《Horticulturae》:Evaluation of Adult-Stage Salt Tolerance Identifies Promising Tomato Accessions Under Saline and Non-Saline Conditions
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土壤盐渍化是全球番茄生产的主要非生物限制因子。为评价成年期番茄在盐与非盐对比条件下的表现,研究人员在河北省两个日光温室点(石家庄非盐点与沧州黄骅盐碱点)对23份番茄种质(13份大果型与10份樱桃型)进行评估,测定11项生长、生物量、产量与品质性状,并计算盐耐受
土壤盐渍化是全球番茄生产的主要非生物限制因子。为评价成年期番茄在盐与非盐对比条件下的表现,研究人员在河北省两个日光温室点(石家庄非盐点与沧州黄骅盐碱点)对23份番茄种质(13份大果型与10份樱桃型)进行评估,测定11项生长、生物量、产量与品质性状,并计算盐耐受系数(Salt Tolerance Coefficient, STC)以表征两点的相对性状表现;同时利用与SlHAK20连锁的PARMS标记进行基因分型。盐点生物量积累总体较低,地上与根干重两点相对差异最大,株高差异较小;多数种质在盐点总可溶性固形物(Total Soluble Solids, TSS)升高,大果型305号增幅达91.7%。相关性分析显示茎与根鲜干重间呈强正相关(p < 0.0001)。大果型305号与樱桃型436号在两点的生物量保持与形态差异较小,可作为候选种质。SlHAK20连锁标记基因型与表型表现不完全一致,提示该标记预测价值需进一步验证。因盐度与地点混杂、单季实施且标记未在独立群体验证,结论应谨慎看待。本研究为盐碱环境番茄育种提供了初步比较评价方法与候选种质。
研究背景与立题依据
土壤盐渍化通过渗透胁迫、离子毒害、营养失衡与活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)积累严重影响番茄(Solanum lycopersicum L.)生长与果实品质,是保护地番茄可持续生产的重大制约。已有研究多聚焦发芽或苗期控温盐筛,难以反映生殖期产量与品质形成过程;而耐盐性为多基因、多通路与环境的复杂数量性状。尽管SlHAK20被报道调控Na?/K?稳态并与自然变异关联,但田间成年期综合评估及分子标记辅助验证仍不足。为此,研究人员在河北两日光温室(石家庄非盐对照点ECe≈0.97–1.07 dS·m?1;黄骅盐碱点ECe≈5.87–7.35 dS·m?1)开展田间成年期比较,旨在明确盐胁迫下农艺、生物量、产量与品质响应,识别关键性状与候选种质,并检验SlHAK20连锁PARMS标记的预测力。该文发表于《Horticulturae》。
主要技术方法概览
研究人员于2025年采用随机完全区组设计(Randomized Complete Block Design, RCBD)三重复,播种至收获全程统一管理;以河北农林科学院提供的23份F?或品种为材料(13大果+10樱桃),每点每重复10株,取内行5株测11性状(株高、茎粗、叶长、叶宽、地上/根鲜干重、单果重、亩产、TSS)。以盐点/非盐点均值比计算STC;用线性混合效应模型(性状固定、种质随机)比较STC,Pearson相关(Bonferroni校正)分析性状间关系;同时以CTAB提DNA,PARMS(Penta-primer Amplification Refractory Mutation System)标记分型SlHAK20位点HAK20-56(A/G与6 bp缺失共分离),每种质8株独立取样。
研究结果
3.1 番茄性状盐耐受系数分析
对11性状STC描述统计显示,均值介于41.9%–112.9%;株高STC均值102.4%(CV 4.9%)差异最小,TSS均值112.5%且右偏,多数>100%;地上干重(Above-ground Dry Weight, ADW)均值51.6%,根干重(Root Dry Weight, RDW)均值41.9%且CV高达56.3%,生物量尤其根系对盐最敏感。线性混合模型证实性状效应显著(F??,???=54.237, p<0.001),TSS与株高STC显著高于多数其他性状。
3.2 盐耐受性状相关分析
跨23种质的STC相关显示:地上鲜重与ADW(r=0.76)、根鲜重与RDW(r=0.80)、叶长与叶宽(r=0.82)均强正相关(校正后p<0.01);亩产(Yield Per Mu, YPM)与株高中等相关但未过校正阈值;TSS与产量/单果重无显著负相关,未检出明确产量–品质权衡,但受样本量限制。单果重与茎粗独立性强。
3.3 盐胁迫对生物量积累与种质筛选的影响
3.3.1 大果型番茄:盐点AFW、ADW、RFW、RDW普遍下降;305号在AFW、ADW、RFW、RDW两点差最小,甚至RDW盐点略高,综合生物量保持最优。
3.3.2 樱桃型番茄:436号AFW、ADW、RFW、RDW两点差均最小,根系衰退最缓;其余如CK3、396等RFW盐点不足非盐点25%。
3.4 盐胁迫对不同番茄类型产量与品质及品种筛选的影响
3.4.1 大果型:所有种质YPM盐点下降(均值6771.54→4392.46 kg·mu?1),309号产量差最小;TSS盐点普遍升高(均值4.62→5.18 °Brix),305号盐点较非盐点高91.67%,为增幅最大。
3.4.2 樱桃型:SFW与YPM盐点均降,397号YPM差最小;TSS变化分化——436、401等升高,CK3、396等降低,436号TSS两点接近且生物量优。
3.5 盐胁迫对农艺性状与品种筛选的影响
3.5.1 大果型:株高两点差最小(部分如305、Provencal盐点略高),叶宽差最大;305、Provencal、350多性状差较小。
3.5.2 樱桃型:株高与茎粗差小于叶性状;436号株高、叶长、叶宽差均最小,与前序生物量结果一致。
3.6 SlHAK20位点基因分型
PARMS分型184株(每种质8株)检出AA 57.6%、AG 27.2%、GG 15.2%,分出率100%。樱桃型全为AA纯合;大果型中Provencal/308/331为GG,285/334偏AA,其余多AG。候选436(樱桃)为AA,305(大果)偏AG;但AA中也含表型差大者,AG混杂大小差,标记基因型与田间STC表型无一致对应。
讨论部分总结
研究人员指出,成年期田间多性状评价比苗期更贴近实际产量形成;生物量(尤根系)STC变异最大、株高最稳,TSS升幅明显,印证渗透调节与碳水重组。强相关仅存于同功能组内,单果重/茎粗独立,说明耐盐不可由单性状替代。YPM–株高相关可能混杂大果/樱桃株型差异;未检出YPM–TSS显著权衡受n=23统计力限制。SlHAK20标记虽可分型,但候选305(AG)与436(AA)表型近似而基因型异,表明田间成年耐盐受多基因调控,标记辅助需结合田间表型。研究局限在于盐度与地点不可分、单季、未独立验证标记。
结论部分翻译
本研究对两地点(盐与非盐)代表条件下23份番茄成年期种质进行比较评价。11性状中地上与根干重两点相对差最大,株高差最小;多数种质盐点TSS升高,大果305号相对差最大。性状响应分化凸显成年耐盐复杂性,单性状不足以评价。大果305号与樱桃436号生物量保持佳、多点差小,为候选种质。SlHAK20连锁标记基因型与表型不一致,预测力须独立群体验证。所述候选与评价框架可支撑盐碱地番茄育种,但需多年多点确认后方可推广。