整合多性状生理方法表征面包小麦 (Triticum aestivum L.) 基因型的耐盐性

《BMC Plant Biology》：Integrating multitrait physiological approaches to characterize salinity tolerance in bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes

　　

摘要

背景

土壤盐渍化是小麦生产的主要限制因素，因为它破坏了植物的水分关系、光合作用、氧化平衡和产量形成。尽管许多生理性状已被单独研究，但用于评估对盐胁迫协调生理反应的整合方法仍然有限。本研究调查了多性状生理整合是否有助于表征所评估小麦基因型的耐盐性，方法是使用常规生理分析，结合成本 - 效益斜率分析和综合生理效率指数 (IPE_ridge)。

结果

在采用随机完全区组设计的裂区实验中，评估了三个差异显著的面包小麦基因型 [BAW 1147 (耐盐)、BARI Gom 25 (中等耐盐) 和 BARI Gom 28 (敏感)]，灌溉溶液的电导率 (EC) 分别为对照、5 和 10 dS m^-1。评估了水分关系、气体交换、光合色素、相容性溶质积累、氧化胁迫、抗氧化防御和产量相关性状，并使用成本 - 效益斜率分析和综合生理效率指数 (IPE_ridge) 进一步评估了生理协调性。灌溉溶液的盐度 (EC) 降低了植物水分状况、光合性能、色素稳定性和产量，同时增加了相容性溶质积累、氧化胁迫指标和抗氧化酶活性。在所评估的基因型中，与 BARI Gom 25 和 BARI Gom 28 相比，BAW 1147 通常保持了更高的相对含水量、光合速率、水分利用效率、叶绿素含量和籽粒产量，同时氧化损伤更低。相关性分析表明，在盐胁迫灌溉条件下，生理性状和产量相关性状之间的协调性比在对照条件下更强。成本 - 效益斜率分析揭示了生理反应模块的相对贡献存在依赖于基因型和灌溉溶液 EC 的差异，而 IPE_ridge 值通常在耐盐基因型中高于中等耐盐和敏感基因型。

结论

研究结果表明，所评估小麦基因型的耐盐性与协调的生理反应有关，而不仅仅是个别性状的表现。提出的成本 - 效益斜率分析和 IPE_ridge 指数可为表征当前数据集中的多性状生理反应提供互补的定量方法。然而，在确立其更广泛的适用性之前，需要在更大和更多样的小麦群体和环境条件下进行进一步验证。