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土地盐渍化是当今世界环境的严重问题之一[1]。目前，全世界有超过10亿hm2的土地因盐碱度过高而不能被有效利用，且日益加剧，严重制约了全球农业生产和生态环境的可持续发展[2-3]。随着经济的发展和耕地的减少，人们越来越重视对盐碱地的开发和利用。培育耐盐品种是利用和改良盐碱地的有效途径之一，耐盐作物种质资源的筛选、鉴定与评价是开展作物耐盐机理研究和作物耐盐新品种培育的基础[4]。在水稻[5]、大豆[6]、谷子[7]、辣椒[8]、海雀稗[9]和牧草[10]等作物中已开展了大量的种质资源耐盐评价工作，并培育出了盐丰47水稻、鲁苜1号苜蓿等多个耐盐作物新品种，且已进行了大面积的推广示范[11-12]。木豆（Cajanus cajan）起源于印度，非洲、澳大利亚、西印度群岛等热带、亚热带地区均有栽培，在全世界的种植面积约464万hm2[13]。在我国云南、广西、海南、江西和贵州等南方省（区）均有栽培，现有栽培面积约2万hm2[14]。木豆籽含有人体必需的8种氨基酸，是世界六大食用豆类之一；木豆叶片富含蛋白，是优质的蛋白饲料；木豆根系发达、固氮能力强，是理想的植被恢复和土壤改良树种；木豆还具很高的药用价值，如有清热解毒、治疗水痘、疟疾和股骨头坏死等疾病的功效[15]。木豆兼具生态效益、经济效益和社会效益，其开发利用前景很大[16]。在木豆主产区，盐胁迫是制约其种植的重要环境因素之一[17-18]，且不同木豆种质资源间的耐盐性存在较大差异，为此不同木豆种质资源间的耐盐性研究是木豆耐盐机理研究和耐盐新品种培育的重要基础[19-20]。本实验探究木豆发芽期与幼苗期的耐盐性差异，旨在建立木豆种质资源耐盐筛选评价体系，为开展木豆种质资源耐盐评价提供理论依据。
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通过前期田间植物学性状观察，选择植物学性状差异较大且来源不同的5份木豆种质资源作为供试材料（表1）。挑选当年收获的健康、均一、饱满的木豆种子开展耐盐胁迫实验。
表 1 供试木豆材料基本情况
Table 1. Pigeonpea accessions for test
编号 Code 来源地 Origins 主要性状特征 Main traits 来源地气候特点 Climatic characteristics of origins YD1 印度 种子小，叶片小，枝叶密集，晚熟 热带季风气候，年均气温22 ℃以上，干湿季节分明 YN1 中国云南 种子小，叶片大，枝叶密集，晚熟 亚热带高原季风型，年均温度5～24 ℃，干湿季节分明 MD1 缅甸 种子大，叶片小，枝叶稀疏，早熟 热带季风气候，年均气温22～32 ℃，干湿季节分明 GX1 中国广西 种子大，叶片超大，枝叶密集，早熟 亚热带季风气候，年均气温17～22 ℃，干湿季节分明 GD1 中国广东 种子大，叶片小，枝叶稀疏，早熟 亚热带季风气候，年均气温19～24 ℃，干湿季节分明 -
萌发期实验采用培养皿发芽法，每皿放50粒种子，共设6个NaCl胁迫处理（0.15%、0.30%、0.60%、0.90%、1.20%、1.50%NaCl）和1个对照（CK，清水），每处理4次重复，种子均匀摆放在2层滤纸上，加入10 mL不同质量分数的NaCl，置于光照培养箱中。培养条件：25 ℃光照18 h，16 ℃黑暗6 h，湿度85%。每天定时更换NaCl溶液。从第2天起每日定时调查1次发芽率，萌芽时间为6 d。实验结束时记录胚根和胚芽的长度。计算发芽率（GR）和发芽指数（GI）。
$$ GR = \left( {n/N} \right) \times 100\text{%} , $$ 式中GR为发芽率；n代表正常发芽粒数；N代表供试种子数。
$$ GI = {\rm{ }}\Sigma {G_t}/{D_t}, $$ 式中GI为发芽指数；Gt为处理后t日的发芽数；Dt为相应的发芽日数。
苗期试验采用水培法[21]。先用沙培法进行育苗，具体为木豆种子事先用1%HgCl2进行消毒，随后将木豆种子用纯净水清洗5～6次，再将木豆种子用70 ℃水浸种5 min，静置8 h后将木豆种子播种于用无菌水洗涤干净且装好沙子的育苗盘中，在室温条件下培养。待子叶展开后，选择生长状况一致的木豆幼苗，移入1/5强度的霍格兰营养液中培养2 d，再进行NaCl胁迫处理。试验设5个NaCl质量分数处理（0.20%、0.40%、0.60%、0.80%和1.00%NaCl）和1个对照（CK，清水），4次重复，每重复10株。实验期间，每天下午16：00补充清水至实验初始体积，确保培养液中NaCl质量分数相对稳定。NaCl胁迫培养15 d后，采用直接测量法测定株高、单株根鲜质量，单株根干质量和存活株数，计算株高相对生长量（H）和存活率。用模糊数学中的隶属函数值法对木豆资源的耐盐性进行综合评价。
$$ H = {H_t} - {H_0}, $$ 式中，H为株高相对生长量；Ht为处理后的株高；H0为处理前的株高。
$$ Xu = \left( {X-{X_{min}}} \right)/\left( {{X_{max}} - {X_{min}}} \right), $$ 式中，Xu为隶属函数；隶属函数X 表示所有参试材料某一指标的测量值，Xmin 和Xmax 分别为所有参试材料某一指标的最小值和最大值。
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利用IBM SPSS 22.0软件和Microsoft Excel 2019软件对实验数据进行统计分析，确定不同来源木豆种质资源的耐盐能力。以不同NaCl处理的木豆种子发芽率和幼苗存活率为自变量，NaCl处理的质量分数为因变量建立一元二次回归方程，参考文献[22]的方法，以木豆种子50%发芽率和幼苗50%存活率为标准分别计算萌发期和幼苗期木豆NaCl胁迫临界值。
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发芽率实验结果见表2，由表2可见，5份木豆种子的发芽率随着NaCl质量分数的增加均呈显著下降趋势，但不同来源的木豆种子间的发芽率下降幅度不同。在NaCl质量分数为0.15%时，除MD1的发芽率和对照没有显著差异外，GD1、YN1、YD1和GX1的发芽率均显著低于对照。当NaCl质量分数为0.60%时，GD1、MD1和GX1的发芽率高于50%，YD1的发芽率低于50%，而YN1的发芽率低于30%。NaCl质量分数为0.90%时，5份木豆种子的发芽率均低于50%，YD1的发芽率降至25.23%，YN1的发芽率低至10.77%。NaCl质量分数为1.50%时，仅GX1和MD1的发芽率大于10%，GD1和YD1的发芽率仅为8.73%和8.03%，而YN1则完全不发芽。
