异源细胞质小麦耐盐性的研究
作者：侯宁 吴郁文 刘春光 张翠兰 张炎
单位：中国科学院遗传研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室，北京 100101
关键词：小麦；细胞质效应；耐盐性；遗传变异
遗传学报000407
摘要：以粗厚山羊草(Aegilops crassa)细胞质小麦为材料，采用组织培养、水培、模拟盐池等方法，研究细胞质对小麦耐盐性的遗传效应。结果表明：粗厚山羊草细胞质可以不同程度地诱发小麦耐盐性产生变异。不同核质组合细胞质效应有一定差异，表现出特定的核质互作关系。部分异质系细胞水平与植株水平的耐盐性表现一致，特别是(Ae. crassa)-鉴26的愈伤组织和幼苗的耐盐性表现均最突出。返青期和成熟期的鉴定结果证明异源细胞质小麦的耐盐性不但超过核亲本，而且超过耐盐性强的对照品种。耐盐性强的系在异源细胞质系中所占的比例远远超过在常规品种中耐盐性品种所占的比例。进一步研究异源细胞质效应，探索小麦抗(耐)盐育种新方法是很有意义的。
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中图分类号：Q343 文献标识码：A 文章编号：0379-172(2000)04-325-330
Studies of Salt Tolerance of Alloplasmic Wheat
HOU Ning, WU Yu-Wen, LIU Chun-Guang, ZHANG Cui-Lan, ZHANG Yan
(State Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering,Institute of Genetics, Academia Sinica, Beijing 100101, China)
Abstract: Using Aegilops crassa cytoplasm wheat as test material, salt tolerance of alloplasmic wheat was identified by tissue culture, nutrient solution culture and artificial saline pond, from calli, seeding stage, recovering stage and mature period. The results showed Ae. crassa cytoplasm lines indicated the difference of salt tolerance in varying degree; the difference of cytoplasm effect among different nucleoplasm combinations showed certain nucleoplasm interaction relation. The salt tolerance of (Ae. crassa)-jian 26 was stronger than that other tested alloplasmic lines. The result demonstrated that at recovering date and at mature period indicated salt tolerance of alloplasmic lines was not only stronger than its nuclear parent but also over control variety. As compared with common wheat, lines having strong salt tolerance were more proportions in tested alloplasmic lines. The study of alloplasmic wheat should be significant for breeding salt tolerance wheat.
, 百拇医药
Key words: wheat; cytoplasmic effect; salt tolerance; genetic variation
我国的盐碱地约3 000万公顷，主要分布于西北、华北、东北内陆和东部滨海地区。盐碱土对作物的危害，主要是影响作物种子发芽和根系对水分、养分的吸收。某些盐类在作物体内过多或过少，造成中毒或生理失调。酸碱度高，降低了土壤养分的有效性。代换性钠含量高，土壤性质恶化会使肥力降低。盐碱的危害影响着我国低产地区小麦生产的全面发展。而对耕层土壤含盐量0.2%～0.4%的轻盐碱土，选择耐盐作物和品种，采取相应的栽培措施，就能获得较高的产量。
