《Discover Plants》：Response of tomato and squash genotypes to salinity stress at the vegetative stage under controlled greenhouse conditions
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盐胁迫（salinity stress）是蔬菜生产中的主要非生物限制因子，造成显著的产量损失。培育耐盐品种是缓解其影响的可持续策略。在该研究中，研究人员对佛罗里达州商业化种植的30个番茄（*Solanum lycopersicum* L.）和32个南瓜（*Cu
盐胁迫（salinity stress）是蔬菜生产中的主要非生物限制因子，造成显著的产量损失。培育耐盐品种是缓解其影响的可持续策略。在该研究中，研究人员对佛罗里达州商业化种植的30个番茄（*Solanum lycopersicum* L.）和32个南瓜（*Cucurbita* spp.）栽培种在温室条件下的盐胁迫响应进行了评估，设置了0、100、150和200 mM/L NaCl不同盐浓度梯度。试验采用完全随机区组设计，每品种3次重复，盐处理从第二片真叶期开始，每隔一天施加2小时。研究人员通过测定叶绿素含量[处理后7天和14天（DAT）]、地上部长度（14 DAT）和生物量（14 DAT）评估植株响应。番茄中，叶绿素含量随盐浓度增加而下降，而南瓜则表现出与盐浓度的正相关关系；胁迫条件下叶绿素水平的升高提示盐胁迫与叶绿素生物合成通路存在潜在关联。两种作物中，植株生长（地上部长度和生物量）与盐胁迫均呈负相关。基于地上部长度和生物量百分比变化的层次聚类将基因型分为4个不同类群，其中12个番茄和7南瓜基因型聚为高耐盐类群。这些结果为温室条件下vegetative stage基因型特异性盐胁迫响应提供了初步认识，但仍需田间条件验证以确认其广泛适用性，并深入理解耐盐的生理和分子机制。
盐胁迫（salinity stress）是制约全球农业生产的主要非生物因素之一，每年导致约150万公顷农田退化，造成约3100万美元的农业产值损失。在佛罗里达州，番茄和南瓜作为最重要的蔬菜作物之一，其鲜食生产总价值超过3.727亿美元，种植面积逾30,100英亩。尽管真菌、病毒和细菌等病原引起的植物病害是限制当地生产的主要生物因素，但盐胁迫等非生物因素同样造成严重的蔬菜生产损失。土壤盐渍化主要由盐水入侵、过量施肥和咸水灌溉引起，过量积累的Na?、Cl?、K?等阳离子以及NO??、SO?2?等阴离子会破坏植物代谢和生理过程，包括光合作用、相对生长速率、蒸腾作用、产量、衰老、种子萌发、蛋白质代谢以及养分和水分吸收。因此，开发耐盐蔬菜品种成为减少盐害农业系统产量损失的关键策略。
然而，现有研究存在明显不足：首先，盐耐受性是由生长发育阶段依赖的生理生化过程调控的复杂性状，仅基于种子萌发的评估往往提供不完整且不一致的耐受性评价；其次，针对佛罗里达州商业化番茄和南瓜品种的盐胁迫响应数据严重缺乏。为此，研究人员在《Discover Plants》发表了这项研究，旨在评估佛罗里达州商业化种植的番茄和南瓜品种在温室条件下的盐胁迫响应，为种植者推荐适宜在盐碱地栽培的品种提供依据。
该研究选取了佛罗里达州推荐的32个南瓜和30个番茄商业品种作为试验材料。试验于2022年和2023年在温室中进行，采用完全随机区组设计，设置了0、100、150和200 mM/L四个NaCl浓度梯度，每品种每处理3次重复。盐处理从第一片真叶期开始，每隔一天将1.6 L盐溶液加入无孔塑料托盘中，让土壤浸泡2小时后移除溶液，共进行7次盐处理，为期两周。研究人员使用土壤植物分析开发（Soil Plant Analysis Development, SPAD）叶绿素仪在7 DAT和14 DAT测定第3片叶的叶绿素含量；在14 DAT将植株从土表切断，用卷尺测定最长地上部长度；将植株在28°C/75%相对湿度条件下烘箱干燥5天后称干重测定生物量。数据处理采用SAS软件的一般线性模型，使用LSD法进行均值分离（p≤0.05），并采用Ward最小方差法进行层次聚类分析。
