resources, this study subjected 40 samples to salt stress using NaCl solutions with concentrations of 0, 50, 100, 150, 200, and 300 mmol/L, and measured relevant indicators during the seed germination period. Principal component analysis and membership function analysis were used to comprehensively evaluate the salt tolerance of seeds during germination. The results showed that (1) under the stress of high concentration NaCl solution, germination potential, germination rate, hypocotyl length, root length and fresh matter mass per plant all showed a downward trend. (2) Correlation analysis, principal component analysis and membership function comprehensive evaluation were performed on 30 materials with germination rate >50% at A4 concentration, four materials with strong salt tolerance were obtained, namely ‘Han 8266’, ‘Rihui Mian 6’, ‘Zhong R971708’ and ‘Kuaiyu 2’. (3) Through cluster analysis, at the Euclidean distance of 5, the 30 materials could be divided into 3 categories. There were 1 salt-tolerant material in Category I, 18 moderately salt-tolerant materials in Category II, and 11 salt-sensitive materials in Category III.

Key words: upland cotton, seeds, salt stress, principal component analysis, membership function, cluster analysis, germplasm resources, NaCl solution

罗静, 杜珊珊, 孙绘健, 姚青青, 何忠盛, 王东力. 陆地棉种质资源种子萌发期耐盐性综合评价[J]. 中国农学通报, 2025, 41(3): 25-35.

LUO Jing, DU Shanshan, SUN Huijian, YAO Qingqing, HE Zhongsheng, WANG Dongli. Comprehensive Evaluation of Salt Tolerance of Upland Cotton Germplasm at Seeds Germination Stage[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2025, 41(3): 25-35.