盐碱的危害影响着小麦生产的全面发展，因此选育耐盐性小麦品种就成了小麦育种的重要课题。人们已进行了多方面的研究， 如从现有品种中筛选耐盐性强的品种[1]； 从小麦野生近缘属种中筛选抗源， 并进而把抗(耐)盐基因导入普通小麦，以育成抗(耐)盐品种[2,3]；利用组织培养技术，或加上理化因素处理，得到抗(耐)盐突变体[4]等等。这些方法在小麦耐盐性育种中已取得进展。但细胞质的遗传多样性对小麦耐盐性的影响还未引起人们的注意。本实验室在研究异源细胞质的有益遗传效应时，发现具有节节麦(Aegilops squarrosa)和粗厚山羊草(Ae. crassa)等山羊草细胞质的异源细胞质小麦具有较强的耐盐性[5]。为了进一步研究异源细胞质对小麦耐盐性的遗传效应，本实验以组织培养、水培、模拟盐池等方法对异源细胞质小麦的耐盐性进行了鉴定，探讨其在小麦耐盐性育种中应用的可能性。
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1 材料和方法
1.1 材料
主要实验材料包括以粗厚山羊草(Ae. crassa)为细胞质供体，以普通小麦品种鉴26、SMH1694、辐63、CA80224、CA8057等作核供体育成的异源细胞质小麦(简称异质系)。4组实验共测定了25个异质系及它们的核亲本品种，所有异质系核置换回交次数都在6次以上。
1.2 方法
1.2.1 离体培养鉴定愈伤组织的耐盐性 把异质系小麦及其核亲本的5～8mm长的幼穗切成3mm左右小段在无菌条件下接种在含有0.5% NaCl的MS培养基(加2mg/L 2,4-D)上，在25℃条件下培养，接种后21d调查愈伤组织诱导率。以不含NaCl的相同培养基作为对照。为观察盐对愈伤组织生长的影响，把对照培养基上的幼穗愈伤组织切成直径约3mm的小块转移到含0.5% NaCl的培养基上，每个材料接种50块，40d后调查其生长量，愈伤组织的生长量以鲜重表示。相对生长量RG＝[(W-W0)/W0]×100。W0为愈伤组织初始重量，W为培养后的愈伤组织重量，RG为相对生长量[6]。以愈伤组织诱导率和相对生长量比较测定异质系小麦离体培养状态下的耐盐性。
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1.2.2 盐胁迫下的种子发芽率和幼苗的生长表现 将小麦异质系及其核亲本品种的种子用次氯酸钠溶液消毒后分别用0.5%和2%的NaCl溶液浸种，同时用清水浸种作对照。置于25℃左右培养箱中培养4d后，调查发芽率，8d后调查根和芽的长度和鲜重。每个处理用50粒种子，重复2次。
1.2.3 水培方法鉴定3叶期苗的耐盐性 按上述发芽实验方法，把种子消毒后浸种培养4d，待幼芽长到3cm时植入Hoagland+0.5% NaCl溶液中培养，以不加盐的Hoagland溶液为对照[7]。每个处理用20株，重复2次。室温培养。幼苗生长达3叶期时调查其成活率及生长情况。
1.2.4 返青期及成熟期的耐盐性鉴定 本实验在沧州地区农科所进行，利用模拟盐池鉴定作物的耐盐性，包括返青期和成熟期鉴定。池内含盐量为0.4%～0.6%，以耐盐品种科遗26为对照，以耐盐指数来评价材料的耐盐级别。耐盐级别的耐盐指数分级标准：1级≥1.3；2级≥1.1；3级≥0.8；4级≥0.5；5级<0.5。
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2 结果
2.1 异源细胞质小麦愈伤组织的耐盐性
异质系(Ae. crassa)-26、(Ae. crassa)-SMH1694和(Ae. crassa)-CA80224在0.5%NaCl的MS培养基上的幼穗愈伤组织诱导率分别为79.6%、38.8%和69.6%，而它们的核亲本鉴26、SMH1694和CA80224的诱导率分别为51.0%、20.8%和49.2%(表1)。3个异质系在盐胁迫下的诱导率都比各自的核亲本高。表1所示结果还表明，在盐胁迫下异质系及核亲本的诱导率比在对照培养基上的诱导率都有不同程度的降低，而异质系诱导率降低的程度明显比核亲本小。异质系(Ae. crassa)-6、(Ae. crassa)-SMH1694和(Ae. crassa)-CA80224的相对诱导率分别为92.6%、55.4%和78.2%，而它们的核亲本的相对诱导率则分别为81.0%、28.5%和50.7%，3个异质系的相对诱导率均高于相应核亲本。实验结果还表明粗厚山羊草细胞质对盐胁迫下愈伤组织的生长也有明显的影响，异质系在含0.5% NaCl培养基上的愈伤组织相对增长量高于核亲本。从上述结果可以看出异源细胞质对小麦愈伤组织的耐盐性有明显的遗传效应，但不同的核质组合有不同程度的影响。
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表1 在含0.5% NaCl培养基上幼穗愈伤组织的诱导率(%)
Table 1 Induced rate of calli from young inflorescence on 0.5% NaCl medium(%) 材料
Materials
0.5% NaCl 培养基
0.5% NaCl medium
对照培养基上
的诱导率
Induced
