植物学报 ›› 2017, Vol. 52 ›› Issue (6): 733-742.DOI: 10.11983/CBB16218
收稿日期:
2016-11-14
接受日期:
2016-12-11
出版日期:
2017-11-01
发布日期:
2018-02-22
通讯作者:
杜远鹏
基金资助:
Fu Qingqing, Sun Lulong, Zhai Heng, Du Yuanpeng*()
Received:
2016-11-14
Accepted:
2016-12-11
Online:
2017-11-01
Published:
2018-02-22
Contact:
Du Yuanpeng
摘要: 以耐盐性较强的砧木1103P为对照品种, 对左山一×SO4杂种砧木F1代的6个株系(A15、A17、A34、A35、A38和A48)及左山一×101-1杂种F1代2个株系(B24和B26)的一年生盆栽扦插苗进行100 mmol·L-1 NaCl胁迫处理, 以各自无盐胁迫为对照处理。20天后, 根据表型计算盐害指数, 测定叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数以及生长量指标; 以各项生长指标的耐盐系数为耐盐指标, 通过主成分分析、相关性分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对葡萄株系进行综合评价。结果表明, A34和A35植株无盐害症状, 盐害级数为0; A15和A17植株有少部分叶片边缘焦枯, 盐害级数为1。盐胁迫大幅度降低了1103P和B26等株系的叶绿素含量、光合速率、新梢生长量和生物量; 而A15、A17、A34和A35植株的各项指标降低幅度较小。将生物量等12个单项指标转换成3个相互独立的综合指标, 通过聚类分析, 发现A34、A35、A15和A17植株的耐盐性较强, A38、A48和B24植株的耐盐性中等, 1103P和B26植株的耐盐性较弱, 与盐害分级结果一致。
付晴晴, 孙鲁龙, 翟衡, 杜远鹏. 葡萄种间杂交砧木育种F1代植株耐盐性分析. 植物学报, 2017, 52(6): 733-742.
Fu Qingqing, Sun Lulong, Zhai Heng, Du Yuanpeng. Salt Tolerant Evaluation of F1-generation Hybrids in Grape. Chinese Bulletin of Botany, 2017, 52(6): 733-742.
图2 NaCl胁迫对各葡萄株系叶片叶绿素含量的影响不同小写字母表示同一株系不同处理间差异显著(P<0.05)。
Figure 2 Effects of NaCl stress on chlorophyll content in different grape hybrid strainsDifferent lowercase letters indicate significant differences under different treatments of the same strain (P<0.05).
图3 NaCl胁迫对各葡萄株系叶片Pn、Gs、Ci和Tr的影响Pn: 净光合速率; Gs: 气孔导度; Ci: 胞间CO2浓度; Tr: 蒸腾速率。不同小写字母表示同一株系不同处理间差异显著(P<0.05)。
Figure 3 Effects of NaCl stress on Pn, Gs, Ci and Tr of different grape hybrid strainsPn: Net photosynthetic rate; Gs: Stomatal conductance; Ci: Intercellular CO2 concentration; Tr: Transpiration rate. Different lowercase letters indicate significant differences under different treatments of the same strain (P<0.05).
Strains | NaCl concentration (mmol·L-1) | Fv/Fm | ΦPSII | Wk | RC/CSm | Ψ0 | qP | NPQ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1103p | 0 | 0.811±0.007 a | 0.612±0.053 a | 0.387±0.009 ef | 776.5±34.8 abc | 0.545±0.065 a | 0.856±0.026 ab | 0.703±0.139 g |
100 | 0.285±0.150 f | 0.153±0.062 e | 0.536±0.072 b | 111.7±94.21 h | 0.21±0.079 e | 0.322±0.131 f | 4.608±0.81 bc | |
A15 | 0 | 0.827±0.018 a | 0.61±0.027 a | 0.385±0.025 ef | 793±51.51 ab | 0.539±0.040 a | 0.857±0.012 ab | 1.256±0.04 fg |
100 | 0.68±0.024 cde | 0.35±0.071 cd | 0.515±0.045 bc | 621.1±73.95 cd | 0.383±0.062 cd | 0.662±0.051 e | 3.017±0.46 de | |
A17 | 0 | 0.818±0.023 a | 0.601±0.057 a | 0.402±0.016 ef | 643.2±55.1 bcd | 0.507±0.08 abc | 0.863±0.028 a | 0.908±0.049 g |