图/表 11

参考文献 31

[1]	魏婷婷, 马延东, 郑飞敏. 新疆土壤盐碱化现状及其综合治理对策[J]. 安徽农学通报, 2020, 26(10):107-110.
[2]	WANG Z R, ZHAO G X, GAO M X, et al. Characteristics and spatial variability of saline-alkaline soil degradationin the typical Yellow River Delta area of Kenli County, China[J]. J environ prot, 2014, 5(12):1053-1063.
[3]	LIU L, BAI X G, JIANG Z D. The generic technology identification of saline-alkali land management and improvement based on social network analysis[J]. Cluster com put, 2019, 22(6):13167-13176.
[4]	胡凤仪, 侯献飞, 于月华, 等. 479份芥菜型油菜种质资源萌发期耐盐性综合评价[J]. 中国油料作物学报, 2023, 45(6):1174-1184. doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2023122
[5]	赵作章, 陈劲松, 彭尔瑞, 等. 土壤盐渍化及治理研究进展[J]. 中国农村水利水电, 2023(6):202-208. doi: 10.12396/znsd.221319
[6]	库尼都孜阿依·吐尔汗, 任毅, 颜安, 等. 新疆冬小麦品种萌发期耐盐性综合评价及耐盐种质的筛选[J]. 新疆农业科学, 2020, 57(1):20-31. doi: 10.6048/j.issn.1001-4330.2020.01.003
[7]	陶维旭, 程生海, 冀俊超, 等. 水稻品种资源耐盐性综合评价及耐盐指标筛选[J]. 江苏农业科学, 2022, 50(18):180-187.
[8]	苏秀娟, 徐海江, 邓晓娟, 等. 盐胁迫对海岛棉种子活力的影响[J]. 新疆农业科学, 2020, 57(9):1604-1614. doi: 10.6048/j.issn.1001-4330.2020.09.005
[9]	刘冬梅, 胡卓琪, 喻拥, 等. 盐胁迫对不同棉花品种种子发芽的影响[J]. 商丘师范学院学报, 2020, 36(6):33-36.
[10]	李双男, 郭慧娟, 王晶, 等. 不同盐碱胁迫对棉花种子萌发的影响[J]. 种子, 2018, 37(1):38-45.
[11]	王俊娟, 王德龙, 樊伟莉, 等. 陆地棉萌发至三叶期不同生育阶段耐盐特性[J]. 生态学报, 2011, 31(13):3720-3727.
[12]	文卿琳, 阿曼古丽·肉孜. 盐胁迫对海岛棉种子萌发的影响[J]. 中国种业, 2008(1):39-41.
[13]	李雪源, 王俊铎, 郑巨云, 等. 新疆棉花产业发展与供给侧改革[J]. 中国棉花, 2017, 44(8):1-7. doi: 10.11963/1000-632X.lxylxy.20170815
[14]	戴海芳, 武辉, 阿曼古丽·买买提阿力, 等. 不同基因型棉花苗期耐盐性分析及其鉴定指标筛选[J]. 中国农业科学, 2014, 47(7):1290-1300. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.07.005
[15]	朱莉, 姬振蒙, 任荣荣, 等. 基于隶属函数法的江苏沿海地区羊角椒种子萌发期耐盐碱性综合评价[J]. 蔬菜, 2022, 10:17-23.
[16]	刘文瑜, 李健荣, 杨发荣, 等. 盐胁迫对40份藜麦种质种子萌发的影响及其耐盐性评价[J]. 分子植物育种, 2021, 19(3):983-995.
[17]	高利英, 邓永胜, 韩宗福, 等. 黄淮棉区棉花品种种子萌发期低温耐受性评价[J]. 棉花学报, 2018, 30(6):455-463. doi: 10.11963/1002-7807.glyyyp.20181114
[18]	白灯莎·买买提艾力, 李寒暝, 张少民, 等. 不同棉花品种种子萌发阶段耐盐性综合评价[J]. 新疆农业科学, 2011, 48(1):18-24.
[19]	谢德意, 王惠萍, 王付欣, 等. 盐胁迫对棉花种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 中国棉花, 2000, 27(9):12-13.
[20]	蒋玉蓉, 吕有军, 祝水金. 棉花耐盐机理与盐害控制研究进展[J]. 棉花学报, 2006, 18(4):248-254.
[21]	张国伟, 路海玲, 张雷, 等. 棉花萌发期和苗期耐盐性评价及耐盐指标筛选[J]. 应用生态学报, 2011, 22(8):2045-2053.
[22]	王桂峰, 魏学文, 贾爱琴. 5个棉花品种的耐盐鉴定与筛选试验[J]. 山东农业科学, 2013, 45(10):51-55.
[23]	徐佳陵, 曾文官, 袁延超, 等. 陆地棉种质资源萌发出苗期耐盐性鉴定[J]. 山东农业科学, 2017, 49(9):32-36.
[24]	王兰芬, 武晶, 景蕊莲, 等. 绿豆种质资源苗期抗旱性鉴定[J]. 作物学报, 2015, 41(1):145-153.
[25]	任毅, 颜安, 张芳, 等. 国内外301份小麦品种(系)种子萌发期抗旱性鉴定及评价[J]. 干旱地区农业研究, 2019, 37(3):1-14.
[26]	李衣, 潘磊, 吴华, 等. 60份豇豆品种资源的耐盐能力评判[J]. 植物遗传资源学报, 2016, 17(1):70-77.
[27]	张卫星, 赵致, 柏光晓, 等. 不同基因型玉米自己系的抗旱性研究与评价[J]. 玉米科学, 2007, 15(5):6-11.
[28]	吕有军, 叶武威, 祝水金. 陆地棉种子萌发过程中盐处理对NaCl胁迫的缓解作用[J]. 棉花学报, 2005, 17(4):256-257.
[29]	白旭, 田长彦, 胡明芳, 等. 盐分和温度以及光照对陆地棉种子萌发的影响[J]. 棉花学报, 2006, 18(4):238-241.
[30]	陈蕾太, 孙爱清, 杨敏, 等. 基于小麦种子发芽逆境抗逆指数的种子活力评价[J]. 应用生态学报, 2016, 27(9):2968-2974. doi: 10.13287/j.1001-9332.201609.014
[31]	刘蕾. 新疆土壤盐分的组成和分布特征[J]. 干旱环境监测, 2009, 23(4):227-229.