rate on CK
, http://www.100md.com medium(%)
相对诱
导率
Relative
induced
rate(%)
接种幼穗数
No.of
inflorescence
愈伤组织块数
No.of
calli
, http://www.100md.com 诱导率
Induced
rate(%)
(Ae.crassa)-Jian 26
98
78
79.6
86
92.6
Jian 26
98
50
51.0
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63
81.0
(Ae.crassa)-SMH1694
116
45
38.8
70
55.4
SMH1694
53
11
20.8
73
, http://www.100md.com
28.5
(Ae.crassa)-CA80224
56
39
69.6
89
78.2
CA80224
59
29
49.2
97
50.7
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注:相对诱导率(%)=(0.5% NaCl胁迫下的诱导率/CK培养基上的诱导率)×100
Note:Relative induced rate(%)=(Induced rate of calli on 0.5% NaCl medium/Induced rate of calli on control medium)×100
2.2 异质系小麦在盐胁迫下的发芽率及生长势
在盐溶液中的发芽实验证明低浓度(0.5% NaCl)的盐对种子的萌发影响不大，而高浓度(2% NaCl)盐溶液对种子的萌发有明显的抑制作用。在这种情况下，异质系的发芽率普遍明显高于核亲本品种(表2)。
表2 异质系在2%浓度盐溶液中的发芽率
Table 2 Germination rate of alloplasmic lines in 2% NaCl (%) 材料
, 百拇医药
Materials
对照
CK(%)
2%盐溶液
2% NaCl(%)
(Ae.crassa)-Jian 26
98
38.5
Jian 26
100
17.0
(Ae.crassa)-SMH1694
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98
32.5
SMH1694
90
17.0
(Ae.crassa)-CA8057
100
64.5
CA8057
100
15.0
(Ae.crassa)-Jin 2148
, 百拇医药
100
60.0
Jin 2148
100
54.0
(Ae.crassa)-Fu 63
100
31.0
Fu 63
100
23.0
在0.5% NaCl溶液中幼苗生长情况较为正常，但异质系及核亲本的幼苗生长势比在清水中都有不同程度的减弱。就苗的相对长度而言，异质系比它们各自的核亲本降低的程度小，调查的7个异质系中5个异质系相对苗长高于核亲本。芽或根的鲜重，异质系也高于核亲本。
, 百拇医药
2.3 异源细胞质小麦3叶期的耐盐性表现
参试的5个异质系在盐胁迫下的苗长都不同程度地超过核亲本，有4个异质系的苗鲜重比核亲本高。5个异质系中3个系根长比各自的核亲本长，4个系鲜重超过核亲本。其中(Ae. crassa)-6和(Ae. crassa)-SMH1694相对根重分别为100%和117%，而核亲本品种分别为82%和85%。
上述3组实验结果表明粗厚山羊草细胞质对小麦耐盐性有较明显的影响，一些异质系的耐盐性比核亲本品种有显著提高。例如，(Ae. crassa)-6在不同发育时期的耐盐性都超过核亲本，在参试的异质系材料中居首位。
2.4 返青期及成熟期的耐盐性鉴定
结果表明，异质系小麦有较强的耐盐性。返青期的耐盐性，参试的15个异质系中9个异质系优于耐盐对照品种科遗26，平均耐盐指数为1.21(1.09～1.42)；8个异质系的耐盐级别在2级以上。异质系成熟期耐盐性表现更为突出，15个系中有14个优于对照品种，平均耐盐指数为1.38(1.04～1.82)，其中9个异质系的耐盐级别为1级，4个异质系的耐盐级别为2级。异质系NC2664和NC2749的返青期、成熟期耐盐级别均为1级，返青期耐盐指数分别为1.42和1.35；成熟期耐盐指数分别为1.82和1.36。耐盐对照品种科遗26的耐盐指数为1.00，耐盐级别3级。表3所示为部分异质系的表现。表3 异质系小麦的耐盐性
, 百拇医药
Tahle 3 Salt tolerance of alloplasmic lines 材料
Materials
返青期
Recovering stage
成熟期
Nature period
耐盐指数
Endurance index
耐盐级别
Grade of salt tolerance
耐盐指数
, 百拇医药
Endurance index
耐盐级别
Grade of salt tolerance
NC2664
1.42
1
1.82
1