100 | 0.70±0.016 bcde | 0.425±0.01 cd | 0.475±0.037 cd | 514.9±76.19 de | 0.347±0.059 d | 0.76±0.020 bcd | 1.62±0.146 fg | |
A34 | 0 | 0.818±0.009 a | 0.609±0.033 a | 0.401±0.016 ef | 668.1±33.3 bcd | 0.52±0.044 ab | 0.875±0.009 a | 1.137±0.07 fg |
100 | 0.768±0.023 abc | 0.463±0.03 bc | 0.436±0.014 de | 568.7±19.40 de | 0.491±0.02 abc | 0.712±0.019 de | 2.057±0.403 ef | |
A35 | 0 | 0.824±0.008 a | 0.543±0.04 ab | 0.397±0.022 ef | 631.3±74.80 cd | 0.517±0.018 ab | 0.82±0.014 abc | 2.235±0.251 ef |
100 | 0.75±0.006 abcd | 0.39±0.035 cd | 0.415±0.03 def | 528±25.68 de | 0.395±0.07 bcd | 0.76±0.027 bcd | 2.982±1.11 de | |
A38 | 0 | 0.813±0.007 a | 0.607±0.023 a | 0.352±0.014 f | 773.3±37.2 abc | 0.563±0.078 a | 0.887±0.018 a | 0.856±0.103 g |
100 | 0.629±0.059 e | 0.324±0.065 d | 0.528±0.035 bc | 280.7±130.3 fg | 0.302±0.042 de | 0.682±0.048 de | 5.53±0.287 ab | |
A48 | 0 | 0.816±0.012 a | 0.607±0.079 a | 0.39±0.022 ef | 748.5±49.6 abc | 0.53±0.042 a | 0.873±0.011 a | 1.076±0.085 g |
100 | 0.633±0.077 de | 0.368±0.03 cd | 0.58±0.051 ab | 418.6±51.03 ef | 0.275±0.054 de | 0.675±0.076 de | 3.396±0.391 d | |
B24 | 0 | 0.806±0.003 ab | 0.576±0.098 a | 0.388±0.011 ef | 901.3±65.99 a | 0.534±0.034 a | 0.861±0.015 a | 1.335±0.26 fg |
100 | 0.646±0.030 de | 0.344±0.036 d | 0.548±0.028 ab | 653.5±44.5 bcd | 0.35±0.048 d | 0.715±0.051 de | 3.614±0.07 cd | |
B26 | 0 | 0.818±0.012 a | 0.57±0.039 ab | 0.369±0.004 f | 875.6±38.21 a | 0.55±0.038 a | 0.851±0.018 ab | 1.27±0.114 fg |
100 | 0.256±0.108 f | 0.093±0.079 e | 0.616±0.062 a | 151.3±128.4 gh | 0.188±0.047 e | 0.307±0.307 f | 6.42±1.076 a |
表1 盐胁迫对葡萄叶片叶绿素荧光参数的影响
Table 1 Effects of NaCl stress on chlorophyll fluorescence parameters in leaves of grape
Strains | NaCl concentration (mmol·L-1) | Fv/Fm | ΦPSII | Wk | RC/CSm | Ψ0 | qP | NPQ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1103p | 0 | 0.811±0.007 a | 0.612±0.053 a | 0.387±0.009 ef | 776.5±34.8 abc | 0.545±0.065 a | 0.856±0.026 ab | 0.703±0.139 g |
100 | 0.285±0.150 f | 0.153±0.062 e | 0.536±0.072 b | 111.7±94.21 h | 0.21±0.079 e | 0.322±0.131 f | 4.608±0.81 bc | |
A15 | 0 | 0.827±0.018 a | 0.61±0.027 a | 0.385±0.025 ef | 793±51.51 ab | 0.539±0.040 a | 0.857±0.012 ab | 1.256±0.04 fg |
100 | 0.68±0.024 cde | 0.35±0.071 cd | 0.515±0.045 bc | 621.1±73.95 cd | 0.383±0.062 cd | 0.662±0.051 e | 3.017±0.46 de | |
A17 | 0 | 0.818±0.023 a | 0.601±0.057 a | 0.402±0.016 ef | 643.2±55.1 bcd | 0.507±0.08 abc | 0.863±0.028 a | 0.908±0.049 g |
100 | 0.70±0.016 bcde | 0.425±0.01 cd | 0.475±0.037 cd | 514.9±76.19 de | 0.347±0.059 d | 0.76±0.020 bcd | 1.62±0.146 fg | |
A34 | 0 | 0.818±0.009 a | 0.609±0.033 a | 0.401±0.016 ef | 668.1±33.3 bcd | 0.52±0.044 ab | 0.875±0.009 a | 1.137±0.07 fg |
