耐盐玉米自交系筛选体系的构建与应用

Construction and Application of a Screening System for Salt-Tolerant Maize Inbred Lines

摘要

本研究使用混合盐体系溶液模拟黄河三角洲地下水组成，采用了浓度为150 mM NaCl与Na₂SO₄摩尔比为9∶1的混合盐体系溶液。在玉米苗期，对株高、根长、鲜重、干重以及含水率等指标进行了测定。研究结果显示，盐胁迫对各玉米自交系种质资源样本的生长产生抑制影响，具体表现为抑制株高的增高和根长的增长，同时减少鲜重与干重的积累。而且不同玉米自交系种质资源样本之间的耐盐差异明显。加入了主成分分析和聚类分析方法，将193份玉米自交系种质资源样本划分为抗盐组、耐盐组、敏盐组这三类。其中，耐盐组代表如CIMBL23、CIMBL127等，在盐胁迫下，其株高、根长以及物质积累方面能够保持与对照组相比相对稳健的状态。本研究的结果为耐盐玉米自交系种质资源的筛选工作以及黄河三角洲盐碱地的玉米产业升级与品种改良提供了重要依据，对提高盐碱地玉米种植的产量和品质具有重要意义。

Abstract

This study simulates the groundwater composition of the Yellow River Delta using a mixed-salt system solution, replicating the “chloride-sulfate type” salinity characteristics of local groundwater. A mixed salt solution with a total concentration of 150 mM and a NaCl-to-Na₂SO₄ molar ratio of 9:1 is used. At the maize seedling stage, measurements are taken for plant height, root length, fresh weight, dry weight, and moisture content. These results show that salt stress inhibits the growth of all tested maize inbred germplasm accessions, specifically suppressing increases in plant height and root length, as well as reducing the accumulation of fresh and dry biomass. Meanwhile, distinct differences in salt tolerance are detected among different maize inbred lines. By using principal component analysis (PCA) and cluster analysis, 193 maize inbred germplasm accessions are classified into three groups: salt-resistant, salt-tolerant, and salt-sensitive. Among them, salt-tolerant representatives such as CIMBL23 and CIMBL127 maintain relatively robust plant height, root length and biomass accumulation compared to the control group under salt stress. The findings of this study provide an important scientific basis for screening salt-tolerant maize inbred germplasm resources, and upgrading the maize industry and improving varieties in the saline-alkali soils of the Yellow River Delta, with significant implications for enhancing the yield and quality of maize production in saline-alkali land.

关键词

玉米 / 自交系 / 苗期 / 综合耐盐指数 / 耐盐性

Key words

Maize / inbred lines / seedling stage / comprehensive salt tolerance index / salt tolerance

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基金资助

山东省重点研发计划（农业良种工程）(2023LZGC001)

山东省自然科学基金面上项目(ZR2023MC107)