砧用中国南瓜种子萌发期耐盐性鉴定评价

摘    要：中国南瓜是葫芦科设施蔬菜嫁接生产中的重要砧木，建立中国南瓜砧木萌发期耐盐性鉴定评价体系，对筛选中国南瓜耐盐砧木种质亲本资源、提高黄瓜等设施瓜菜的抗逆性和产量有重要意义。首先确定了中国南瓜萌发期耐盐性最适评价条件为120 mmol·L-1 NaCl，并以65份不同遗传背景的中国南瓜高代自交系种质资源为试验材料，分别测定萌发率、发芽指数、发芽势、初生根长度和下胚轴长度等生长指标，利用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析等方法对中国南瓜种质耐盐性进行综合评价。结果表明，各生长指标的胁迫耐受系数存在广泛变异，多个生长指标经主成分分析降维至3个综合因子，累计方差贡献率达到87.05%。通过隶属函数分析将65份种质的耐盐性分为4类，并从中筛选出德丰C05、砧木4-2等7份种质作为耐盐砧木的亲本材料。研究结果可为中国南瓜优质抗逆砧木品种选育提供理论依据。

关键词：中国南瓜；耐盐性；砧木；综合评价

中图分类号：S642.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）01-026-09

A comprehensive evaluation on salt tolerance of pumpkin （Cucurbita moschata） as rootstock in seed germination stage

ZHANG Meng1， ZHOU Jingming2， MA Wei1， SHU Qin1， DUAN Ying1， WANG Changlin1， 3

（1.Institute of Vegetables and Flowers， Chinese Academy of Agricultural Sciences/State Key Laboratory of Vegetable Biobreeding， Beijing 100081， China; 2.Yueyang Academy of Agricultural Sciences， Yueyang 414000， Hunan， China; 3.China Vegetable Biotechnology（Shouguang）Co.， Ltd.， Shouguang 262700， Shandong， China）

Abstract： Pumpkin（Cucurbita moschata Duch.）is an important rootstock resource in Cucurbitaceae. Establishing an evaluation system of salt tolerance during seed germination can improve the stress resistance and yield of cultivations. In this study， five different concentrations of NaCl were used to evaluate the effect on the growth of seeds during germination and the most appropriate concentration was determined as 120 mmol·L-1 NaCl. Five indices of morphological traits including germination ratio， germination index， germination tendency， primary root length， and hypocotyl length were measured in 65 inbreds deviated from different rootstocks in normal conditions and in 120 mmol·L-1 NaCl treatments. Correlation analysis， principal component analysis and membership functions analysis were combined in the comprehensive evaluation method. A wide variation of morphological indices was reflected among the germplasms. According to principal component analysis， the cumulative variance contribution rate of the first three principal components reached 87.05%. According to the membership function analysis， all the 65 inbred lines were divided into 4 groups and reflected different salt tolerance. Seven of these inbred lines displaying strong salt tolerance including Defeng C05 and Zhenmu 4-2 as the candidate parental lines for rootstock breeding. This study provided a basis theory for cultivar breeding in screening salt tolerance rootstocks in pumpkin.

Key words： Cucurbita moschata; Salt tolerance; Rootstock; Comprehensive evaluation

土壤盐渍化是制约蔬菜作物生产的重要因素之一，设施栽培环境下，由于连作引起土壤离子失衡，造成盐害和渗透胁迫，严重威胁设施栽培蔬菜的品质和产量[1-2]。利用砧木能有效改善植株的抗逆性和抗病性，从而提高设施蔬菜生产效率和经济效益[3-5]。中国南瓜（Cucurbita moschata Duch.）是葫芦科（Cucurbitaceae）南瓜属一年生蔓生草本植物，原产于中美洲地区，在世界范围内广泛栽培。中国南瓜根系发达，是黄瓜、西瓜、甜瓜等瓜类蔬菜嫁接生产中的常用砧木。前人研究表明，选用耐盐性强的砧用中国南瓜品种，能抑制黄瓜幼苗植株Na+浓度、提高叶片光合作用和抗氧化能力，从而降低盐胁迫对产量的影响[6-8]。因此，选育抗盐性强的砧用中国南瓜品种，对提高葫芦科蔬菜的产量和品质具有重要意义。

建立高效而准确的鉴定评价体系是筛选耐盐性种质资源、培育耐盐新品种的前提[9-12]。目前，关于砧用中国南瓜耐盐性筛选及机制研究主要集中于幼苗生长阶段，而对萌发期阶段的研究报道较少[13-15]。采用营养液水培法研究NaCl对植株生长的影响，发现随着NaCl浓度的增加，中国南瓜幼苗植株生长呈现明显的衰弱趋势，叶绿素含量、气孔导度、净光合速率等光合参数表现出先升高后降低的趋势。当NaCl浓度高于100 mmol·L-1时，中国南瓜存活率受到显著抑制[16]。此外，在高浓度NaCl胁迫下，幼苗的盐害指数、脯氨酸含量、可溶性糖含量、电解质渗透率等指标也受到显著影响，这些指标可用于幼苗期耐盐性评价[10，17-18]。