NC2665
1.13
2
1.40
, 百拇医药
1
NC2722
1.20
2
1.62
1
NC2749
1.35
1
1.36
1
NC2650
1.15
, 百拇医药
2
1.51
1
NC2658
1.09
3
1.44
1
NC2660
1.21
1
1.04
3
, 百拇医药
NC2635
1.13
2
1.27
2
NC2382
1.24
2
1.27
2
科遗26 Keyi 26
1.00
3
, 百拇医药
1.00
3
异质系小麦的耐盐性和常规育成品种的比较结果列入表4。参试异质系小麦返青期的耐盐级别都在3级以上，1、2级的占45%；而常规品种的耐盐级别2级以上的只有28%，4、5级的占36%。成熟期的耐盐性差异更为明显，异质系1、2级占85%。常规育成品种1、2级的占26.4%，4、5级的占39%。表4 各级耐盐材料所占比例
Table 4 Ratio of grades of salt tolerance(%) 材料
Materials
总数
Total
返青期级别
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成熟期级别
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
异源细胞质系
20
10
, http://www.100md.com
35
55
0
0
55
30
10
5
0
Alloplasmic lines
常规育成品种
243
12
, 百拇医药
16
36
22
14
9.4
17
34.6
24
15
Common wheat
3 讨论
在小麦亚族中广泛存在细胞质的遗传多样性，部分异源细胞质对小麦的主要农艺性状有不同程度的正效应。但有关细胞质对小麦耐盐性的遗传效应尚未见报道。Faroog S. etc,(1989)筛选山羊草不同种的耐盐性时发现具有DD、CD染色体组的种耐盐性强[8]。Schachfman证明节节麦和硬粒小麦的合成六倍体的耐盐性都比亲本硬粒小麦强[9]。他们注意到这些种具有D染色体组而忽略了它们的细胞质都属于D型，耐盐性尚未和细胞质效应联系起来。本实验室在研究细胞质有益遗传变异的基础上，发现某些异源细胞质小麦有较强的耐盐性[5]。为了准确地识别异源细胞质对小麦耐盐性的遗传效应，本文采用组织培养、盐溶液浸种发芽，水培幼苗、模拟盐池等方法，从愈伤组织、幼苗、三叶期、返青期和成熟期分别作了耐盐性鉴定。实验结果证明粗厚山羊草(D2型)细胞质对提高小麦的耐盐性有明显的影响。返青期和成熟期鉴定结果表明异源细胞质小麦的耐盐性不但明显超过它们的核亲本，而且超过耐盐对照品种。异源细胞质小麦的研究为小麦耐盐育种开辟了1条新的有效途径。
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参考文献
[1] 朱志华等. 耐盐性鉴定及其研究. 见：庄巧生、杜振华主编，中国小麦育种研究进展， 北京：中国农业出版社，1996，287～293.
[2] Forster B P et al. The potential for transferring genes conferring salt tolerance from Thinopyrum bessarabicum into wheat. In: Proc. 7th Int. Wheat Genet. Symp., 1988, 267～270.
[3] Littlejohn G M. Salt tolerance of amphiploids and derivatives of crosses between wheat and wild Thinopyrum species. In: Proc. 7th Int. Wheat Genet. Symp., 1988, 845～849.
, 百拇医药
[4] Shen Y Z et al. A study of new salt-tolerant strain obtained from common wheat anther callus in vitro. In:Proc. 8th Int. Wheat Genet. Symp., 1993, 671～674.
[5] 吴郁文等. 异源细胞质小麦育种技术.中国科学(C辑)，1998，28(1)：57～64.
[6] 张成合等. 小黑麦单倍体愈伤组织(n＝28)耐碱和耐盐变异体的筛选与鉴定. 植物学报，1986，28(2)：137～144.
[7] 薛应龙主编. 植物生理学实验手册. 上海：上海科学技术出版社，1985，57～66.
[8] Faroog S et al. Salt tolerance potential of wild resources of the tribe Triticeae, II Screening of species for the genus Aegilops. Plant and Soil, 1989, 119(2):255～260.