表 2 不同质量分数NaCl溶液对木豆种子发芽率的影响
Table 2. The effect of NaCl solution with different concentrations on the germination rate of pigeonpea seeds
NaCl/% 发芽率 Germination rate/% GD1 MD1 YN1 YD1 GX1 (CK) 84.97±0.95a 87.50±0.35a 75.80±0.46a 82.07±0.26a 91.67±0.95a 0.15 75.80±0.46b 83.60±0.23a 68.30±0.98b 65.80±2.42b 77.47±2.40b 0.30 57.47±0.49c 74.17±0.49b 54.17±0.50c 55.53±1.47c 63.20±1.85c 0.60 50.30±0.58d 54.50±2.46c 27.47±0.49d 46.80±1.07d 52.20±1.59d 0.90 43.30±0.98e 42.13±1.37d 10.77±0.43e 25.23±0.80e 44.10±1.22e 1.20 19.70±0.91f 26.97±1.97e 4.43±0.44f 14.00±0.87f 32.63±0.96f 1.50 8.73±0.46g 11.60±0.84f 0.00±0.00g 8.03±0.73g 18.03±0.91g 注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05) (LSD)。下同。
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant differences at P<0.05 (LSD). -
发芽指数分析结果见表3，由表3可见，随着NaCl质量分数的提高，5份木豆种子的发芽指数总体呈下降趋势，不同来源的木豆种子间发芽指数的下降幅度不同。NaCl质量分数为0.15%时，GD1、MD1、GX1的发芽指数与对照相比有所下降，但差异不显著，YN1和YD1的发芽指数则显著低于对照。NaCl质量分数为0.30%时，5份木豆种子的发芽指数均显著低于对照，MD1的发芽指数为27.60，明显高于其他4份木豆，YN1的发芽指数低于10。NaCl质量分数为0.60%时，MD1的发芽指数为22.90，YD1的发芽指数分别为10.25，GD1、GX1和YN1的发芽指数均低于10。NaCl质量分数为0.90%～1.20%时，仅MD1的发芽指数为15.83～12.53，其余4份木豆种子的发芽指数均低于10，YN1的发芽指数最低，降至2.13～0.74。当NaCl质量分数为1.50%时，MD1发芽指数为7.83，YD1、GD1和GX1的发芽指数均降至5.0以下，而YN1因不能发芽，所以发芽指数为零。
表 3 不同质量分数NaCl溶液对木豆种子发芽指数的影响
Table 3. The effect of NaCl solution with different concentrations on the germination index of pigeonpea seeds
NaCl/% 发芽指数 Germination Index GD1 MD1 YN1 YD1 GX1 (CK) 20.60±2.43a 35.80±1.77a 17.99±0.70a 28.53±1.07a 29.50±0.60a 0.15 18.90±1.13a 34.63±2.15a 14.03±0.99b 23.64±1.29b 27.23±0.49a 0.30 13.87±0.81b 27.60±0.57b 9.63±0.49c 15.95±1.47c 13.13±2.46b 0.60 9.70±0.84c 22.90±1.62c 5.69±1.37d 10.25±0.56d 8.97±1.71c 0.90 6.17±0.35d 15.83±2.11d 2.13±0.20e 7.13±0.23e 7.67±0.69cd 1.20 4.87±0.18d 12.53±0.35d 0.74±0.08e 3.83±0.43f 4.53±0.54de 1.50 3.17±0.26d 7.83±0.90e 0.00±0.00g 2.20±0.21f 2.93±0.12e -
在不同NaCl质量分数条件下对不同木豆种子的胚根长度进行测量，结果表明：木豆种子胚根生长受NaCl质量分数抑制明显，不同木豆胚根生长受抑制程度不同（表4）。当NaCl质量分数为0.15%时，GX1和GD1的胚根长度略大于对照，但差异不显著，而MD1、YN1和YD1的胚根长度均显著小于对照；NaCl质量分数为0.30%时，除GX1的胚根长度和对照相当外，其他4份木豆种子的胚根长度均显著小于对照；当NaCl质量分数达到0.60%时，5份木豆的胚根长度均显著小于对照，木豆种子胚根的生长受到明显抑制，其中YN1的胚根长度仅为2.20 mm；当NaCl质量分数高于0.90%时，木豆种子胚根受到严重抑制，生长缓慢。
表 4 不同质量分数NaCl溶液对木豆胚根生长的影响
Table 4. The effect of NaCl solution with different concentrations on the growth of pigeonpea radicle
