18个大白菜品种耐盐性筛选

杨发斌+杨晓刚+薛梦迪+黄晓晨+李博+崔晓晓+李帅+邱念伟+高建伟

摘要： 篩选出白菜的耐盐品种和盐敏感品种是开展白菜耐盐机制和耐盐育种研究的基础。在人工气候室内栽培了18个白菜品种，用100～400 mmol/L NaCl处理1～4周，从生长和光合功能的角度分析了白菜的耐盐性。试验结果显示，在盐处理1周时，随着盐处理浓度升高，18个白菜品种的PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）变化不大，叶绿素含量呈先升高后下降或一直升高趋势；除夏胜外，其他白菜品种即使在400 mmol/L NaCl条件下叶绿素含量仍不低于对照，说明具有较强的耐盐性。盐处理1周时，上述两个指标不易区分不同白菜品种的耐盐性。盐处理4周后，大部分白菜品种在400 mmol/L NaCl条件下死亡，只有迷你黄、天正桔红65、春大强、春大王和高绿1号5个品种存活，属于较耐盐的品种，但其叶片明显变黄；盐敏感品种如抗病黄芯、夏胜和珍宝等在300 mmol/L NaCl条件下叶绿素含量即显著低于对照。盐敏感白菜品种用400 mmol/L NaCl处理1周后光合性能指数（PI）也显著低于对照，而耐盐品种的PI值则大于对照，这一结果与盐处理4周后的叶绿素含量及地上部鲜重结果基本一致。因此用400 mmol/L NaCl作为筛选压力筛选大白菜耐盐性较为适宜；用PI作为筛选参数筛选白菜耐盐性较为灵敏，筛选时间仅需1周，可缩短筛选时间。

关键词：白菜品种；耐盐性；光合功能；筛选指标

中图分类号：S634.1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）03-0031-06

AbstractTo obtain the salt-sensitive varieties and salt-tolerant varieties of Chinese cabbage for the salt tolerance mechanism research and salt tolerance breeding research， the seedlings of eighteen Chinese cabbage varieties were treated with 100～400 mmol/L NaCl for 1～4 weeks in an artificial climate chamber. Their salt tolerance were analyzed from the aspects of growth and photosynthetic function. The results showed that the maximal efficiency of PSⅡphotochemistry （Fv/Fm） of the eighteen Chinese cabbage varieties had no obvious change with the increase of salt concentration after treated for 1 week. The chlorophyll content changed in shape of a parabola or a continuous ascending curve with the increase of NaCl concentration. Except for Xiasheng， the chlorophyll content in the other varieties under 400 mmol/L NaCl were all higher than that of the control group. So these Chinese cabbage varieties had better salt tolerance. But the chlorophyll content and Fv/Fm could not distinguish the salt tolerance of different vareties after only one-week salt treatment.After treated for 4 weeks， most of Chinese cabbage varieties were withered， and only Minihuang， Tianzhengjuhong 65， Chundaqiang， Chundawang and Gaolv 1 survived under 400 mmol/L NaCl. Thus， they had stronger salt tolertance， but their leaves apparently turned yellow. The chlorophyll content of salt-sensitive varieties （Kangbinghuangxin， Xiasheng， Zhenbao） was lower than that of the control group under 300 mmol/L NaCl. After treated for 1 week with 400 mmol/L NaCl， the performance index （PI） of salt-sensitive varieties was larger lower than that of the control group， while that of salt-tolerant varieties was larger. The change rule of PI was similar to those of chlorophyll content and upper ground fresh weight after salt treatment for 4 weeks. So the suitable NaCl concentration for screening salt-tolerant Chinese cabbage was 400 mmol/L. And PI was a very sensitive index for salt tolerance selection of Chinese cabbage， as it only took one week.