[9] Schachfman D P et al. The expression of salt tolerance from Thiticum tauschii in hexaploid wheat. Theor. Appl. Genet., 1992, 84(5～6):714～719., http://www.100md.com
单位：中国科学院遗传研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室，北京 100101
关键词：小麦；细胞质效应；耐盐性；遗传变异
遗传学报000407
摘要：以粗厚山羊草(Aegilops crassa)细胞质小麦为材料，采用组织培养、水培、模拟盐池等方法，研究细胞质对小麦耐盐性的遗传效应。结果表明：粗厚山羊草细胞质可以不同程度地诱发小麦耐盐性产生变异。不同核质组合细胞质效应有一定差异，表现出特定的核质互作关系。部分异质系细胞水平与植株水平的耐盐性表现一致，特别是(Ae. crassa)-鉴26的愈伤组织和幼苗的耐盐性表现均最突出。返青期和成熟期的鉴定结果证明异源细胞质小麦的耐盐性不但超过核亲本，而且超过耐盐性强的对照品种。耐盐性强的系在异源细胞质系中所占的比例远远超过在常规品种中耐盐性品种所占的比例。进一步研究异源细胞质效应，探索小麦抗(耐)盐育种新方法是很有意义的。
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中图分类号：Q343 文献标识码：A 文章编号：0379-172(2000)04-325-330
Studies of Salt Tolerance of Alloplasmic Wheat
HOU Ning, WU Yu-Wen, LIU Chun-Guang, ZHANG Cui-Lan, ZHANG Yan
(State Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering,Institute of Genetics, Academia Sinica, Beijing 100101, China)
Abstract: Using Aegilops crassa cytoplasm wheat as test material, salt tolerance of alloplasmic wheat was identified by tissue culture, nutrient solution culture and artificial saline pond, from calli, seeding stage, recovering stage and mature period. The results showed Ae. crassa cytoplasm lines indicated the difference of salt tolerance in varying degree; the difference of cytoplasm effect among different nucleoplasm combinations showed certain nucleoplasm interaction relation. The salt tolerance of (Ae. crassa)-jian 26 was stronger than that other tested alloplasmic lines. The result demonstrated that at recovering date and at mature period indicated salt tolerance of alloplasmic lines was not only stronger than its nuclear parent but also over control variety. As compared with common wheat, lines having strong salt tolerance were more proportions in tested alloplasmic lines. The study of alloplasmic wheat should be significant for breeding salt tolerance wheat.
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Key words: wheat; cytoplasmic effect; salt tolerance; genetic variation
我国的盐碱地约3 000万公顷，主要分布于西北、华北、东北内陆和东部滨海地区。盐碱土对作物的危害，主要是影响作物种子发芽和根系对水分、养分的吸收。某些盐类在作物体内过多或过少，造成中毒或生理失调。酸碱度高，降低了土壤养分的有效性。代换性钠含量高，土壤性质恶化会使肥力降低。盐碱的危害影响着我国低产地区小麦生产的全面发展。而对耕层土壤含盐量0.2%～0.4%的轻盐碱土，选择耐盐作物和品种，采取相应的栽培措施，就能获得较高的产量。