NaCl/% 胚根长度 Radicle length/mm GD1 MD1 YN1 YD1 GX1 （CK） 12.50±1.21a 13.30±0.66a 8.43±0.67a 11.13±0.22a 9.87±0.47a 0.15 12.80±1.45a 9.97±0.78b 5.63±0.32b 9.13±0.15b 10.63±2.70a 0.30 8.43±1.07b 7.37±0.07c 4.37±0.18c 8.23±0.09c 9.30±0.20a 0.60 4.33±0.66c 5.30±0.06d 2.20±0.11d 5.53±0.12d 4.47±0.52b 0.90 3.00±0.15cd 3.23±0.38e 1.13±0.03e 4.07±0.14e 3.23±0.18b 1.20 2.00±0.06cd 2.10±0.12ef 0.93±0.04e 2.90±0.12f 2.27±0.09b 1.50 1.27±0.09d 1.27±0.27f 0.00±0.00f 2.10±0.12g 1.67±0.09b -
在不同NaCl质量分数条件下对不同木豆种子的胚芽长度进行测量，结果表明：木豆种子胚芽生长受NaCl质量分数抑制作用明显，不同木豆胚芽生长受抑制程度不同（表5）。当NaCl质量分数为0.15%时，GD1和YD1的胚芽略长于对照，GX1的胚芽略短于对照，但差异均不显著，而MD1和YN1的胚芽则显著短于对照，其中YN1胚芽长度仅为对照的50%；当NaCl质量分数为0.30%时，5份木豆的胚芽长度都显著短于对照，木豆种子胚芽的生长受到明显抑制；NaCl质量分数为0.60%～1.20%时，5份木豆的胚芽生长进一步被抑制，胚芽长度在不同NaCl质量分数之间没有显著差异；当NaCl质量分数为1.50%时，木豆种子胚芽受到严重抑制，生长缓慢。
表 5 不同质量分数NaCl溶液对木豆胚芽生长的影响
Table 5. The effect of NaCl solution with different concentrations on the growth of pigeonpea plumule
NaCl/% 胚芽长度 Plumule length/mm GD1 MD1 YN1 YD1 GX1 （CK） 9.53±0.67a 16.57±2.17a 6.23±0.61a 9.67±0.81a 12.10±1.06a 0.15 10.20±1.22a 10.77±1.77b 3.11±0.35b 10.33±0.23a 11.23±0.37a 0.30 3.97±0.72b 7.03±1.02c 1.57±0.12c 7.20±0.15b 8.30±0.21b 0.60 1.93±0.09c 3.27±0.97d 1.20±0.06c 1.93±0.09cd 6.73±0.23c 0.90 1.37±0.09c 1.80±0.15d 0.80±0.06cd 1.63±0.03cd 5.83±0.32c 1.20 0.90±0.06c 1.30±0.06d 0.70±0.06cd 1.20±0.06d 4.37±0.12d 1.50 0.53±0.09d 0.87±0.12d 0.00±0.00e 0.80±0.06d 2.90±0.11e -
通过水培试验，在不同NaCl质量分数条件下测定木豆幼苗根的鲜质量和干质量，结果表明，NaCl胁迫对木豆幼苗根生长显著抑制，根鲜质量和干质量均随着NaCl质量分数的增加不断减小（表6）。当NaCl质量分数为0.20%时，GX1和MD1木豆单株根鲜干质量均有所下降，但和对照相比差异不显著，GD1、YD1和YN1的单株根鲜、干质量均显著低于对照；当NaCl质量分数为0.40%时，5份木豆单株根鲜质量均显著低于对照，除MD1单株根干质量与对照差异不显著，其他4份单株根干质量均显著低于对照。当NaCl质量分数大于0.60%时，5份木豆单株根鲜、干质量均显著低于对照，根生长严重受抑制。
表 6 NaCl胁迫对木豆幼苗根生长的影响
Table 6. The effect of NaCl stress on the root growth of pigeonpea seedlings
NaCl/% 编号
Code单株根鲜质量
Root fresh mass
per plant/g单株根干质量
Root dry mass
per plant/g（CK） MD1 0.515±0.083a 0.057±0.004a YD1 0.670±0.048a 0.050±0.002a GX1 0.050±0.002a 0.056±0.005a YN1 0.553±0.077a 0.053±0.003a GD1 0.533±0.028a 0.051±0.003a 0.20 MD1 0.522±0.074a 0.052±0.003a YD1 0.455±0.084b 0.044±0.031b GX1 0.521±0.074a 0.053±0.004a YN1 0.388±0.043b 0.037±0.003b GD1 0.477±0.065b 0.046±0.005b 0.40 MD1 0.481±0.081b 0.050±0.004a YD1 0.425±0.072b 0.042±0.003c GX1 0.474±0.053b 0.046±0.005b YN1 0.285±0.062c 0.027±0.003c GD1 0.413±0.063c 0.040±0.003c 0.60 MD1 0.388±0.092c 0.038±0.003b YD1 0.321±0.083c 0.030±0.003d GX1 0.385±0.062c 0.040±0.004c YN1 0.194±0.062d 0.019±0.004d GD1 0.377±0.044d 0.038±0.003d 0.80 MD1 0.378±0.062c 0.037±0.004b YD1 0.223±0.062d 0.021±0.003e GX1 0.252±0.074d 0.026±0.003d YN1 0.132±0.035e 0.013±0.004e GD1 0.277±0.052e 0.027±0.003e 1.00 MD1 0.292±0.051d 0.031±0.003e YD1 0.124±0.072e 0.010±0.003f GX1 0.177±0.061e 0.019±0.004e YN1 0.112±0.032e 0.011±0.003e GD1 0.205±0.050f 0.020±0.002f -
木豆幼苗株高相对生长量分析结果（表7）表明，NaCl胁迫对木豆幼苗地上部生长显著抑制，株高相对生长量随着NaCl质量分数增加显著降低。当NaCl质量分数为0.20%～0.40%时，5份木豆幼苗地上部生长缓慢，其株高相对生长量均显著低于对照；当NaCl质量分数为0.60%时，MD1、GX1和GD1幼苗地上部缓慢生长，YD1和YN1幼苗地上部生长完全被抑制，株高相对生长量为零；当NaCl质量分数为0.80%时，MD1和GX1幼苗地上部仍缓慢生长，而GD1、YD1和YN1幼苗地上部生长完全被抑制，株高相对生长量为零；当NaCl质量分数为0.80%时，5份木豆幼苗株高相对生长量均为零，地上部生长完全被抑制。