研究结果显示，盐胁迫对两种作物的生长和生理特性产生了显著影响。在生长指标方面，南瓜和番茄的地上部长度和生物量均随盐浓度增加而显著降低，200 mM/L处理下降幅度最大。南瓜在0 mM/L时的平均地上部长度为57.9 cm，而100、150和200 mM/L处理分别降至42.8 cm、39.21 cm和30.96 cm；生物量则从6.9 g分别降至3.6 g、2.9 g和2.6 g。番茄呈现相似趋势，地上部长度从70.5 cm（0 mM/L）降至41.6 cm（200 mM/L），生物量从6.9 g降至2.5 g。这一结果与黄瓜和南瓜中观察到的盐浓度升高导致生长参数急剧下降的现象一致，反映了盐胁迫通过抑制细胞分裂、降低气孔开度、减少CO?同化率和光合速率来阻碍植物生长。
在叶绿素响应方面，两种作物表现出截然不同的模式。南瓜的叶绿素含量随盐浓度升高而增加，7 DAT时100、150、200 mM/L处理的平均增幅分别为26.4%、40.3%和64.6%，Waltham、Butterbush、Cash Machine和Spineless King等品种增幅最大；14 DAT时增幅有所回落，但仍保持正增长，Waltham以82.6%的增幅位居首位。这种盐诱导的叶绿素积累可能与叶片面积指数降低导致单位面积盐离子浓度增加有关，也可能是维持光能捕获的补偿性响应，此前在水稻、糖用甜菜、棉花、向日葵和生菜等作物中均有报道。相反，番茄的叶绿素含量在盐处理后总体下降，7 DAT时平均变化为-25.9%（100 mM/L）、2.2%（150 mM/L）和-8.1%（200 mM/L），仅Red Currant、BHN268和Tachi等少数品种出现正积累；14 DAT时下降趋势更为明显。这种叶绿素损失与活性氧（reactive oxygen species, ROS）过量产生加速色素降解、破坏光系统II（Photosystem II）完整性、限制电子传递和气孔导度以及损伤叶绿体超微结构密切相关，此类现象在玉米、大麦、水稻和棉花等多种作物中均有记录。
基于地上部长度和生物量百分比变化的层次聚类分析成功将基因型划分为四个耐盐性类群。在番茄中，最不敏感（耐盐）类群包含10个基因型：Daytona、BHN784、Villa、Sweet Heart、Sweet Treat、STM2255、Skyway、BHN762、BHN602和BHN268；最敏感类群包含12个基因型，包括Red Currant、Ruby Cush、Red Snapper、Sakura、Shelby、Tachi、HM1823、Picus、Gardener's Delight、Sweetie、Grand Marshall和Mountain Honey。在南瓜中，最不敏感（耐盐）类群包含7个基因型：Spineless Beauty、Royal Ace、Early Prolific、Avalon、Lioness、Black Beauty和Spineless King；而Ultra品种单独形成最敏感类群。值得注意的是，Spineless Beauty和Spineless King在生长指标和聚类分析中均表现优异，确认为高耐盐基因型。
研究讨论部分深入分析了上述发现的生理意义和应用价值。研究人员指出，南瓜和番茄之间相反的叶绿素响应模式反映了物种特异性及基因型特异性的盐胁迫适应策略差异：南瓜可能通过维持或增强叶绿素积累来保障胁迫下的光能捕获，属于一种补偿性响应；而番茄则表现出叶绿素降解的特征，符合在长期离子胁迫和氧化胁迫下下调光合投入的避逆策略。此外，同一作物内不同品种对盐胁迫的差异化响应凸显了遗传背景在耐盐性中的重要作用，这与之前在水萝卜、水芹、小麦、高粱、水稻、大麦、黄瓜等多种作物中的报道一致。层次聚类分析基于综合生长和生物量性状有效区分了不同耐盐性基因型，证明了该方法在耐盐种质筛选中的实用价值。
研究结论部分明确指出：基于温室条件下植物生长参数的评估，多个佛罗里达州商业化南瓜品种（Spineless Beauty、Royal Ace、Early Prolific、Avalon、Lioness、Black Beauty和Spineless King）和番茄品种（Daytona、BHN784、Villa、Sweet Heart、Sweet Treat、STM2255、Skyway、BHN762、BHN602和BHN268）被鉴定为潜在的耐盐品种。这些耐盐基因型可向盐碱地种植者推荐。然而，田间条件的验证对于确认这些结果至关重要，仍需进一步研究以阐明耐盐性背后的分子和生化机制。
