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科学普及 | 给小麦种质资源“盐值”打个分
发布时间:2025-07-18      来源:       阅读量:     分享:

2021年10月,习近平总书记在黄河三角洲农业高新技术产业示范区考察调研时强调:“开展盐碱地综合利用对保障国家粮食安全、端牢中国饭碗具有重要战略意义”。在我国,盐碱地面积约有15亿亩,占国土总面积的10%左右。这些土地因为盐分过高,给农作物生长带来了很大的障碍。小麦作为我国主要的粮食作物之一,不同品种的耐盐能力差异显著。我们把小麦种质资源的耐盐能力形象的比喻为“盐值”,给小麦“盐值”打分、筛选出耐盐能力强的品种,对提高盐碱地利用率、保障粮食安全至关重要。

一、为啥要给小麦盐值打分

土壤盐渍化就像给小麦的生长套上了一个“紧箍咒”。过高的盐分不仅会影响小麦对水分和养分的吸收,还会干扰它的生理代谢,导致生长迟缓、产量下降。而小麦苗期恰好与土壤返盐期重叠,这时候的耐盐能力对它整个生长周期影响很大。不同品种小麦的耐盐能力差异悬殊,所以给它们的“盐值”打分,筛选出耐盐小能手,就成了盐碱地利用的核心步骤。

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不同小麦种质资源耐盐性表现(约0.3%土壤含盐量)

二、给小麦盐值打分的秘诀

中国农业科学院作物科学研究所种质资源抗逆性评价团队的科研人员,挑选了19份杂交小麦和2份常规品种,开展了一场特殊的“盐值”考试。首先是“考场”布置,用蛭石作为培养基质,这种基质能让小麦处于相对均一的生长环境,还利于保持土壤盐浓度的稳定。从播种开始,就给小麦施加不同浓度的NaCl“盐考”,浓度分别为0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%,这里的 “浓度” 是指NaCl质量与蒸馏水体积的比例,如0.4%即100毫升蒸馏水中含0.4克氯化钠,观察小麦在不同NaCl浓度溶液中的生长情况。

接着是“评分指标”,通过科学观察,总叶片数、株高、根长、叶绿素含量等11项指标,作为小麦耐盐能力的“表现分”,能够较为全面地反映出它们在盐胁迫下的生长状态。

通过实验研究发现,1.2%的NaCl浓度是最适合的“考试水准”。因为在这个浓度下,大多数指标的耐盐系数(盐胁迫下的指标值与正常条件下的比值)变异最大,差别最明显,可以显著区分不同小麦耐盐能力。

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小麦种质资源“盐值”打分流程

科研人员用了一套“智能评分系统”——多元统计分析方法。通过主成分分析,把11个复杂的指标简化成3个主成分,再结合隶属函数分析,得出一个综合评价指标D值,这就是小麦“盐值”的最终得分。D值越高,说明小麦的耐盐能力越强。

三、小麦“盐值”评分结果

根据D值大小并结合聚类分析图共同判定,21份小麦种质资源被分成了5个“盐值”等级,分别是高耐、耐、中耐、敏感和高敏。在这次“盐考”中,有两位“学霸”表现格外突出,它们是京麦13和BH1273,D值分别为0.81和0.73,属于高耐级别。还有3份小麦资源MS19-4、BH2528、BH6705达到了耐盐级别。让人惊喜的是,13份杂交小麦的“盐值”得分都高于常规品种捷麦19和济麦22,由此推测:杂交小麦在耐盐方面可能具有很大潜力。

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小麦种质资源“盐值”划分结果

此外,科研人员还找到了6个关键的“评分标准”,分别是倒二叶叶长、总叶片数、株高、倒二叶叶绿素、根长和根干重。通过这6个指标,就能大致推算出小麦的“盐值”啦。

对小麦“盐值”打分,不仅帮我们筛选出耐盐能力强的小麦资源,还为培育新的耐盐品种提供了重要依据。相信随着科技不断发展,会有更多“高盐值”小麦在盐碱地上茁壮成长——昔日的荒滩,终将成为孕育丰收的新粮仓!


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孙现军, 姜奇彦, 胡正, 李宏博, 庞斌双, 张风廷, 张胜全, 张辉. 小麦种质资源苗期耐盐性鉴定评价. 作物学报, 2023, 49(4): 1132-1139. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2023.21021


作者介绍

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孙现军,男,硕士生导师,作物遗传育种专业,中国农业科学院作物科学研究所副研究员。长期从事包括水稻、小麦、大豆、玉米、大麦、高粱、谷子等种质资源的各生育期耐盐碱鉴定评价工作,根据水、旱田作物的生长特性,分别建立了系统的种质资源耐盐性鉴定评价体系,筛选出近1100多份的耐盐碱资源,推介发布了首批711份耐盐碱资源,为后续耐盐基因挖掘及新种质创制提供了有力保障。在国内率先建立了适应于大豆基因编辑的CRISPR-Cas9技术,并优化提高了CRISPR体系的编辑效率。先后主持了国家自然科学基金-青年科学基金、国家重点研发计划子课题、国家重点研发计划揭榜挂帅子课题等项目4项,参与发表种质资源耐盐碱相关文章30余篇。


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