表 7 NaCl胁迫对木豆幼苗株高相对生长量的影响
Table 7. The effects of NaCl stress on relative growth of plant height of pigeonpea seedlings
NaCl/% 株高相对生长量 Relative growth of plant height/cm MD1 YD1 GX1 YN1 GD1 （CK） 4.98±0.11a 3.75±0.32a 6.55±0.54a 3.58±0.34a 6.55±0.43a 0.20 2.45±0.08b 2.05±0.21b 2.10±0.43b 0.57±0.043b 2.28±0.37b 0.40 1.58±0.15c 0.13±0.02c 1.10±0.21c 0.30±0.02c 1.23±0.21c 0.60 1.25±0.04c 0.00±0.00d 0.55±0.07d 0.00±0.00d 0.65±0.09d 0.80 0.35±0.01d 0.00±0.00d 0.28±0.03e 0.00±0.00d 0.00±0.00e 1.00 0.00±0.00e 0.00±0.00d 0.00±0.00f 0.00±0.00d 0.00±0.00e -
木豆幼苗存活率分析结果（表8）表明，随NaCl质量分数增加木豆幼苗存活率显著降低，不同木豆成活率下降幅度差异较大。当NaCl质量分数为0.20%时，5份木豆幼苗的存活率均显著下降，但MD1和GX1的存活率下降相对较小，YD1的存活率下降最大，降至50.33%左右；当NaCl质量分数为0.40%时，5份木豆幼苗的存活率均进一步下降，YD1和YN1幼苗的存活率分别降至25.20%和35.53%，其他幼苗的存活率在58%以上；当NaCl质量分数为0.60%时，MD1、GX1和GD1幼苗存活率均降至35%左右，YN1的存活率仅为5.07%左右，而YD1则全部死亡；当NaCl质量分数为0.80%时，MD1幼苗存活率降至15.73%，GX1和GD1的存活率分别仅为6.93%和5.73%，YD1和YN1幼苗则全部死亡；当NaCl质量分数为1.00%时，5份木豆幼苗均全部死亡。
表 8 NaCl胁迫对木豆幼苗成活率的影响
Table 8. The effect of NaCl stress on the survival rate of pigeonpea seedlings
NaCl/% 成活率 Survival rate/% MD1 YD1 GX1 YN1 GD1 （CK） 99.47±0.35a 96.93±0.35a 99.33±0.35a 99.13±0.18a 97.60±0.42a 0.20 90.33±0.44b 50.33±0.47b 85.87±0.24b 76.47±0.41b 78.80±0.23b 0.40 65.50±0.41c 25.20±0.50c 59.87±0.29c 35.53±0.53c 58.80±0.23c 0.60 35.53±0.55d 0.00±0.00d 35.73±0.73d 5.07±0.33d 35.53±0.48d 0.80 15.73±0.64e 0.00±0.00d 6.93±0.24e 0.00±0.00e 5.73±0.90e 1.00 0.00±0.00f 0.00±0.00d 0.00±0.00f 0.00±0.00e 0.00±0.00f -
对种子萌发期的发芽率、发芽指数、胚根长度和胚芽长度及幼苗期的单株根鲜质量、单株根干质量、株高相对生长量和成活率进行隶属函数分析 (表 9，表10)。通过对隶属均值的比较可以得出在萌发期5份不同来源木豆种子的耐盐能力依次为MD1>GX1>YD1>GD1>YN1，幼苗期的耐盐能力依次为MD1>GX1>GD1>YD1>YN1，MD1和GX1为耐盐种质，YD1和YN1为盐敏感种质。
表 9 木豆种子萌发期耐盐性综合评价
Table 9. Comprehensive evaluation of salt tolerance of pigeonpea seeds at the germination stage
编号
Code萌发期耐盐隶属值 Salt tolerance value during germination stage 发芽率/%
Germination rate/%发芽指数
Germination Index胚根长度/cm
Radicle length/cm胚芽长度/cm
Plumule length/cm隶属值均值
Mean membership valueGD1 0.847 0.233 0.640 0.132 0.463 MD1 1.000 1.000 0.931 0.493 0.856 YN1 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 YD1 0.715 0.264 1.000 0.132 0.528 GX1 0.915 0.191 0.682 1.000 0.697 表 10 木豆幼苗期耐盐性综合评价
Table 10. Comprehensive evaluation of salt tolerance of pigeonpea at the seedling stage
编号
Code幼苗期耐盐隶属值 Salt tolerance membership value at seedling stage 单株根鲜质量/g
Root fresh mass
per plant/g单株根干质量/g
Root dry mass
per plant/g株高相对生长量/cm
Relative growth of
plant height/cm成活率/%
Survival
rate/%隶属值均值
Mean membership
valueMD1 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 YD1 0.714 0.652 0.000 0.000 0.342 GX1 0.964 0.826 0.669 0.860 0.830 YN1 0.000 0.000 0.117 0.256 0.093 GD1 0.648 0.565 0.759 0.834 0.702 -