100 | 0.768±0.023 abc | 0.463±0.03 bc | 0.436±0.014 de | 568.7±19.40 de | 0.491±0.02 abc | 0.712±0.019 de | 2.057±0.403 ef | |
A35 | 0 | 0.824±0.008 a | 0.543±0.04 ab | 0.397±0.022 ef | 631.3±74.80 cd | 0.517±0.018 ab | 0.82±0.014 abc | 2.235±0.251 ef |
100 | 0.75±0.006 abcd | 0.39±0.035 cd | 0.415±0.03 def | 528±25.68 de | 0.395±0.07 bcd | 0.76±0.027 bcd | 2.982±1.11 de | |
A38 | 0 | 0.813±0.007 a | 0.607±0.023 a | 0.352±0.014 f | 773.3±37.2 abc | 0.563±0.078 a | 0.887±0.018 a | 0.856±0.103 g |
100 | 0.629±0.059 e | 0.324±0.065 d | 0.528±0.035 bc | 280.7±130.3 fg | 0.302±0.042 de | 0.682±0.048 de | 5.53±0.287 ab | |
A48 | 0 | 0.816±0.012 a | 0.607±0.079 a | 0.39±0.022 ef | 748.5±49.6 abc | 0.53±0.042 a | 0.873±0.011 a | 1.076±0.085 g |
100 | 0.633±0.077 de | 0.368±0.03 cd | 0.58±0.051 ab | 418.6±51.03 ef | 0.275±0.054 de | 0.675±0.076 de | 3.396±0.391 d | |
B24 | 0 | 0.806±0.003 ab | 0.576±0.098 a | 0.388±0.011 ef | 901.3±65.99 a | 0.534±0.034 a | 0.861±0.015 a | 1.335±0.26 fg |
100 | 0.646±0.030 de | 0.344±0.036 d | 0.548±0.028 ab | 653.5±44.5 bcd | 0.35±0.048 d | 0.715±0.051 de | 3.614±0.07 cd | |
B26 | 0 | 0.818±0.012 a | 0.57±0.039 ab | 0.369±0.004 f | 875.6±38.21 a | 0.55±0.038 a | 0.851±0.018 ab | 1.27±0.114 fg |
100 | 0.256±0.108 f | 0.093±0.079 e | 0.616±0.062 a | 151.3±128.4 gh | 0.188±0.047 e | 0.307±0.307 f | 6.42±1.076 a |
Strains | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1103P | 0.16 | 0.26 | 0.57 | 0.52 | 0.69 | 0.62 | 0.86 | 0.90 | 0.56 | 0.67 | 0.92 | 0.87 |
A15 | 0.18 | 0.38 | 0.75 | 0.67 | 0.85 | 0.77 | 0.93 | 0.95 | 0.71 | 0.82 | 0.90 | 0.94 |
A17 | 0.18 | 0.26 | 0.86 | 0.63 | 0.85 | 0.69 | 0.97 | 0.95 | 0.78 | 0.80 | 0.80 | 0.97 |
A34 | 0.31 | 0.39 | 0.82 | 0.66 | 0.81 | 0.78 | 1.00 | 0.93 | 0.77 | 0.80 | 0.80 | 0.98 |
A35 | 0.27 | 0.35 | 0.89 | 0.61 | 0.88 | 0.60 | 1.01 | 1.00 | 0.77 | 0.77 | 0.68 | 0.99 |
A38 | 0.29 | 0.36 | 0.62 | 0.54 | 0.69 | 0.70 | 0.94 | 0.89 | 0.59 | 0.69 | 0.87 | 0.92 |
A48 | 0.06 | 0.12 | 0.71 | 0.63 | 0.76 | 0.60 | 0.96 | 1.03 | 0.69 | 0.71 | 0.88 | 0.98 |
B24 | 0.15 | 0.21 | 0.63 | 0.49 | 0.74 | 0.63 | 0.93 | 0.89 | 0.60 | 0.71 | 0.73 | 0.91 |
B26 | 0.12 | 0.14 | 0.46 | 0.59 | 0.71 | 0.64 | 0.72 | 0.96 | 0.51 | 0.68 | 1.29 | 0.85 |
表2 NaCl胁迫下各葡萄株系各单项指标的耐盐系数
Table 2 Salt tolerant coefficient of every single index of each grape strains under NaCl stress
Strains | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1103P | 0.16 | 0.26 | 0.57 | 0.52 | 0.69 | 0.62 | 0.86 | 0.90 | 0.56 | 0.67 | 0.92 | 0.87 |