KeywordsChinese cabbage varieties； Salt tolerance； Photosynthetic function； Screening index

我国盐碱地总面积约0.33×108 hm2，其中可耕地面积占666.7×104 hm2以上，广泛分布于东北和华北重要农产区、生态脆弱的西北内陆地区以及经济繁荣的沿海地带[1]。由于盐碱地盐浓度过高，不能种植各类农作物而成为荒地。培育耐盐农作物是开发这些盐碱荒地的直接途径。相对于粮食作物，蔬菜的经济价值较高，是开发盐碱地更有前景的农作物。前期研究结果显示，白菜是一种耐盐性相对较好的蔬菜[2]，能够在200 mmol/L NaCl条件下长期生存，可作为开发盐碱地的先锋蔬菜。筛选出耐盐白菜品种和盐敏感白菜品种是开展白菜耐盐育种工作的基础，但由于白菜主要栽培在水肥充足的甜土中，其耐盐性快速筛选方法鲜受关注，仅有几篇从发芽率角度筛选耐盐白菜的报道[3-5]。白菜发芽期间的耐盐性与其在盐碱地中生长能力有很大差异[2]，发芽率结果对白菜的盐碱地栽培往往不具实际参考价值。本研究选用了18个在农业生产中种植范围较广的白菜品种为试验材料，在生长环境较为稳定的人工气候室内模拟盐碱地环境，从白菜幼苗生长和光合能力的角度对白菜的耐盐性进行了筛选，以期为大白菜耐盐机制和耐盐育种研究提供参考。

1材料与方法

1.1试验材料

供试18个白菜（Brassica rapa L.ssp.pekinensis）品种均购自山东省农业科学院种子市场，为方便观察试验结果，根据品种说明书描述的品种特性将其分为4个系列（见表1）。选择籽粒饱满、大小均一的种子，在培养皿内催芽，大约2天后露白，待胚根长至约2 cm时，挑选生长一致的白菜幼苗，移栽至装有干净蛭石的塑料盆内，每盆移栽5株。白菜幼苗生长过程中浇灌完全Hoagland营养液（pH 6.0），所有材料均培养于人工气候室内，培养室温度控制在（22±2）℃，光周期16 h/8 h，光照强度100 μmol/（m2·s），相对湿度30%～50%。

1.2试验设计

当幼苗长至四叶期时开始进行盐处理，以0 mmol/L NaCl为对照，设置4个NaCl浓度梯度（100、200、300、400 mmol/L）处理。NaCl溶液用完全Hoagland营养液配制，每个处理种植5盆。处理1周后测定叶绿素含量和荧光参数，处理4周后测定地上部鲜重和第2次叶绿素含量。

1.3测定项目及方法

1.3.1植株地上部鲜重紧贴土壤表面从根茎结合处将植株剪下，将植株表面的杂物处理干净，除去枯死叶片，迅速称量地上部鲜重。每处理测定15株，取平均值。

1.3.2叶绿素含量叶绿素含量的测定采用邱念伟等[6]的方法，称取白菜叶片100 mg，剪成1 mm宽的细丝，先用二甲基亚砜65℃提取至叶片发白，然后用8 mL 80%丙酮稀释后测定663.6 nm和646.6 nm处的吸光度，叶绿素含量单位为mg/gFW，每个处理重复5次。

1.3.3叶绿素荧光参数白菜幼苗经过充分暗适应后，用便携式植物效率分析仪（Plant Efficiency Analyser， Handy PEA）测定白菜叶片光反应活性。光源强度调整为3 000 μmol/（m2·s）的红光，荧光信号的记录时程为2 s，每个品种白菜不同盐浓度下各测定15个重复。解析叶绿素荧光动力学曲线得到两个重要叶绿素荧光动力学参数：PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）和光合性能指数（PI）[7]。

1.4数据处理

数据采用SPSS 16.0软件进行单因素方差分析，采用LSD法进行多重比较。

2结果与分析

2.1盐处理1周后不同品种白菜叶绿素含量的变化

叶绿素是植物吸收光能进行光合作用的重要物质，其含量常用来衡量植物的健康状况。由表2可知，盐处理1周后，在低盐浓度下（100～300 mmol/L NaCl），除夏胜外，其他白菜品种叶片叶绿素含量均高于对照，且呈先升高后下降的趋势。在400 mmol/L NaCl处理一周后，迷你黄、抗病黄芯的叶绿素含量仍显著高于对照，夏胜叶绿素含量显著低于对照，其他白菜品种与对照差异不显著。叶片在叶色上均比较正常，没有受到显著破坏，此时的叶綠素结果不易区分不同品种间的耐盐性差异。