盐碱的危害影响着小麦生产的全面发展，因此选育耐盐性小麦品种就成了小麦育种的重要课题。人们已进行了多方面的研究， 如从现有品种中筛选耐盐性强的品种[1]； 从小麦野生近缘属种中筛选抗源， 并进而把抗(耐)盐基因导入普通小麦，以育成抗(耐)盐品种[2,3]；利用组织培养技术，或加上理化因素处理，得到抗(耐)盐突变体[4]等等。这些方法在小麦耐盐性育种中已取得进展。但细胞质的遗传多样性对小麦耐盐性的影响还未引起人们的注意。本实验室在研究异源细胞质的有益遗传效应时，发现具有节节麦(Aegilops squarrosa)和粗厚山羊草(Ae. crassa)等山羊草细胞质的异源细胞质小麦具有较强的耐盐性[5]。为了进一步研究异源细胞质对小麦耐盐性的遗传效应，本实验以组织培养、水培、模拟盐池等方法对异源细胞质小麦的耐盐性进行了鉴定，探讨其在小麦耐盐性育种中应用的可能性。
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1 材料和方法
1.1 材料
主要实验材料包括以粗厚山羊草(Ae. crassa)为细胞质供体，以普通小麦品种鉴26、SMH1694、辐63、CA80224、CA8057等作核供体育成的异源细胞质小麦(简称异质系)。4组实验共测定了25个异质系及它们的核亲本品种，所有异质系核置换回交次数都在6次以上。
1.2 方法
1.2.1 离体培养鉴定愈伤组织的耐盐性 把异质系小麦及其核亲本的5～8mm长的幼穗切成3mm左右小段在无菌条件下接种在含有0.5% NaCl的MS培养基(加2mg/L 2,4-D)上，在25℃条件下培养，接种后21d调查愈伤组织诱导率。以不含NaCl的相同培养基作为对照。为观察盐对愈伤组织生长的影响，把对照培养基上的幼穗愈伤组织切成直径约3mm的小块转移到含0.5% NaCl的培养基上，每个材料接种50块，40d后调查其生长量，愈伤组织的生长量以鲜重表示。相对生长量RG＝[(W-W0)/W0]×100。W0为愈伤组织初始重量，W为培养后的愈伤组织重量，RG为相对生长量[6]。以愈伤组织诱导率和相对生长量比较测定异质系小麦离体培养状态下的耐盐性。
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1.2.2 盐胁迫下的种子发芽率和幼苗的生长表现 将小麦异质系及其核亲本品种的种子用次氯酸钠溶液消毒后分别用0.5%和2%的NaCl溶液浸种，同时用清水浸种作对照。置于25℃左右培养箱中培养4d后，调查发芽率，8d后调查根和芽的长度和鲜重。每个处理用50粒种子，重复2次。
1.2.3 水培方法鉴定3叶期苗的耐盐性 按上述发芽实验方法，把种子消毒后浸种培养4d，待幼芽长到3cm时植入Hoagland+0.5% NaCl溶液中培养，以不加盐的Hoagland溶液为对照[7]。每个处理用20株，重复2次。室温培养。幼苗生长达3叶期时调查其成活率及生长情况。
1.2.4 返青期及成熟期的耐盐性鉴定 本实验在沧州地区农科所进行，利用模拟盐池鉴定作物的耐盐性，包括返青期和成熟期鉴定。池内含盐量为0.4%～0.6%，以耐盐品种科遗26为对照，以耐盐指数来评价材料的耐盐级别。耐盐级别的耐盐指数分级标准：1级≥1.3；2级≥1.1；3级≥0.8；4级≥0.5；5级<0.5。
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2 结果
2.1 异源细胞质小麦愈伤组织的耐盐性
异质系(Ae. crassa)-26、(Ae. crassa)-SMH1694和(Ae. crassa)-CA80224在0.5%NaCl的MS培养基上的幼穗愈伤组织诱导率分别为79.6%、38.8%和69.6%，而它们的核亲本鉴26、SMH1694和CA80224的诱导率分别为51.0%、20.8%和49.2%(表1)。3个异质系在盐胁迫下的诱导率都比各自的核亲本高。表1所示结果还表明，在盐胁迫下异质系及核亲本的诱导率比在对照培养基上的诱导率都有不同程度的降低，而异质系诱导率降低的程度明显比核亲本小。异质系(Ae. crassa)-6、(Ae. crassa)-SMH1694和(Ae. crassa)-CA80224的相对诱导率分别为92.6%、55.4%和78.2%，而它们的核亲本的相对诱导率则分别为81.0%、28.5%和50.7%，3个异质系的相对诱导率均高于相应核亲本。实验结果还表明粗厚山羊草细胞质对盐胁迫下愈伤组织的生长也有明显的影响，异质系在含0.5% NaCl培养基上的愈伤组织相对增长量高于核亲本。从上述结果可以看出异源细胞质对小麦愈伤组织的耐盐性有明显的遗传效应，但不同的核质组合有不同程度的影响。
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表1 在含0.5% NaCl培养基上幼穗愈伤组织的诱导率(%)
Table 1 Induced rate of calli from young inflorescence on 0.5% NaCl medium(%) 材料
Materials
0.5% NaCl 培养基
0.5% NaCl medium
对照培养基上
的诱导率
Induced
rate on CK
