甜瓜品系萌发期耐盐性鉴定及筛选

摘    要：为了解不同甜瓜品系的耐盐程度，明确萌发期耐盐性评价指标，采用0、50、100、150、200、250 mmol·L-1 6个浓度梯度的NaCl溶液对8份甜瓜材料进行5 d萌发期盐胁迫处理，筛选出200 mmol·L-1为盐胁迫适宜浓度；用0和200 mmol·L-1 NaCl溶液对213份甜瓜材料进行5 d萌发期胁迫处理，调查各甜瓜材料的发芽势、发芽率、发芽指数、根长、鲜质量、活力指数等6个指标，利用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析、系统聚类等方法对其进行耐盐性评价。研究结果表明，主成分分析法将6个耐盐指标综合为1个主成分，可代表甜瓜耐盐性79.23%的原始数据信息量；发芽率、发芽势、发芽指数、根长为甜瓜萌发期耐盐性材料鉴定的重要指标；可将207份材料分为四个等级，分别为耐盐、较耐盐、盐敏感、盐极敏感材料各39、73、40、55份。研究结果为耐盐甜瓜材料鉴定、培育和耐盐基因挖掘提供材料和方法支撑。

关键词：甜瓜；NaCl胁迫；品种鉴定；萌发期

中图分类号：S652 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）08-034-17

Identification and selection of the salt tolerance of melon varieties at germination stage

LIU Peng， YANG Wenqiang， WANG Chongqi， JIAO Zigao， GAO Chao， SUN Jianlei， DONG Yumei

（Institute of Vegetables， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， Shandong， China）

Abstract： In order to understand the salt tolerance of different melon varieties and clarify the evaluation indicators of salt tolerance during germination， 8 melon varieties were subjected to 5 days of salt stress treatment during germination using NaCl solutions with 6 concentration gradients of 0， 50， 100， 150， 200， and 250 mmol·L-1， and 200 mmol·L-1 was selected as the appropriate concentration for salt stress. 213 varieties were subjected to 5 days germination stress treatment with 0 and 200 mmol·L-1 NaCl solutions and 6 indicators， including germination potential， germination rate， germination index， root length， fresh mass， and vitality index， were investigated for each melon variety. Correlation analysis， principal component analysis， membership function analysis， and systematic clustering were used to evaluate their salt tolerance. The research results indicate that the principal component analysis method integrates 6 salt tolerance indicators into 1 principal component， which can represent 79.23% of the original data information of salt tolerance. Germination rate， germination potential， germination index， and root length are important indicators for identifying salt tolerant varieties during the germination period. 207 materials can be divided into 4 levels successfully， namely 39 salt tolerant， 73 relatively salt tolerant， 40 salt sensitive， and 55 salt extremely sensitive varieties. This study provides material and methodological support for the identification， cultivation， and gene mining of salt tolerant melon varieties.

Key words： Melon; NaCl stress; Variety identification; Germination stage

盐碱地的综合治理与利用是全球性问题。据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，世界盐碱地面积为9.54亿hm2，严重制约农业生产和生态经济发展[1]。我国作为世界第三大盐碱地分布地区，面积约为9913万hm2[2]。甜瓜是世界上重要的园艺作物。我国是甜瓜生产与消费的第一大国，甜瓜产量保持世界第一。甜瓜属于盐敏感型园艺作物，在甜瓜生产中常遭受盐胁迫，危害其产量和品质，盐胁迫已成为制约甜瓜产业可持续发展的重要因素[3]。

种子萌发期是植物生长周期中盐耐受力最差、抗盐碱能力最弱的阶段[4]。盐胁迫影响种子萌发的原因包括两个方面：一是渗透胁迫，种子萌发需要充足的水分，盐胁迫下种子周围环境渗透势降低，阻碍种子吸水膨胀，抑制其萌发；二是离子毒害，大量有害盐离子进入种子内部，影响胚发育，干扰各种生理生化反应[5-6]。盐胁迫会降低种子发芽势、发芽率、萌发活力指数，抑制幼根生长，延缓种子萌发[7]。

目前，关于瓜类耐盐性材料鉴定多以自交系为材料，较少以一代杂交种为试材[8-9]。此外，盐胁迫对作物萌发期影响的研究多以发芽势、发芽率、萌发指数、胚根长为检测指标，刘欣玥等[10]报道盐胁迫下大豆发芽率和胚根长度降低；盐胁迫下绿豆发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数等参数均显著降低[11]，各参数相互影响，在一定程度上降低了鉴定的准确度。相关学者报道120和150 mmol·L-1为西瓜种质筛选的适宜浓度[8-9]，而针对甜瓜种质资源种子萌发期耐盐性鉴定的NaCl适宜浓度仍有待进一步确定。在种质耐盐性评价中，多采用主成分分析、隶属函数法进行综合评价，可有效消除各指标间的相互影响，较好地处理大量的农艺性状数据，提高鉴定准确度，目前在小白菜、南瓜、甜瓜、番茄等多种园艺作物上得到应用[12-15]。笔者对213份甜瓜材料萌发期进行耐盐处理，首先筛选适宜甜瓜耐盐材料评价的NaCl浓度，并通过主成分分析、综合隶属函数和聚类分析对供试材料进行综合评价，比较甜瓜材料的萌发期耐盐性，以期为甜瓜耐盐材料的选择提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

