97份特色小麦种质资源萌发期耐盐性筛选与鉴定

Screening and Identification of Salt Tolerance of 97 Characteristic Wheat Germplasm Resources at Germination Stage

摘要

为评价97份特色小麦萌发期耐盐性，设置150 mmol·L ⁻¹ NaCl和对照（蒸馏水）处理，采用培养皿培养法，测定第7 d发芽率、芽长、根长、鲜重和干重，利用隶属函数以及主成分分析赋权重法计算综合耐盐指数（D值），并对D值进行聚类分析，评价盐溶液对特色小麦萌发期的影响，筛选耐盐型种质资源。结果表明，盐胁迫导致特色小麦发芽率、芽长、根长、鲜重和干重降低；3个主成分的累计贡献率为92.55%，5个指标与特色小麦萌发期耐盐性关系密切，可以作为特色小麦萌发期耐盐性鉴定的评价指标；不同种质资源耐盐能力差异较大，D值范围为−2.26~4.54；聚类分析将97份材料划分为5个级别，其中高耐盐种质1份，耐盐种质2份，中等耐盐种质10份，盐敏感种质82份和极端盐敏感种质2份。该研究为特色小麦种质资源萌发期规模化耐盐性鉴定和培育耐盐新种质提供了技术体系和基础材料。

Abstract

To evaluate the salt tolerance of 97 characteristic wheat germplasm resources at the germination stage, this study sets up a 150 mmol·L ⁻¹ NaCl treatment and a control (distilled water), and measures the germination rate, bud length, root length, fresh weight, and dry weight on the 7 ^th day using the Petri dish culture method. It calculates the comprehensive salt tolerance index (D-value) by combining the membership function method and weighted principal component analysis (PCA) method. Then this study performs cluster analysis based on the D-values to evaluate the effect of salt solution on the germination of characteristic wheat and to screen for salt-tolerant germplasm resources. The results show that salt stress leads to reductions in the germination rate, bud length, root length, fresh weight, and dry weight of characteristic wheat varieties. The cumulative contribution rate of the three principal components is 92.55%. The five indicators correlate closely with the salt tolerance of characteristic wheat at the germination stage, and can serve as evaluation criteria for assessing salt tolerance in characteristic wheat at the germination stage. The salt tolerance capacity varies significantly among different germplasm resources, with D-values ranging from −2.26 to 4.54. Cluster analysis classifies the 97 characteristic wheat germplasm resources into five grades: one high salt-tolerant germplasm, two salt-tolerant germplasms, ten moderately salt-tolerant germplasms, 82 salt-sensitive germplasms, and two extremely salt-sensitive germplasms. This study provides a technical framework and foundational materials for large-scale salt-tolerance identification of characteristic wheat germplasm resources at the germination stage and for the cultivation of new salt-tolerant varieties.

关键词

小麦 / 种质资源 / 萌发期 / 耐盐性 / 主成分分析 / 聚类分析

Key words

wheat / germplasm resources / germination stage / salt tolerance / principal component analysis / cluster analysis

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基金资助

山东省科技型中小企业创新能力提升工程(2023TSGC0360)

山东省重点研发计划(2023LZGC001)

科技创新2030重大项目子课题(2023ZD0402603)

2024年济南市农业科技攻关项目(GG202403)