通过建立一元二次回归方程计算木豆萌发期及幼苗期NaCl胁迫临界值（表11）。萌发期以50%发芽率为标准，确定5份木豆种子NaCl胁迫临界质量分数值范围为0.377%～0.748 %，平均为0.605%。不同木豆种子的NaCl胁迫临界值不同，其中GX1和MD1种子的临界值较大，分别为0.748%和0.744%，YN1种子的临界值最小。幼苗期以50%存活率为标准，确定5份木豆幼苗NaCl胁迫临界值为0.275%～0.510 %，平均为0.420%。不同木豆幼苗的NaCl胁迫临界值差异较大，其中MD1和GX1幼苗的临界值较大，分别为0.510%和0.481%，YD1和YN1幼苗的临界值较小，分别为0.275%和0.371%。
表 11 木豆NaCl胁迫临界质量分数的确定
Table 11. Determination of critical concentration of NaCl stress for pigeonpea accessions
编号
Code萌发期临界质量分数/%
Critical concentration at
the germination stage/%幼苗期临界质量分数/%
Critical concentration at
the seedling stage/%GD1 0.636 0.462 MD1 0.744 0.510 YN1 0.377 0.371 YD1 0.510 0.275 GX1 0.748 0.481 平均 0.605 0.420 -
植物的耐盐性是随发育时期而变化的，其中种子萌发期和幼苗期是对盐分最敏感时期，因此，在种质资源耐盐性筛选评价时一般选择在这2个时期进行[23]。本研究结果显示，5份不同来源木豆种质资源在萌发期不同质量分数NaCl处理下的发芽率、发芽指数、胚根长度和胚芽长度均随NaCl质量分数的增大而减小，这与相关研究结果[20]基本一致。当NaCl质量分数为0.60%时，木豆种子萌发相关的各项指标均急剧下降，且在不同木豆种质间表现出显著差异。以50%发芽率为标准，通过回归方程计算出5份木豆种子萌发期的NaCl胁迫临界质量分数值为0.605%，而在幼苗期，5份不同来源木豆种质资源在不同NaCl质量分数处理下的单株根鲜/干质量、株高相对生长量和存活率均随NaCl质量分数的增大而减小。当NaCl质量分数为0.40%～0.60%时，木豆幼苗的各项指标均急剧下降，且在不同木豆种质间表现出显著差异。以50%存活率为标准，通过回归方程计算出木豆幼苗NaCl胁迫临界质量分数值0.420%。因此，0.605% 、0.420%NaCl分别为种子萌发期和幼苗期开展木豆耐盐性评价的适宜质量分数。
植物的耐盐性状为多基因控制的数量性状，不同耐盐基因的表达时期存在差异，所以不同发育时期植物的耐盐性也存在差异[24]。本研究通过观测不同NaCl胁迫处理对5份不同来源木豆种子发芽及幼苗生长的影响，采用隶属函数法对木豆种质资源进行耐盐性综合评价发现，在不同时期5份木豆种质资源的耐盐能力强弱顺序并不完全一致，这可能是由于木豆不同生长发育阶段的耐盐性受不同的耐盐基因调控。这与小麦[25]、番茄[26]、黄瓜[27]、豇豆[28]等多种作物种质资源在种子萌发期和幼苗期耐盐性存在差别的结果类似。如董志刚等[26]发现在芽苗期和幼苗期耐盐和中等耐盐番茄材料相同率为53.85%；方先文等[29]发现芽期耐盐水稻品种在苗期耐盐性较差，而筛选出的苗期极端耐盐水稻品种在芽期受到高质量分数盐溶液的极显著抑制。所以, 在进行作物种质资源耐盐性评价筛选时, 要以多个生长发育阶段鉴定结果作为耐盐依据才能真实反映其耐盐能力。
本研究的5份木豆种质资源在不同质量分数NaCl溶液处理下的种子萌发特性和幼苗生长状况，采用隶属函数法鉴定出耐盐木豆种质MD1和GX1，盐敏感种质YN1。确定不同来源木豆种子萌发期和幼苗期NaCl胁迫临界值分别为0.377%～0.748%和0.275%～0.510%。
Effects of NaCl Stress on Seed Germination and Seedling Growth of Pigeonpea Accessions from Different Origins
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摘要: 为研究NaCl胁迫对木豆种子发芽及幼苗生长的影响，采用不同质量分数NaCl溶液对5份分别来源于印度（YD1）、缅甸（MD1）、云南（YN1）、广西（GX1）和广东（GD1）的木豆种子和幼苗进行胁迫处理。分别采用培养皿发芽法和水培法，设置不同质量分数的NaCl处理，通过观测木豆种子萌发特性和幼苗生长状况，分析NaCl胁迫对木豆种子萌发和幼苗生长的影响，并通过隶属函数分析对木豆耐盐性进行综合评价，计算木豆NaCl胁迫的临界值。结果表明：在萌发期，NaCl胁迫抑制种子萌发及生长，5份木豆种质资源耐盐能力强弱次序为MD1>GX1>YD1>GD1>YN1。幼苗期，随NaCl质量分数增大，木豆幼苗地上及地下部生长均被显著抑制，5份木豆耐盐能力强弱次序为MD1>GX1>GD1>YD1>YN1。在种子萌发期和幼苗期，5份不同木豆耐盐能力强弱次序并不完全一致，MD1和GX1为耐盐种质，YN1为盐敏感种质。萌发期和幼苗期，5份木豆NaCl胁迫临界值范围分别为0.377%～0.748%和0.275%～0.510%。