鉴定指标	浓度	最小值	最大值	平均值	标准偏差	变异系数/%
发芽势/%	A0	78.33	100.00	89.04	6.13	6.89
	A1	66.67	98.33	85.75	7.26	8.47
	A2	56.67	96.67	80.38	10.49	13.05
	A3	23.33	95.00	61.79	18.45	29.86
	A4	3.33	95.00	29.50	24.96	84.61
	A5	0.00	43.33	1.83	7.10	387.98
发芽率/%	A0	83.33	100.00	94.46	4.09	4.33
	A1	83.33	100.00	93.38	3.94	4.22
	A2	76.67	96.67	90.04	5.80	6.44
	A3	68.33	100.00	84.17	7.97	9.47
	A4	11.67	95.00	62.96	20.36	32.34
	A5	0.00	85.00	10.58	16.37	154.73
下胚轴长/cm	A0	6.97	10.91	8.49	0.74	8.72
	A1	7.55	10.64	9.08	0.64	7.05
	A2	6.76	10.29	8.30	0.87	10.48
	A3	3.99	8.62	6.38	1.13	17.71
	A4	0.41	8.59	3.14	1.43	45.54
	A5	0.00	3.27	0.42	0.56	133.33
根长/cm	A0	4.28	11.83	7.82	2.09	26.73
	A1	3.83	11.75	7.07	2.06	29.14
	A2	4.79	10.36	6.67	1.55	23.24
	A3	3.60	8.92	6.07	1.12	18.45
	A4	0.85	7.44	4.21	1.36	32.30
	A5	0.00	4.36	0.92	0.91	98.91
单株鲜物质质量/g	A0	0.3733	0.7143	0.4833	0.0715	14.79
	A1	0.3920	0.7250	0.5265	0.0791	15.02
	A2	0.3630	0.7053	0.4842	0.0804	16.60
	A3	0.2910	0.5550	0.4057	0.0701	17.29
	A4	0.0460	0.5197	0.2643	0.0860	32.54
	A5	0.0000	0.2807	0.0641	0.0613	95.63

鉴定指标	浓度	最小值	最大值	平均值	标准偏差	变异系数/%
发芽势/%	A0	78.33	100.00	89.04	6.13	6.89
	A1	66.67	98.33	85.75	7.26	8.47
	A2	56.67	96.67	80.38	10.49	13.05
	A3	23.33	95.00	61.79	18.45	29.86
	A4	3.33	95.00	29.50	24.96	84.61
	A5	0.00	43.33	1.83	7.10	387.98
发芽率/%	A0	83.33	100.00	94.46	4.09	4.33
	A1	83.33	100.00	93.38	3.94	4.22
	A2	76.67	96.67	90.04	5.80	6.44
	A3	68.33	100.00	84.17	7.97	9.47
	A4	11.67	95.00	62.96	20.36	32.34
	A5	0.00	85.00	10.58	16.37	154.73
下胚轴长/cm	A0	6.97	10.91	8.49	0.74	8.72
	A1	7.55	10.64	9.08	0.64	7.05
	A2	6.76	10.29	8.30	0.87	10.48
	A3	3.99	8.62	6.38	1.13	17.71
	A4	0.41	8.59	3.14	1.43	45.54
	A5	0.00	3.27	0.42	0.56	133.33
根长/cm	A0	4.28	11.83	7.82	2.09	26.73
	A1	3.83	11.75	7.07	2.06	29.14
	A2	4.79	10.36	6.67	1.55	23.24
	A3	3.60	8.92	6.07	1.12	18.45
	A4	0.85	7.44	4.21	1.36	32.30
	A5	0.00	4.36	0.92	0.91	98.91
单株鲜物质质量/g	A0	0.3733	0.7143	0.4833	0.0715	14.79
	A1	0.3920	0.7250	0.5265	0.0791	15.02
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	A3	0.2910	0.5550	0.4057	0.0701	17.29
	A4	0.0460	0.5197	0.2643	0.0860	32.54
	A5	0.0000	0.2807	0.0641	0.0613	95.63

