加工品种选育岗位
唐晓萍
摘要:比较21个酿酒葡萄品种、品系的耐盐性差异,为盐碱区域葡萄栽培品种选择和育种亲本选择提供依据。在不同浓度NaCl胁迫下,测定植株根系和叶片电解质外渗率和胁迫后的总生物量,运用主成分分析法分析个品种(系)间的耐盐性强弱。结果表明,胁迫后,根系和叶片电解质外渗率升高,总生物量下降,但是不同品种或同一品种不同品系变化幅度不同,表现出不同品种的抗性不同,同一品种的不同品系抗性也不同;筛选出了耐盐性较强的梅鹿辄343、雷司令c49。赤霞珠4个品系中,170较耐盐;梅鹿辄4个品系中,343较耐盐;品丽珠c214较耐盐;西拉100和黑比诺115较耐盐。
关键词:酿酒葡萄;耐盐性;主成分分析
葡萄是世界上落叶果树栽培面积最大、产量最多的树种之一。而在我国西北、华北地区,土壤盐渍化是影响农业生产的重要因子,严重制约了葡萄与葡萄酒产业的发展。盐害不仅影响植物的生理和代谢过程,而且可以引起植物形态、解剖结构等多方面的变化。目前,国内对葡萄耐盐性评价也主要侧重于砧木品种和野生资源,对酿酒栽培品种间的抗性差异研究较少。车永梅等(2015)对引进的11个酿酒葡萄品种的耐盐性进行了分析,筛选出了4个耐0.4%NaCl的品种。本研究以21个酿酒葡萄品种/品系为试材,分别在盆栽不同浓度NaCl胁迫下,分析根系和叶片电解质外渗率、生物量,运用主成分分析法,评价比较其耐盐性,为干旱、盐碱区域葡萄栽培品种选择和育种亲本选择提供依据。
1 材料和方法
1.1 材料和处理
供试酿酒葡萄品种品系共21个,红色品种品系有: 赤霞珠685、赤霞珠338、赤霞珠169、赤霞珠170、梅鹿辄181、梅鹿辄343、梅鹿辄346、梅鹿辄348、品丽珠c214、品丽珠409、品丽珠327、马瑟兰c980、西拉525、西拉100、黑比诺667、黑比诺115共16个,白色品种品系有:霞多丽95、霞多丽277、小白玫瑰455、小芒森、雷司令c49。供试材料均为当年生扦插苗。3月初在大棚内扦插育苗,5月下旬选取生长一致的苗木移栽至高20cm,直径15cm的塑料盆中,营养土:沙子=1:1,浇Hoagland营养液,待缓苗后,于6月中下旬进行耐盐性试验。
耐盐性试验处理:每个品种6-10次重复,以正常浇营养液的为对照,6月10日开始盐处理,盐处理采用一次性浇灌盐水的方法。设3个区组,即0(ck)、0.1 %、0.2%(培养基质中所添加NaCl 的百分比)以溶液处理苗木,培养期间每2 ~ 3d 浇1 次营养液,以保持土壤湿度,花盆底部配置有托盘,定期将流入托盘内的水回浇到盆内,保持盆内土壤盐分含量。在盐处理后第8d测定叶片和根系的电解质外渗率,将植株从盆中取出,洗净,称量植株的生物量。
1.2 试验方法
1.2.1 电解质外渗率的测定
参照赵世杰等(2002)方法测定叶片和根系的电解质外渗率。
1.2.2 植株生物量的测量
千分之一天平称量地上部新梢、主干和根系鲜重。
1.3 数据分析处理
变化幅度=(胁迫下测量值-对照测量值)/对照测量值。数据用 Excel 和SPSS17.0 软件处理,Duncan 进行多重比较。主成分分析参考周广生的方法。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对不同酿酒葡萄品种品系根系电导率的影响
如图1所示,随着NaCl浓度的升高,不同酿酒葡萄品种根系和叶片电解质外渗率均升高,但是不同品种电解质外渗率升高幅度不同,同一品种不同品系升高幅度也不相同。
与对照相比,盐胁迫下,品丽珠c214、西拉100和马瑟兰c980根系电解质外渗率升高不显著;品丽珠327、西拉525、霞多丽95和小芒森在0.1%NaCl处理后,根系电解质外渗率升高不显著。赤霞珠170、338、美乐343、346、品丽珠327、409在不同浓度盐胁迫下电解质外渗率无显著差异。0.1%NaCl胁迫下,16个红色品种品系以赤霞珠170升高幅度最大;0.2%NaCl胁迫下,以赤霞珠169升高幅度最大;0.2%NaCl胁迫后,赤霞珠4个品系升高幅度由小到大依次为:170、685、338、169,梅鹿辄:343、346、348、181,品丽珠:c214、327、409,西拉:100、525,黑比诺:115、667;5个白色品种,根系电解质外渗率升高幅度由小到大依次为:霞多丽95、雷司令c49、小芒森、霞多丽277、小白玫瑰455。