A15 | 0.18 | 0.38 | 0.75 | 0.67 | 0.85 | 0.77 | 0.93 | 0.95 | 0.71 | 0.82 | 0.90 | 0.94 |
A17 | 0.18 | 0.26 | 0.86 | 0.63 | 0.85 | 0.69 | 0.97 | 0.95 | 0.78 | 0.80 | 0.80 | 0.97 |
A34 | 0.31 | 0.39 | 0.82 | 0.66 | 0.81 | 0.78 | 1.00 | 0.93 | 0.77 | 0.80 | 0.80 | 0.98 |
A35 | 0.27 | 0.35 | 0.89 | 0.61 | 0.88 | 0.60 | 1.01 | 1.00 | 0.77 | 0.77 | 0.68 | 0.99 |
A38 | 0.29 | 0.36 | 0.62 | 0.54 | 0.69 | 0.70 | 0.94 | 0.89 | 0.59 | 0.69 | 0.87 | 0.92 |
A48 | 0.06 | 0.12 | 0.71 | 0.63 | 0.76 | 0.60 | 0.96 | 1.03 | 0.69 | 0.71 | 0.88 | 0.98 |
B24 | 0.15 | 0.21 | 0.63 | 0.49 | 0.74 | 0.63 | 0.93 | 0.89 | 0.60 | 0.71 | 0.73 | 0.91 |
B26 | 0.12 | 0.14 | 0.46 | 0.59 | 0.71 | 0.64 | 0.72 | 0.96 | 0.51 | 0.68 | 1.29 | 0.85 |
Growth parameters | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
X1 | 1.000 | |||||||||||
X2 | 0.881** | 1.000 | ||||||||||
X3 | 0.437 | 0.523 | 1.000 | |||||||||
X4 | 0.111 | 0.278 | 0.592 | 1.000 | ||||||||
X5 | 0.266 | 0.431 | 0.893** | 0.711* | 1.000 | |||||||
X6 | 0.516 | 0.678* | 0.271 | 0.522 | 0.284 | 1.000 | ||||||
X7 | 0.458 | 0.525 | 0.852** | 0.309 | 0.576 | 0.275 | 1.000 | |||||
X8 | -0.358 | -0.321 | 0.378 | 0.628 | 0.495 | -0.317 | 0.116 | 1.000 | ||||
X9 | 0.373 | 0.473 | 0.984** | 0.702* | 0.898** | 0.347 | 0.821** | 0.436 | 1.000 | |||
X10 | 0.376 | 0.588 | 0.833** | 0.770* | 0.909** | 0.644 | 0.605 | 0.245 | 0.874** | 1.000 | ||
X11 | 0.301 | 0.297 | -0.501 | -0.137 | -0.564 | 0.615 | -0.273 | 0.678* | -0.456 | -0.203 | 1.000 | |
X12 | 0.324 | 0.363 | 0.926** | 0.608 | 0.763* | 0.196 | 0.890** | 0.519 | 0.935** | 0.720* | -0.483 | 1.000 |
表3 NaCl胁迫下各单项指标的相关系数矩阵
Table 3 Correlation matrix of every single index under NaCl stress
Growth parameters | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
X1 | 1.000 | |||||||||||
X2 | 0.881** | 1.000 | ||||||||||
X3 | 0.437 | 0.523 | 1.000 | |||||||||
X4 | 0.111 | 0.278 | 0.592 | 1.000 | ||||||||
X5 | 0.266 | 0.431 | 0.893** | 0.711* | 1.000 | |||||||
X6 | 0.516 | 0.678* | 0.271 | 0.522 | 0.284 | 1.000 | ||||||
X7 | 0.458 | 0.525 | 0.852** | 0.309 | 0.576 | 0.275 | 1.000 | |||||
X8 | -0.358 | -0.321 | 0.378 | 0.628 | 0.495 | -0.317 | 0.116 | 1.000 | ||||
X9 | 0.373 | 0.473 | 0.984** | 0.702* | 0.898** | 0.347 | 0.821** | 0.436 | 1.000 | |||
X10 | 0.376 | 0.588 | 0.833** | 0.770* | 0.909** | 0.644 | 0.605 | 0.245 | 0.874** | 1.000 | ||
X11 | 0.301 | 0.297 | -0.501 | -0.137 | -0.564 | 0.615 | -0.273 | 0.678* | -0.456 | -0.203 | 1.000 | |
X12 | 0.324 | 0.363 | 0.926** | 0.608 | 0.763* | 0.196 | 0.890** | 0.519 | 0.935** | 0.720* | -0.483 | 1.000 |