Abstract: An attempt was made to analyze the effect of salt stress on seed germination and seedling growth of pigeonpea (Cajanus cajan). Seeds and seedlings of 5 pigeonpea accessions collected from India (YD1), Myanmar (MD1), Yunnan (YN1), Guangxi (GX1) and Guangdong (GD1) were treated with NaCl solution at different concentrations to observe their seed germination and seedling growth, and theirThe salt tolerance was evaluated by membership function method. The critical concentrations of NaCl stress for different pigeonpea accessions were determined at the germination and seedling stages. The seed germination and growth were found to be inhibited by NaCl stress at the germination stage, and the salt tolerance of 5 different pigeonpea accessions at the germination stage was in the order of MD1 > GX1 >YD1 > GD1 > YN1. The aboveground and underground growth of pigeonpea seedlings were significantly inhibited with the increase of NaCl concentration at the seedling stage, and the salt tolerance of 5 different pigeonpea accessions at the seedling stage was in the order of MD1 > GX1 > GD1 > YD1 > YN1. The salt tolerance of different pigeonpea accessions at the seed germination stage was not completely consistent with that at the seedling stage. The results showed that MD1 and GX1 were salt-tolerant while YN1 was salt-sensitive. The critical NaCl concentrations for the 5 pigeonpea accessions at the germination and seedling stages were 0.377%−0.748% and 0.275 %−0.510%, respectively. This might provide an important information for screening and evaluation of pigeonpea germplasm and breeding of new salt-tolerant pigeonpea varieties.
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Key words:
- pigeonpea /
- seed germination /
- salt stress /
- critical concentration /
- salt tolerance evaluation
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表 1 供试木豆材料基本情况
Table 1 Pigeonpea accessions for test
编号 Code 来源地 Origins 主要性状特征 Main traits 来源地气候特点 Climatic characteristics of origins YD1 印度 种子小，叶片小，枝叶密集，晚熟 热带季风气候，年均气温22 ℃以上，干湿季节分明 YN1 中国云南 种子小，叶片大，枝叶密集，晚熟 亚热带高原季风型，年均温度5～24 ℃，干湿季节分明 MD1 缅甸 种子大，叶片小，枝叶稀疏，早熟 热带季风气候，年均气温22～32 ℃，干湿季节分明 GX1 中国广西 种子大，叶片超大，枝叶密集，早熟 亚热带季风气候，年均气温17～22 ℃，干湿季节分明 GD1 中国广东 种子大，叶片小，枝叶稀疏，早熟 亚热带季风气候，年均气温19～24 ℃，干湿季节分明 
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表 2 不同质量分数NaCl溶液对木豆种子发芽率的影响
Table 2 The effect of NaCl solution with different concentrations on the germination rate of pigeonpea seeds
NaCl/% 发芽率 Germination rate/% GD1 MD1 YN1 YD1 GX1 (CK) 84.97±0.95a 87.50±0.35a 75.80±0.46a 82.07±0.26a 91.67±0.95a 0.15 75.80±0.46b 83.60±0.23a 68.30±0.98b 65.80±2.42b 77.47±2.40b 0.30 57.47±0.49c 74.17±0.49b 54.17±0.50c 55.53±1.47c 63.20±1.85c 0.60 50.30±0.58d 54.50±2.46c 27.47±0.49d 46.80±1.07d 52.20±1.59d 0.90 43.30±0.98e 42.13±1.37d 10.77±0.43e 25.23±0.80e 44.10±1.22e 1.20 19.70±0.91f 26.97±1.97e 4.43±0.44f 14.00±0.87f 32.63±0.96f 1.50 8.73±0.46g 11.60±0.84f 0.00±0.00g 8.03±0.73g 18.03±0.91g 注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05) (LSD)。下同。
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant differences at P<0.05 (LSD).
