Evaluation and screening of the salt tolerance of triticale germplasm at the germination and seedling stages

doi:10.11686/cyxb2023228

Abstract

Abstract:

Salinized soil is an important standby cultivated land resource， but salt-tolerant crop varieties are required to use salinized land for agriculture. In this study， 14 triticale （Triticosecale wittmack） germplasm lines from America and six Chinese provinces were treated with 0.9% and 1.2% （w/v） NaCl during the germination and seedling stages， respectively. The salt tolerance of triticale germplasm lines at the germination and seedling stages was evaluated and screened by measuring the germination rate， germination energy， and germination index， as well as plant height， root length， dry/fresh weight of aboveground， dry/fresh weight of roots， proline and malonaldehyde contents， and superoxide dismutase activity. The results showed that there were was abundant variation in these indexes among the salt-treated triticale materials at the germination and seedling stages， with the coefficient of variation ranging from 6.53% to 99.65%. Compared with the agronomic indexes， the physiological indexes were more strongly affected by salt stress. The salt tolerance of triticale germplasm resources at the germination stage and seedling stage was evaluated using multivariate statistical methods such as the membership function method and principal component analysis. A correlation analysis between the membership function value ranking at the germination stage and the D-value ranking at the seedling stage showed that the salt tolerance at the seedling stage was significantly positively correlated with that at the germination stage. Overall， we identified eight salt-tolerant germplasm lines at the germination stage， and one very salt-tolerant line and eight salt-tolerant lines at the seedling stage. The two most salt-tolerant materials at the germination and seedling stages were Gannong No.4 and Jisi No.2. Thus， these two materials were identified as excellent triticale resources for cultivation in saline-alkali soils and for breeding new salt-tolerant cultivars.

Key words: triticale, salt stress, germination stage, seedling stage, salt tolerance, germplasm resources

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Figures/Tables 7

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编号No.	品种名Species name	产地Location	编号No.	品种名Species name	产地Location
1	冬牧70 Dongmu 70	美国America	8	甘农2号Gannong No.2	甘肃Gansu
2	高产冬牧70 Gaochandongmu 70	江苏Jiangsu	9	冀饲3号Jisi No.3	河北Hebei
3	小黑麦Xiaoheimai	山东Shandong	10	冀饲4号Jisi No.4	河北Hebei
4	饲用小黑麦Siyongxiaoheimai	江苏Jiangsu	11	甘农3号Gannong No.3	甘肃Gansu
5	冀饲6号Jisi No.6	河北Hebei	12	冀饲2号Jisi No.2	河北Hebei
6	冀饲3号-1 Jisi No.3-1	河北Hebei	13	藏饲1号Zangsi No.1	西藏Xizang
7	晋饲草1号Jinsicao No.1	山西Shanxi	14	甘农4号Gannong No.4	甘肃Gansu

编号No.	品种名Species name	产地Location	编号No.	品种名Species name	产地Location
1	冬牧70 Dongmu 70	美国America	8	甘农2号Gannong No.2	甘肃Gansu
2	高产冬牧70 Gaochandongmu 70	江苏Jiangsu	9	冀饲3号Jisi No.3	河北Hebei
3	小黑麦Xiaoheimai	山东Shandong	10	冀饲4号Jisi No.4	河北Hebei
4	饲用小黑麦Siyongxiaoheimai	江苏Jiangsu	11	甘农3号Gannong No.3	甘肃Gansu
5	冀饲6号Jisi No.6	河北Hebei	12	冀饲2号Jisi No.2	河北Hebei
6	冀饲3号-1 Jisi No.3-1	河北Hebei	13	藏饲1号Zangsi No.1	西藏Xizang
7	晋饲草1号Jinsicao No.1	山西Shanxi	14	甘农4号Gannong No.4	甘肃Gansu

指标 Index	最大值 Maximum	最小值 Minimum	极差 Range	平均值 Mean	标准差 Standard deviation	变异系数 Variable coefficient （%）
G₁	1.00	0.74	0.26	0.90	0.09	10.14
G₂	1.00	0.80	0.20	0.92	0.06	6.53
G₃	1.00	0.41	0.59	0.63	0.14	22.33
S₁	1.01	0.72	0.29	0.93	0.08	8.05
S₂	1.16	0.69	0.47	0.96	0.13	13.22
S₃	1.02	0.07	0.95	0.72	0.26	36.40
S₄	1.10	0.12	0.98	0.81	0.24	30.34
S₅	1.08	0.52	0.56	0.82	0.18	22.38
S₆	1.15	0.58	0.57	0.88	0.18	20.76
S₇	14.04	1.01	13.03	4.54	4.52	99.65
S₈	6.86	1.00	5.86	2.14	1.60	74.52
S₉	1.02	0.26	0.76	0.67	0.25	37.66

指标 Index	最大值 Maximum	最小值 Minimum	极差 Range	平均值 Mean	标准差 Standard deviation	变异系数 Variable coefficient （%）
G₁	1.00	0.74	0.26	0.90	0.09	10.14
G₂	1.00	0.80	0.20	0.92	0.06	6.53
G₃	1.00	0.41	0.59	0.63	0.14	22.33
S₁	1.01	0.72	0.29	0.93	0.08	8.05
S₂	1.16	0.69	0.47	0.96	0.13	13.22
S₃	1.02	0.07	0.95	0.72	0.26	36.40
S₄	1.10	0.12	0.98	0.81	0.24	30.34
S₅	1.08	0.52	0.56	0.82	0.18	22.38
S₆	1.15	0.58	0.57	0.88	0.18	20.76
S₇	14.04	1.01	13.03	4.54	4.52	99.65
S₈	6.86	1.00	5.86	2.14	1.60	74.52
S₉	1.02	0.26	0.76	0.67	0.25	37.66

指标Index	G₁	G₂	G₃	S₁	S₂	S₃	S₄	S₅	S₆	S₇	S₈
G₂	0.792**
G₃	0.401	0.267
S₁	0.167	0.176	0.022
S₂	-0.090	-0.034	0.153	-0.332
S₃	-0.360	-0.312	0.009	0.172	0.008
S₄	-0.056	0.170	-0.220	0.215	-0.138	0.662**
S₅	0.039	0.106	0.006	0.603*	-0.229	0.690**	0.586*
S₆	0.029	-0.016	-0.075	0.388	0.164	0.174	0.279	0.423
S₇	0.096	0.091	0.424	-0.384	0.060	-0.445	-0.218	-0.661*	-0.418
S₈	0.219	0.160	0.650*	-0.165	-0.012	-0.305	-0.163	-0.390	-0.362	0.914*
S₉	0.096	0.237	0.350	0.562*	0.237	0.486	0.305	0.714**	0.222	-0.405	-0.112