与对照相比,0.1%NaCl胁迫后,梅鹿辄343、马瑟兰c980、霞多丽95和雷司令c49叶片电解质外渗率升高不显著;小芒森在NaCl胁迫下电解质外渗率显著升高,但不同浓度间差异不显著;其他品种/品系叶片电解质外渗率随着盐浓度的升高显著升高。0.1%NaCl胁迫下,16个红色品种品系梅鹿辄348叶片电解质外渗率升高幅度最大;0.2%NaCl胁迫后,黑比诺667最大;0.2%NaCl胁迫后,赤霞珠4个品系升高幅度由小到大依次为:170、338、685、169,梅鹿辄:343、346、348、181,品丽珠:c214、327、409,西拉:100、525,黑比诺:115、667;5个白色品种,叶片电解质外渗率升高幅度由小到大依次为:雷司令c49、小芒森、霞多丽95、小白玫瑰455、霞多丽277。
2.2 盐胁迫对不同酿酒葡萄品种品系生物量积累的影响
0.2%NaCl浓度胁迫下,不同酿酒葡萄品种生物量均下降,但是不同品种或同一品种不同品系下降幅度不同(图2)。0.1%NaCl胁迫后,梅鹿辄343和品丽珠327的生物量有所增加,但与对照相比差异不显著,其他品种生物量均下降,但仅品丽珠c214和黑比诺115显著下降,后者在红色品种品系中下降幅度最大;0.2%NaCl胁迫下,与对照相比,除赤霞珠170、685、梅鹿辄343、346、品丽珠327和霞多丽95生物量下降不显著外,其余品种/品系均显著下降,但仅赤霞珠169、品丽珠409和马瑟兰c980生物量显著低于0.1%NaCl胁迫下的。0.2%NaCl胁迫后,赤霞珠4个品系下降幅度由小到大依次为:170、338、685、169,梅鹿辄:346、343、181、348,品丽珠:327、409、c214,西拉:100、525,黑比诺:667、115;5个白色品种,生物量下降幅度由小到大依次为:霞多丽9 5 、小芒森、小白玫瑰455、雷司令c49、霞多丽277。
2.3 不同酿酒葡萄品种品系耐盐性评价
由表1可知,前2个主成分的累计贡献率已达93.25%,因此,选取前2个主成分作耐盐性分析的依据。主成分1的贡献率达82.08%,说明主成分1反应的信息量最大,主成分1 6个指标中两个盐浓度胁迫下叶片电导率变化幅度均为正向载荷,其余均为绝对值较小的负向载荷。主成分2中除0.1%NaCl浓度下叶片电导率变化幅度为绝对值较大的负向载荷,0.2% NaCl浓度下根系和叶片电导率变化幅度为绝对值较大的正向载荷。盐胁迫后,根系和叶片电导率均增加,生物量均下降。叶片电导率变化幅度越大,主成分1越大;高浓度盐胁迫后根系和叶片电导率变化幅度越大,主成分2越大,低浓度盐胁迫下叶片电导率越大,主成分2越小。根据主成分载荷矩阵: F 1 = - 0 . 0 1 5 X 1 -0.008X2+0.355X3+0.934X4-0 . 0 1 2 X 5 - 0 . 0 0 7 X 6 ,F 2 = 0 . 0 6 2 X 1 + 0 . 4 7 2 X 3 -0.820X3+0.317X4+0.000X5-0.017X6,X1为0.1%NaCl下根系电导率变化幅度,X2为0.2%NaCl下根系电导率变化幅度,X3为0.1%NaCl下叶片电导率变化幅度,X4为0.2%NaCl下叶片电导率变化幅,X5为0.1%NaCl下生物量变化幅度,X6为0.2%NaCl下生物量变化幅度,以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重,计算主成分综合模型:
F = - 0 . 0 0 5 X 1 + 0 . 0 4 6 X 2 -0.199X3+0.802X4-0.010X5-0.004X6(表2),根据主成分综合模型即可计算综合主成分值(表2),可以看出,红色品种/品系耐盐性由强到弱的顺序为:梅鹿辄343、品丽珠c214、赤霞珠170、赤霞珠338、马瑟兰c980、黑比诺115、西拉100、品丽珠327、梅鹿辄346、品丽珠409、赤霞珠685、梅鹿辄348、西拉525、赤霞珠169、梅鹿辄181、黑比诺667,白色品种抗旱性由强到弱的顺序为:雷司令c49、小芒森、霞多丽95、小白玫瑰455、霞多丽277。
3 讨论
随着人民生活水平的提高,对葡萄酒的消费也逐渐由普通葡萄酒向优质葡萄酒转变,而只有优质的葡萄才能生产出优质和独具风格的葡萄酒。在我国的西北、华北地区,盐渍是限制葡萄生产的主要因素之一,如何选择抗性比较好的酿酒葡萄品种/品系,对于指导生产具有重要作用。
植物耐盐性是在盐胁迫下通过形态特征及生理生化指标表现出来的。前人多是通过盆栽,人为控水/控盐的措施,测定植株生理生化指标来鉴定葡萄品种的耐盐性。本文在前人的基础上,以盆栽当年生扦插苗为材料,采取自然干旱、浇灌不同浓度NaCl溶液模拟盐胁迫,测定叶片、根系电解质外渗率和胁迫后的生物量,鉴定了16个红色酿酒葡萄品种/品系、5个白色酿酒葡萄品种/品系的耐盐性。结果表明,不同品种的抗性不同,同一品种的不同品系抗性也不同;筛选出了耐盐性较强的梅鹿辄343、雷司令c49。赤霞珠4个品系中,赤霞珠170较耐盐;梅鹿辄4个品系中,梅鹿辄343较耐盐;品丽珠c214较耐盐;西拉100和黑比诺115较耐盐。