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表 3 不同质量分数NaCl溶液对木豆种子发芽指数的影响
Table 3 The effect of NaCl solution with different concentrations on the germination index of pigeonpea seeds
NaCl/% 发芽指数 Germination Index GD1 MD1 YN1 YD1 GX1 (CK) 20.60±2.43a 35.80±1.77a 17.99±0.70a 28.53±1.07a 29.50±0.60a 0.15 18.90±1.13a 34.63±2.15a 14.03±0.99b 23.64±1.29b 27.23±0.49a 0.30 13.87±0.81b 27.60±0.57b 9.63±0.49c 15.95±1.47c 13.13±2.46b 0.60 9.70±0.84c 22.90±1.62c 5.69±1.37d 10.25±0.56d 8.97±1.71c 0.90 6.17±0.35d 15.83±2.11d 2.13±0.20e 7.13±0.23e 7.67±0.69cd 1.20 4.87±0.18d 12.53±0.35d 0.74±0.08e 3.83±0.43f 4.53±0.54de 1.50 3.17±0.26d 7.83±0.90e 0.00±0.00g 2.20±0.21f 2.93±0.12e
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表 4 不同质量分数NaCl溶液对木豆胚根生长的影响
Table 4 The effect of NaCl solution with different concentrations on the growth of pigeonpea radicle
NaCl/% 胚根长度 Radicle length/mm GD1 MD1 YN1 YD1 GX1 （CK） 12.50±1.21a 13.30±0.66a 8.43±0.67a 11.13±0.22a 9.87±0.47a 0.15 12.80±1.45a 9.97±0.78b 5.63±0.32b 9.13±0.15b 10.63±2.70a 0.30 8.43±1.07b 7.37±0.07c 4.37±0.18c 8.23±0.09c 9.30±0.20a 0.60 4.33±0.66c 5.30±0.06d 2.20±0.11d 5.53±0.12d 4.47±0.52b 0.90 3.00±0.15cd 3.23±0.38e 1.13±0.03e 4.07±0.14e 3.23±0.18b 1.20 2.00±0.06cd 2.10±0.12ef 0.93±0.04e 2.90±0.12f 2.27±0.09b 1.50 1.27±0.09d 1.27±0.27f 0.00±0.00f 2.10±0.12g 1.67±0.09b
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表 5 不同质量分数NaCl溶液对木豆胚芽生长的影响
Table 5 The effect of NaCl solution with different concentrations on the growth of pigeonpea plumule
NaCl/% 胚芽长度 Plumule length/mm GD1 MD1 YN1 YD1 GX1 （CK） 9.53±0.67a 16.57±2.17a 6.23±0.61a 9.67±0.81a 12.10±1.06a 0.15 10.20±1.22a 10.77±1.77b 3.11±0.35b 10.33±0.23a 11.23±0.37a 0.30 3.97±0.72b 7.03±1.02c 1.57±0.12c 7.20±0.15b 8.30±0.21b 0.60 1.93±0.09c 3.27±0.97d 1.20±0.06c 1.93±0.09cd 6.73±0.23c 0.90 1.37±0.09c 1.80±0.15d 0.80±0.06cd 1.63±0.03cd 5.83±0.32c 1.20 0.90±0.06c 1.30±0.06d 0.70±0.06cd 1.20±0.06d 4.37±0.12d 1.50 0.53±0.09d 0.87±0.12d 0.00±0.00e 0.80±0.06d 2.90±0.11e
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表 6 NaCl胁迫对木豆幼苗根生长的影响
Table 6 The effect of NaCl stress on the root growth of pigeonpea seedlings
NaCl/% 编号
Code单株根鲜质量
Root fresh mass
per plant/g单株根干质量
Root dry mass
per plant/g（CK） MD1 0.515±0.083a 0.057±0.004a YD1 0.670±0.048a 0.050±0.002a GX1 0.050±0.002a 0.056±0.005a YN1 0.553±0.077a 0.053±0.003a GD1 0.533±0.028a 0.051±0.003a 0.20 MD1 0.522±0.074a 0.052±0.003a YD1 0.455±0.084b 0.044±0.031b GX1 0.521±0.074a 0.053±0.004a YN1 0.388±0.043b 0.037±0.003b GD1 0.477±0.065b 0.046±0.005b 0.40 MD1 0.481±0.081b 0.050±0.004a YD1 0.425±0.072b 0.042±0.003c GX1 0.474±0.053b 0.046±0.005b YN1 0.285±0.062c 0.027±0.003c GD1 0.413±0.063c 0.040±0.003c 0.60 MD1 0.388±0.092c 0.038±0.003b YD1 0.321±0.083c 0.030±0.003d GX1 0.385±0.062c 0.040±0.004c YN1 0.194±0.062d 0.019±0.004d GD1 0.377±0.044d 0.038±0.003d 0.80 MD1 0.378±0.062c 0.037±0.004b YD1 0.223±0.062d 0.021±0.003e GX1 0.252±0.074d 0.026±0.003d YN1 0.132±0.035e 0.013±0.004e GD1 0.277±0.052e 0.027±0.003e 1.00 MD1 0.292±0.051d 0.031±0.003e YD1 0.124±0.072e 0.010±0.003f GX1 0.177±0.061e 0.019±0.004e YN1 0.112±0.032e 0.011±0.003e GD1 0.205±0.050f 0.020±0.002f