材料名称	发芽势	发芽率	下胚轴长	根长	单株鲜物质质量
中331-33	0.1321	0.9661	0.5296	0.7105	0.6454
中5765	0.4375	0.8182	0.5340	0.7215	0.7117
中833	0.1600	0.6780	0.2976	0.4222	0.5366
中981308	0.0517	0.6610	0.3228	0.6092	0.5980
中AR681-316	0.6491	0.8246	0.3251	0.5724	0.5112
中Arc-308	0.0600	0.7222	0.2287	0.3664	0.4191
中R773-310	0.6604	0.9091	0.4485	0.5709	0.6400
中R773-314	0.3636	0.7586	0.4192	0.7828	0.6369
Ari-327	0.0600	0.5536	0.3333	0.4711	0.5270
中资512	0.7358	0.8148	0.4519	0.8319	0.6247
Ari971	0.4151	0.8070	0.3938	0.8246	0.5370
中078	0.5000	0.8750	0.5020	0.5903	0.7655
中R971708	0.6809	0.8600	0.5458	0.9432	0.7023
M21Bt	0.0909	0.6897	0.2200	0.3499	0.4368
中507145	0.2157	0.6140	0.3225	0.7897	0.4741
中ARR40681	0.5319	0.7692	0.4245	0.5888	0.6097
鲁棉研24号	0.1600	0.5536	0.1926	0.4047	0.4523
冀丰908	0.1455	0.8621	0.3600	0.5000	0.5746
农大棉8号	0.6792	0.8793	0.5508	0.6777	0.6495
晋棉35号	0.4068	0.6271	0.5541	0.5173	0.6208
日辉棉6号	0.8214	0.9107	0.4900	0.9250	0.6964
邯无198	0.7736	0.7931	0.4083	0.5256	0.5521
快育2号	0.7321	0.8772	0.5355	0.8879	0.6278
冀丰4号	0.3571	0.6833	0.4489	0.5743	0.5212
衡棉3号	0.5088	0.8448	0.3415	0.4871	0.6174
冀丰1271	0.1500	0.6667	0.2295	0.3852	0.4529
农大棉12号	0.4792	0.7593	0.5494	0.8057	0.6841
邯8266	1.0179	0.9828	1.0308	1.6963	1.1784
创棉27	0.3137	0.6102	0.3939	0.4957	0.6901
邯818	0.1404	0.7544	0.3597	0.7290	0.6646

材料名称	发芽势	发芽率	下胚轴长	根长	单株鲜物质质量
中331-33	0.1321	0.9661	0.5296	0.7105	0.6454
中5765	0.4375	0.8182	0.5340	0.7215	0.7117
中833	0.1600	0.6780	0.2976	0.4222	0.5366
中981308	0.0517	0.6610	0.3228	0.6092	0.5980
中AR681-316	0.6491	0.8246	0.3251	0.5724	0.5112
中Arc-308	0.0600	0.7222	0.2287	0.3664	0.4191
中R773-310	0.6604	0.9091	0.4485	0.5709	0.6400
中R773-314	0.3636	0.7586	0.4192	0.7828	0.6369
Ari-327	0.0600	0.5536	0.3333	0.4711	0.5270
中资512	0.7358	0.8148	0.4519	0.8319	0.6247
Ari971	0.4151	0.8070	0.3938	0.8246	0.5370
中078	0.5000	0.8750	0.5020	0.5903	0.7655
中R971708	0.6809	0.8600	0.5458	0.9432	0.7023
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中507145	0.2157	0.6140	0.3225	0.7897	0.4741
中ARR40681	0.5319	0.7692	0.4245	0.5888	0.6097
鲁棉研24号	0.1600	0.5536	0.1926	0.4047	0.4523
冀丰908	0.1455	0.8621	0.3600	0.5000	0.5746
农大棉8号	0.6792	0.8793	0.5508	0.6777	0.6495
晋棉35号	0.4068	0.6271	0.5541	0.5173	0.6208
日辉棉6号	0.8214	0.9107	0.4900	0.9250	0.6964
邯无198	0.7736	0.7931	0.4083	0.5256	0.5521
快育2号	0.7321	0.8772	0.5355	0.8879	0.6278
冀丰4号	0.3571	0.6833	0.4489	0.5743	0.5212
衡棉3号	0.5088	0.8448	0.3415	0.4871	0.6174
冀丰1271	0.1500	0.6667	0.2295	0.3852	0.4529
农大棉12号	0.4792	0.7593	0.5494	0.8057	0.6841
邯8266	1.0179	0.9828	1.0308	1.6963	1.1784
创棉27	0.3137	0.6102	0.3939	0.4957	0.6901
邯818	0.1404	0.7544	0.3597	0.7290	0.6646

主成分	特征根	贡献率/%	累积贡献率/%	特征向量
主成分	特征根	贡献率/%	累积贡献率/%	发芽势	发芽率	下胚轴长	根长	单株鲜物质质量
CI₁	3.804	76.086	76.086	0.821	0.772	0.945	0.899	0.913
CI₂	0.586	11.722	87.808	0.343	0.527	-0.211	-0.256	-0.284
CI₃	0.345	6.902	94.710	-0.453	0.353	0.011	-0.022	0.119