与幼苗期相比，种子萌发阶段是植株最先感知土壤盐胁迫的阶段，也是评价植物耐盐性的重要时期之一[19-20]。在种子萌发期进行种质耐盐性筛选，还具有高通量、鉴定周期短、容易操作等优点[21]。目前砧用中国南瓜萌发期的鉴定评价以耐寒性、耐热性为主，在耐盐性鉴定评价研究方面，王清华等[22]以3个品种砧木南瓜种子为试材，发现盐胁迫对萌发时期的主根长度、侧根数、下胚轴长度及平均鲜质量等指标的影响较为显著 。孙涌栋等[23]对22份南瓜属杂交种进行耐盐性研究，认为隶属函数法可以避免单一指标的片面性，从而较为全面地评价南瓜的耐盐性。尽管隶属函数分析法经常应用于中国南瓜种质的鉴定评价，但对于砧木耐盐性的鉴定评价等相关报道尚不多见，一定程度上限制了砧用南瓜种质耐盐性种质资源的挖掘和利用[23-24]。

笔者以65份砧用中国南瓜种质为试验材料，研究了盐胁迫对种子萌发率、发芽指数、发芽势、初生根长度、下胚轴长度等指标的影响，并利用相关性分析、隶属函数分析和主成分分析对砧用中国南瓜耐盐性进行综合评价，建立砧用中国南瓜种子萌发期耐盐性的鉴定评价体系，以期为砧用中国南瓜种质创新和品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

65份中国南瓜种质来源于4个国家及中国13个省（直辖市），由中国农业科学院蔬菜花卉研究所南瓜育种课题组收集、保存和纯化，除火凤凰（Cmo12）为商业品种外，其他均为6代以上纯合自交系，编号为Cmo01～Cmo65，各种质名称及来源地见表1。

1.2 试验设计

试验于2019年6—8月在中国农业科学院蔬菜花卉研究所试验基地进行。种子萌发试验在一次性无菌培养皿中进行。萌发滤纸、ddH2O、不同浓度的NaCl溶液均在121 ℃条件下进行高压灭菌15 min。选取籽粒饱满的种子，55 ℃温汤浸种20 min后，30 ℃温水浸种5 h，然后在超净工作台上将种子浸泡于75%乙醇进行表面消毒30 s，再用6.5%NaClO消毒液（含有0.5%Triton）振荡消毒15 min，用灭过菌的ddH2O冲洗5～6遍。向培养皿中放入一张灭菌滤纸，以ddH2O为对照，加入NaCl溶液5 mL，将种子用镊子摆放于培养皿内，封口膜密封，在28 ℃催芽箱中按照随机区组排列放置，湿度保持为80%。每个培养皿中放10粒种子，每处理3次重复。种子萌发2 d后，每日统计各处理种子出芽情况，并测定各生长指标。

盐胁迫浓度筛选：以5份中国南瓜高代自交系方城白皮窝瓜（N1）、5Bb040（N2）、5Bb738（N3）、龙洲南瓜（N4）、古县长南瓜（N5）为试材，以ddH2O为对照，60、120、180、240、300 mmol·L-1 NaCl溶液为处理组进行萌发试验。萌发第7天测定种子的萌发率和初生根长度，试验设3次重复。

耐盐性鉴定：以65份砧用中国南瓜种质为试材，以ddH2O处理为对照组，120 mmol·L-1 NaCl溶液为盐胁迫梯度。每个培养皿中放置10粒种子，每份种质播种3个培养皿。种子萌发2～7 d后，对各项生长指标进行测定，试验设2次重复。

1.3 生长指标测定方法

萌发以种孔开裂、胚根伸长至种子长度的一半为发芽标准进行计数。催芽后3～7 d，每隔24 h记录1次种子发芽数，共记录5次。第7天测定初生根长度和下胚轴长度。种子萌发率和发芽指数参照孙洪助等[11]测定方法，并根据第3～5天的萌发数计算发芽势。初生根长度和下胚轴长度均用游标卡尺测定（mm），每处理测定10株。生长指标计算公式如下：

萌发率/%=萌发种子数/种子总数×100；    （1）

相对萌发率/%=处理组萌发种子数/对照组萌发种子数×100；                                                    （2）

相对下胚轴长度/%=处理组下胚轴长度/对照组下胚轴长度×100                                              （3）