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表 7 NaCl胁迫对木豆幼苗株高相对生长量的影响
Table 7 The effects of NaCl stress on relative growth of plant height of pigeonpea seedlings
NaCl/% 株高相对生长量 Relative growth of plant height/cm MD1 YD1 GX1 YN1 GD1 （CK） 4.98±0.11a 3.75±0.32a 6.55±0.54a 3.58±0.34a 6.55±0.43a 0.20 2.45±0.08b 2.05±0.21b 2.10±0.43b 0.57±0.043b 2.28±0.37b 0.40 1.58±0.15c 0.13±0.02c 1.10±0.21c 0.30±0.02c 1.23±0.21c 0.60 1.25±0.04c 0.00±0.00d 0.55±0.07d 0.00±0.00d 0.65±0.09d 0.80 0.35±0.01d 0.00±0.00d 0.28±0.03e 0.00±0.00d 0.00±0.00e 1.00 0.00±0.00e 0.00±0.00d 0.00±0.00f 0.00±0.00d 0.00±0.00e
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表 8 NaCl胁迫对木豆幼苗成活率的影响
Table 8 The effect of NaCl stress on the survival rate of pigeonpea seedlings
NaCl/% 成活率 Survival rate/% MD1 YD1 GX1 YN1 GD1 （CK） 99.47±0.35a 96.93±0.35a 99.33±0.35a 99.13±0.18a 97.60±0.42a 0.20 90.33±0.44b 50.33±0.47b 85.87±0.24b 76.47±0.41b 78.80±0.23b 0.40 65.50±0.41c 25.20±0.50c 59.87±0.29c 35.53±0.53c 58.80±0.23c 0.60 35.53±0.55d 0.00±0.00d 35.73±0.73d 5.07±0.33d 35.53±0.48d 0.80 15.73±0.64e 0.00±0.00d 6.93±0.24e 0.00±0.00e 5.73±0.90e 1.00 0.00±0.00f 0.00±0.00d 0.00±0.00f 0.00±0.00e 0.00±0.00f
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表 9 木豆种子萌发期耐盐性综合评价
Table 9 Comprehensive evaluation of salt tolerance of pigeonpea seeds at the germination stage
编号
Code萌发期耐盐隶属值 Salt tolerance value during germination stage 发芽率/%
Germination rate/%发芽指数
Germination Index胚根长度/cm
Radicle length/cm胚芽长度/cm
Plumule length/cm隶属值均值
Mean membership valueGD1 0.847 0.233 0.640 0.132 0.463 MD1 1.000 1.000 0.931 0.493 0.856 YN1 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 YD1 0.715 0.264 1.000 0.132 0.528 GX1 0.915 0.191 0.682 1.000 0.697
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表 10 木豆幼苗期耐盐性综合评价
Table 10 Comprehensive evaluation of salt tolerance of pigeonpea at the seedling stage
编号
Code幼苗期耐盐隶属值 Salt tolerance membership value at seedling stage 单株根鲜质量/g
Root fresh mass
per plant/g单株根干质量/g
Root dry mass
per plant/g株高相对生长量/cm
Relative growth of
plant height/cm成活率/%
Survival
rate/%隶属值均值
Mean membership
valueMD1 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 YD1 0.714 0.652 0.000 0.000 0.342 GX1 0.964 0.826 0.669 0.860 0.830 YN1 0.000 0.000 0.117 0.256 0.093 GD1 0.648 0.565 0.759 0.834 0.702
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表 11 木豆NaCl胁迫临界质量分数的确定
Table 11 Determination of critical concentration of NaCl stress for pigeonpea accessions
编号
Code萌发期临界质量分数/%
Critical concentration at
the germination stage/%幼苗期临界质量分数/%
Critical concentration at
the seedling stage/%GD1 0.636 0.462 MD1 0.744 0.510 YN1 0.377 0.371 YD1 0.510 0.275 GX1 0.748 0.481 平均 0.605 0.420
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