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相对诱
导率
Relative
induced
rate(%)
接种幼穗数
No.of
inflorescence
愈伤组织块数
No.of
calli
, http://www.100md.com 诱导率
Induced
rate(%)
(Ae.crassa)-Jian 26
98
78
79.6
86
92.6
Jian 26
98
50
51.0
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63
81.0
(Ae.crassa)-SMH1694
116
45
38.8
70
55.4
SMH1694
53
11
20.8
73
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28.5
(Ae.crassa)-CA80224
56
39
69.6
89
78.2
CA80224
59
29
49.2
97
50.7
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注:相对诱导率(%)=(0.5% NaCl胁迫下的诱导率/CK培养基上的诱导率)×100
Note:Relative induced rate(%)=(Induced rate of calli on 0.5% NaCl medium/Induced rate of calli on control medium)×100
2.2 异质系小麦在盐胁迫下的发芽率及生长势
在盐溶液中的发芽实验证明低浓度(0.5% NaCl)的盐对种子的萌发影响不大，而高浓度(2% NaCl)盐溶液对种子的萌发有明显的抑制作用。在这种情况下，异质系的发芽率普遍明显高于核亲本品种(表2)。
表2 异质系在2%浓度盐溶液中的发芽率
Table 2 Germination rate of alloplasmic lines in 2% NaCl (%) 材料
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Materials
对照
CK(%)
2%盐溶液
2% NaCl(%)
(Ae.crassa)-Jian 26
98
38.5
Jian 26
100
17.0
(Ae.crassa)-SMH1694
, http://www.100md.com
98
32.5
SMH1694
90
17.0
(Ae.crassa)-CA8057
100
64.5
CA8057
100
15.0
(Ae.crassa)-Jin 2148
, 百拇医药
100
60.0
Jin 2148
100
54.0
(Ae.crassa)-Fu 63
100
31.0
Fu 63
100
23.0
在0.5% NaCl溶液中幼苗生长情况较为正常，但异质系及核亲本的幼苗生长势比在清水中都有不同程度的减弱。就苗的相对长度而言，异质系比它们各自的核亲本降低的程度小，调查的7个异质系中5个异质系相对苗长高于核亲本。芽或根的鲜重，异质系也高于核亲本。
, 百拇医药
2.3 异源细胞质小麦3叶期的耐盐性表现
参试的5个异质系在盐胁迫下的苗长都不同程度地超过核亲本，有4个异质系的苗鲜重比核亲本高。5个异质系中3个系根长比各自的核亲本长，4个系鲜重超过核亲本。其中(Ae. crassa)-6和(Ae. crassa)-SMH1694相对根重分别为100%和117%，而核亲本品种分别为82%和85%。
上述3组实验结果表明粗厚山羊草细胞质对小麦耐盐性有较明显的影响，一些异质系的耐盐性比核亲本品种有显著提高。例如，(Ae. crassa)-6在不同发育时期的耐盐性都超过核亲本，在参试的异质系材料中居首位。
2.4 返青期及成熟期的耐盐性鉴定
结果表明，异质系小麦有较强的耐盐性。返青期的耐盐性，参试的15个异质系中9个异质系优于耐盐对照品种科遗26，平均耐盐指数为1.21(1.09～1.42)；8个异质系的耐盐级别在2级以上。异质系成熟期耐盐性表现更为突出，15个系中有14个优于对照品种，平均耐盐指数为1.38(1.04～1.82)，其中9个异质系的耐盐级别为1级，4个异质系的耐盐级别为2级。异质系NC2664和NC2749的返青期、成熟期耐盐级别均为1级，返青期耐盐指数分别为1.42和1.35；成熟期耐盐指数分别为1.82和1.36。耐盐对照品种科遗26的耐盐指数为1.00，耐盐级别3级。表3所示为部分异质系的表现。表3 异质系小麦的耐盐性
, 百拇医药
Tahle 3 Salt tolerance of alloplasmic lines 材料
Materials
返青期
Recovering stage
成熟期
Nature period
耐盐指数
Endurance index
耐盐级别
Grade of salt tolerance
耐盐指数
, 百拇医药
Endurance index
耐盐级别
Grade of salt tolerance
NC2664
1.42
1
1.82
1
NC2665
1.13
2
1.40
, 百拇医药
1
NC2722
1.20
2
1.62
1
NC2749
1.35
1
1.36