X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 | P | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CI1 | 0.17 | 0.17 | 0.36 | 0.12 | 0.29 | 0 | 0.34 | 0.13 | 0.34 | 0.24 | -0.24 | 0.35 | 0.554 |
CI2 | 0.46 | 0.47 | 0.04 | -0.02 | -0.03 | 0.44 | 0.14 | -0.42 | 0.03 | 0.15 | 0.42 | -0.03 | 0.252 |
CI3 | -0.04 | 0.15 | 0.29 | 0.83 | 0.49 | 0.55 | 0.03 | 0.42 | 0.41 | 0.61 | 0.05 | 0.28 | 0.105 |
表4 NaCl胁迫下各综合指标的相关系数及贡献率
Table 4 Correlation of comprehensive indexes and their contribution rates under NaCl stress
X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 | P | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CI1 | 0.17 | 0.17 | 0.36 | 0.12 | 0.29 | 0 | 0.34 | 0.13 | 0.34 | 0.24 | -0.24 | 0.35 | 0.554 |
CI2 | 0.46 | 0.47 | 0.04 | -0.02 | -0.03 | 0.44 | 0.14 | -0.42 | 0.03 | 0.15 | 0.42 | -0.03 | 0.252 |
CI3 | -0.04 | 0.15 | 0.29 | 0.83 | 0.49 | 0.55 | 0.03 | 0.42 | 0.41 | 0.61 | 0.05 | 0.28 | 0.105 |
Strains | CI1 | CI2 | CI3 | U(X1) | U(X2) | U(X3) | Value D | Salt tolerance |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1103P | 1.39 | 0.67 | 2.63 | 0.20 | 0.46 | 0.00 | 0.252 | Weaker |
A15 | 1.68 | 0.82 | 3.19 | 0.71 | 0.79 | 0.97 | 0.761 | Strong |
A17 | 1.76 | 0.69 | 3.15 | 0.85 | 0.50 | 0.89 | 0.758 | Strong |
A34 | 1.76 | 0.92 | 3.21 | 0.84 | 1.00 | 1.00 | 0.907 | Strong |
A35 | 1.85 | 0.67 | 3.12 | 1.00 | 0.45 | 0.84 | 0.826 | Strong |
A38 | 1.48 | 0.88 | 2.76 | 0.36 | 0.92 | 0.23 | 0.499 | Medium |
A48 | 1.61 | 0.46 | 2.94 | 0.59 | 0.00 | 0.53 | 0.418 | Medium |
B24 | 1.49 | 0.64 | 2.70 | 0.38 | 0.39 | 0.13 | 0.353 | Medium |
B26 | 1.27 | 0.56 | 2.67 | 0.00 | 0.22 | 0.07 | 0.066 | Weaker |
Index weight | 0.608 | 0.277 | 0.115 |
表5 NaCl胁迫下各株系的综合指标值、权重、隶属函数值、D值及综合评价
Table 5 Each strain’s comprehensive index, index weight, membership function value, value D and comprehensive evaluation under NaCl stress
Strains | CI1 | CI2 | CI3 | U(X1) | U(X2) | U(X3) | Value D | Salt tolerance |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1103P | 1.39 | 0.67 | 2.63 | 0.20 | 0.46 | 0.00 | 0.252 | Weaker |
A15 | 1.68 | 0.82 | 3.19 | 0.71 | 0.79 | 0.97 | 0.761 | Strong |
A17 | 1.76 | 0.69 | 3.15 | 0.85 | 0.50 | 0.89 | 0.758 | Strong |
A34 | 1.76 | 0.92 | 3.21 | 0.84 | 1.00 | 1.00 | 0.907 | Strong |
A35 | 1.85 | 0.67 | 3.12 | 1.00 | 0.45 | 0.84 | 0.826 | Strong |
A38 | 1.48 | 0.88 | 2.76 | 0.36 | 0.92 | 0.23 | 0.499 | Medium |
A48 | 1.61 | 0.46 | 2.94 | 0.59 | 0.00 | 0.53 | 0.418 | Medium |
B24 | 1.49 | 0.64 | 2.70 | 0.38 | 0.39 | 0.13 | 0.353 | Medium |
B26 | 1.27 | 0.56 | 2.67 | 0.00 | 0.22 | 0.07 | 0.066 | Weaker |
Index weight | 0.608 | 0.277 | 0.115 |
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