2.2盐处理1周对不同品种白菜叶绿素荧光参数的影响

植物的光系统Ⅱ（PSⅡ）对各种胁迫均比较敏感，高等植物健康成熟叶片的PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）稳定在0.832左右，若Fv/Fm显著下降则说明植物的光系统受到显著破坏，因此常用Fv/Fm作为衡量植物抗逆性的指标[8]。由表3可见，100～400 mmol/L NaCl处理1周时，18个品种白菜的Fv/Fm数值变化不大，较难区分不同品种的耐盐性，且部分品种的Fv/Fm稍高于对照。说明18个大白菜品种具有较好的耐盐性，在短期（1周）盐处理后仍能有效避免PSⅡ受到伤害。

由表4可见，盐处理1周后，随着NaCl浓度的升高，所有白菜品种的PI值均呈先上升后下降的趋势。当NaCl浓度为100～300 mmol/L时，除金星娃娃菜和夏胜外，其它品种PI值均大于对照，说明盐处理1周时，白菜均能在100～300 mmol/L NaCl条件下有效保护光系统，甚至单位面积的光反应能力显著高于对照。当NaCl浓度为400 mmol/L时，迷你黄、天正桔红65、高绿1号的PI值显著高于对照；金童玉女、春大王的PI值高于对照，但差异不显著；其他品种的PI低于对照。因此，盐处理1周时，从PI值的变化可以观察出不同品种耐盐性差异，但用PI作为筛选参数的可靠性还需长期盐处理试验结果进行验证。

2.3盐处理4周对不同品种白菜地上部鲜重的影响

由于白菜具有较强的耐盐性，短期（1周）盐处理从植株形态上未明显观察到盐胁迫对不同品种白菜的伤害。但盐处理4周后，不同品种白菜耐盐性呈现出显著差异（表5）。随着盐处理浓度的升高，所有白菜的地上部鲜重均急剧下降，在400 mmol/L NaCl条件下，仅有迷你黄、天正桔红65、春大强、春大王和高绿1号5个品种存活，耐盐性较强。在100 mmol/L NaCl条件下，所有白菜品种的地上部鲜重均下降至对照的80%以下；200 mmol/L NaCl条件下的白菜地上部鲜重均下降至对照的60%以下；300 mmol/L NaCl条件下，大部分白菜品种的地上部鲜重下降至对照的30%以下，只有春大王、春大强和高绿1号的地上部鲜重稍高于对照的30%，幼叶仍保持正常绿色，但下层老叶也黄化干枯。因此白菜虽然能够在高盐浓度下存活，但其生长受到显著抑制，属于较耐盐的甜土农作物。

2.4盐处理4周后不同品种白菜叶绿素含量的变化

盐处理4周后，随着盐浓度的升高，白菜叶绿素含量呈先上升后下降的趋势（表6）。在300 mmol/L NaCl处理下，大部分白菜品种的叶绿素含量已显著低于对照，如迷你娃娃菜、爽口娃娃菜、金星娃娃菜等，盐敏感品种在100 mmol/L NaCl条件下的叶绿素含量已经显著低于对照（如金星娃娃菜抗病黄芯和夏胜等），耐盐品种在300 mmol/L NaCl条件下的叶绿素含量仍然高于或不显著低于对照，如金童玉女、迷你黄、天正桔红65、春大强、春大王、高绿1号等。前期研究结果显示，如果白菜继续进行盐处理至2个月时，天正桔红65的叶片也会发黄[2]。因此长期盐处理和短期盐处理对白菜的处理效应显著不同，用叶绿素含量作为筛选指标需要较长时间的盐处理才能区分不同白菜品种的耐盐性。