1
NC2650
1.15
, 百拇医药
2
1.51
1
NC2658
1.09
3
1.44
1
NC2660
1.21
1
1.04
3
, 百拇医药
NC2635
1.13
2
1.27
2
NC2382
1.24
2
1.27
2
科遗26 Keyi 26
1.00
3
, 百拇医药
1.00
3
异质系小麦的耐盐性和常规育成品种的比较结果列入表4。参试异质系小麦返青期的耐盐级别都在3级以上，1、2级的占45%；而常规品种的耐盐级别2级以上的只有28%，4、5级的占36%。成熟期的耐盐性差异更为明显，异质系1、2级占85%。常规育成品种1、2级的占26.4%，4、5级的占39%。表4 各级耐盐材料所占比例
Table 4 Ratio of grades of salt tolerance(%) 材料
Materials
总数
Total
返青期级别
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成熟期级别
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
异源细胞质系
20
10
, http://www.100md.com
35
55
0
0
55
30
10
5
0
Alloplasmic lines
常规育成品种
243
12
, 百拇医药
16
36
22
14
9.4
17
34.6
24
15
Common wheat
3 讨论
在小麦亚族中广泛存在细胞质的遗传多样性，部分异源细胞质对小麦的主要农艺性状有不同程度的正效应。但有关细胞质对小麦耐盐性的遗传效应尚未见报道。Faroog S. etc,(1989)筛选山羊草不同种的耐盐性时发现具有DD、CD染色体组的种耐盐性强[8]。Schachfman证明节节麦和硬粒小麦的合成六倍体的耐盐性都比亲本硬粒小麦强[9]。他们注意到这些种具有D染色体组而忽略了它们的细胞质都属于D型，耐盐性尚未和细胞质效应联系起来。本实验室在研究细胞质有益遗传变异的基础上，发现某些异源细胞质小麦有较强的耐盐性[5]。为了准确地识别异源细胞质对小麦耐盐性的遗传效应，本文采用组织培养、盐溶液浸种发芽，水培幼苗、模拟盐池等方法，从愈伤组织、幼苗、三叶期、返青期和成熟期分别作了耐盐性鉴定。实验结果证明粗厚山羊草(D2型)细胞质对提高小麦的耐盐性有明显的影响。返青期和成熟期鉴定结果表明异源细胞质小麦的耐盐性不但明显超过它们的核亲本，而且超过耐盐对照品种。异源细胞质小麦的研究为小麦耐盐育种开辟了1条新的有效途径。
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参考文献
[1] 朱志华等. 耐盐性鉴定及其研究. 见：庄巧生、杜振华主编，中国小麦育种研究进展， 北京：中国农业出版社，1996，287～293.
[2] Forster B P et al. The potential for transferring genes conferring salt tolerance from Thinopyrum bessarabicum into wheat. In: Proc. 7th Int. Wheat Genet. Symp., 1988, 267～270.
[3] Littlejohn G M. Salt tolerance of amphiploids and derivatives of crosses between wheat and wild Thinopyrum species. In: Proc. 7th Int. Wheat Genet. Symp., 1988, 845～849.
, 百拇医药
[4] Shen Y Z et al. A study of new salt-tolerant strain obtained from common wheat anther callus in vitro. In:Proc. 8th Int. Wheat Genet. Symp., 1993, 671～674.
[5] 吴郁文等. 异源细胞质小麦育种技术.中国科学(C辑)，1998，28(1)：57～64.
[6] 张成合等. 小黑麦单倍体愈伤组织(n＝28)耐碱和耐盐变异体的筛选与鉴定. 植物学报，1986，28(2)：137～144.
[7] 薛应龙主编. 植物生理学实验手册. 上海：上海科学技术出版社，1985，57～66.
[8] Faroog S et al. Salt tolerance potential of wild resources of the tribe Triticeae, II Screening of species for the genus Aegilops. Plant and Soil, 1989, 119(2):255～260.
[9] Schachfman D P et al. The expression of salt tolerance from Thiticum tauschii in hexaploid wheat. Theor. Appl. Genet., 1992, 84(5～6):714～719., http://www.100md.com