从北京、黑龙江、新疆、甘肃、河北、河南、山东、江苏、台湾等省市地引进不同的甜瓜一代杂交种材料213份，分别来自新疆农业科学院（简称为新疆农科院）、新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所（简称为新疆葡萄瓜果所）、京研益农（北京）种业科技有限公司（简称为京研益农）、山东旭日农业科技有限公司（简称为山东旭日）、山东省农业科学院（简称为山东农科院）、山东省寿光市三木种苗有限公司（简称为山东省寿光市三木）、甘肃省农业科学院（简称为甘肃农科院）、山东高端种业科技开发有限公司（简称为山东高端种业）、江苏丘陵地区镇江农业科学研究所（简称为镇江农科所）、武邑县富农种植专业合作社联合社（简称为武邑富农）、天津科润农业科技股份有限公司（简称为天津科润）、新疆明鑫科鸿农业科技有限责任公司（简称为新疆明鑫科鸿）、黑龙江省景丰农业高新技术开发有限责任公司（简称为黑龙江景丰）、山东晟森农业科技有限公司（简称为山东晟森）、武威安泰达种业有限责任公司（简称为武威安泰达）、宁波丰登种业科技有限公司（简称为宁波丰登）、山东科丰种业有限公司（简称为山东科丰）、北京骄雪种苗科技开发有限公司（简称为北京骄雪）、聊城瑞腾农业科技有限公司（简称为聊城瑞腾）、江苏省农业科学院（简称为江苏农科院）、泰安正泰农业科技有限公司（简称为泰安正泰）、青岛市农业科学研究院（简称为青岛农科院）、开封市农林科学研究院（简称为开封农科院）、中国农业科学院郑州果树研究所（简称为郑州果树所）、宁波市农业科学研究院（简称为宁波农科院）、台湾农友种苗公司（简称为台湾农友）、济南鲁青种苗有限公司（简称为济南鲁青）、河北粒尔田种业有限公司（简称为河北粒尔田）。将收集到的种子放到种子冷藏柜保存备用，具体编号、品种名称、品种类型见表1。

1.2 试验设计

试验于2021年4－7月在山东省农业科学院蔬菜研究所实验室内进行。

适宜甜瓜耐盐材料鉴定的NaCl浓度筛选试验：采用完全随机设计，随机挑选编号为3、4、12、27、53、114、170、207的8份材料作为试验材料，分别为优选瑞丘、黄梦脆、高端玉菇、Cm1029、早熟长久、耀世25、B0528、M395，设置6个NaCl浓度处理，分别为0（蒸馏水对照，CK）、50、100、150、200、250 mmol·L-1，3次重复，每个重复40粒种子，共计5760粒。具体筛选步骤如下：挑选大小均匀的种子放入温度29 ℃、湿度90%的高精度恒温恒湿箱中水浸2 h，取出后甩干表面水分，取40粒放入直径9 cm培养皿中，培养皿下铺双层滤纸，上铺一层滤纸，用移液枪加入各浓度的NaCl溶液5 mL，将培养皿放回恒温恒湿箱中催芽，为保证盐浓度稳定，第3 天更换滤纸。培养过程中每天记录甜瓜发芽种子数，最终统计发芽率、发芽势和发芽指数。

甜瓜材料萌发期耐盐性鉴定试验：采用完全随机设计，以213份甜瓜材料为试验材料，设置2个NaCl浓度处理，分别为0和200 mmol·L-1，3次重复，每个重复20粒种子，共计25 560粒。具体筛选步骤如下：挑选大小均匀的种子放入温度29 ℃、湿度90%的高精度恒温恒湿箱中水浸2 h，取出后甩干表面水分，取20粒放入直径9 cm培养皿中，培养皿下铺双层滤纸，上铺一层滤纸，用移液枪加入各浓度梯度的NaCl溶液5 mL，将培养皿放回恒温恒湿箱中催芽，为保证盐浓度稳定，第3天更换滤纸。培养过程中每天记录不同材料甜瓜发芽种子数，种子露白即发芽，测量发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、鲜质量等指标。

1.3 方法

试验参考刘彤彤等[16]的方法。

统计各材料3个重复每天的种子萌发数，种子露白即为萌发。发芽势/%=前3 d发芽种子数/种子总数×100；发芽率/%=前5 d内发芽种子数/种子总数×100；发芽指数（GI）=∑（Gt/Dt），Gt指t日的发芽数，Dt指相应的发芽日数，发芽指数大小直接体现了种子的活力高低。

根长：在第5天从各重复中随机挑选3粒供试种子测量其根长用精度为0.1 cm的卷尺测量从子叶与胚根连接处到胚根尾部的长度。

鲜质量：利用滤纸反复吸干表面水分后，从各重复中随机挑选3粒供试种子用精度为0.001 g的电子天平称鲜质量。