3讨论与结论

大白菜是我国分布最广、栽培面积最大、产量最高、最大众化的蔬菜品种之一，在我国居民生活中具有非常重要的地位，素有“百菜不如白菜”之说。前期研究结果显示，白菜在100～200 mmol/L NaCl条件下会产生新的生态型，具有特殊的口感和营养价值[2]，培育耐盐白菜在开发盐碱荒地方面具有良好前景。筛选出耐盐白菜品种是研究大白菜耐盐机制和耐盐育种的前期工作，目前人们主要通过发芽率来筛选耐盐白菜[3-5]，这种方法筛选速度快，不同品种间有显著差异，但与大白菜盐碱地栽培结果差距较大，对农业生产不具实际指导意义[9]。如天正桔红65在300 mmol/L NaCl的发芽势为零，幼芽几乎停止生长，但白菜4叶期幼苗在300 mmol/L NaCl条件下可生长2个月。因此本研究用幼苗为试验对象，从生长和光合功能两个角度对18个白菜品种进行了耐盐性筛选[2]。

本研究结果显示，大白菜幼苗用100～400 mmol/L NaCl处理1周时，并未受到明显的伤害，叶绿素含量甚至增加，Fv/Fm维持相对稳定（表2～表4）。处理4周时，部分品种在300～400 mmol/L NaCl条件下叶绿素含量才明显低于对照，而盐敏感农作物低盐浓度处理1周既有明显的受害表现，如玉米用200 mmol/L NaCl处理7天，叶片就明显发黄[10]。以上结果说明白菜具有较好的耐盐性。100～300 mmol/L NaCl处理4周后，大部分白菜均能生存，但生长受到显著抑制（表5），这可能是盐分造成的渗透胁迫导致气孔关闭引起的[2]。只有夏胜在300 mmol/L NaCl处理4周后死亡，该品种应属于对盐胁迫特别敏感的品种。400 mmol/L NaCl处理4周后，大部分白菜品种死亡，说明白菜还不具备类似盐生植物的耐盐能力，盐生植物能够在高盐渍条件下长期存活并完成生活史[11]。部分白菜死亡的原因可能是叶片中积累的盐分过多，超过了叶片的承受能力[2]。供试18个白菜品种中，有5个品种（迷你黄、天正桔红65、春大强、春大王和高绿1号）在400 mmol/L NaCl处理4周后继续存活，属于比较耐盐的品种，其耐盐机制还不清楚，值得深入研究。

采用幼苗鲜重和叶绿素含量筛选耐盐白菜，需要盐处理4周左右才能观察到不同白菜品种间的明显区别，实验周期过长。除发芽率外，其他灵敏可靠的筛选白菜耐盐性的指标还未见报道。叶绿素荧光技术是一种快速、灵敏、无损伤的探测技术，可以反映光系统的结构和功能[7]。本研究采用Fv/Fm和PI两种荧光参数筛选耐盐白菜发现，Fv/Fm在盐处理1周时数据变化较小，虽然处理间也有显著的差异，但Fv/Fm变化結果与鲜重和叶绿素含量筛选结果很不一致，因此不能作为快速筛选大白菜耐盐性的指标。PI是反映植物光合综合性能更为灵敏的指标，与植物光合能力呈正比[12]。本试验结果显示，6种耐盐白菜品种（金童玉女、春大王、春大强、迷你黄、天正桔红65、高绿1号）在400 mmol/L NaCl处理1周时的PI值均大于对照或与对照差异不显著，PI值显著小于对照的白菜品种经400 mmol/L NaCl处理4周后均不能存活。与叶绿素含量筛选白菜耐盐性的结果一致。这两个指标筛选出的6种耐盐白菜只有金童玉女在400 mmol/L NaCl处理4周后死亡，其余均存活；但光合及叶绿素结果证明金童玉女比死亡的其他品种仍具有较好的耐盐性。因此用PI作为筛选大白菜耐盐性的指标是可靠的。该指标仅需用400 mmol/L NaCl处理1周即可区分白菜的耐盐能力，可大大节约筛选时间。由于大白菜的各个品种耐盐性均较强，用400 mmol/L NaCl作为筛选压力较为适宜。上述大白菜耐盐性筛选结果和筛选方法为耐盐白菜的筛选提供了新的资料，也为开展大白菜盐碱地栽培和耐盐育种奠定了基础。

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