土壤鹽漬化是全球普遍存在并備受關注的環境問題之一。我國鹽堿地面積高達3467hm2，而且還在逐年增加，但是我國鹽堿地只有小部分被耕種，大量的鹽堿土待開發利用，是重要的后備土地資源。同時我國人口眾多，耕地面積不足，若想發展畜牧業且不與糧棉爭地，選育耐鹽堿牧草開發廣闊的鹽堿地勢在必行。多花黑麥草是禾本科黑麥草屬植物，生長速率快，營養豐富，消化率高，而且各種家畜喜食，適于集約化栽培利用，已成為目前農區種植最廣，播種面積最大的牧草之一。但是多花黑麥草對于土壤鹽堿性耐受性中等，在我國黑麥草主產區嚴重受到土壤鹽漬化威脅。因此，篩選耐鹽多花黑麥草，研究其耐鹽機理，對農牧業生產的發展具有重要意義。
中國科學院武漢植物園草坪草與牧草分子育種學科組前期收集了多份多花黑麥草種質資源，并對其耐鹽性進行系統評價。本研究以前期篩選鑒定的極端耐鹽（‘Abundant’）和鹽敏感（‘Angus’）種質為材料，分別從生理生化水平和代謝水平，對多花黑麥草耐鹽機理進行解析。結果發現，與鹽敏感種質相比，耐鹽種質具有更高的葉片相對含水量和更好的牧草品質。進一步對抗氧化酶系統和光和系統進行比較研究，發現鹽脅迫下，耐鹽種質活性氧誘導的細胞損傷較輕，且具有更高的光合效率。以上結果均表明與敏感種質相比，耐鹽種質受到的鹽毒害更輕。隨后，對植物吸收和轉運離子能力進行比較，發現和耐鹽種質相比，鹽敏感種質吸收鈉離子更多且向地上部分轉運能力更強。因此，我們推測吸收更少的鈉離子，并抑制其向地上部分的轉移是‘Abundant’耐鹽機理之一。此外，從代謝水平比較分析‘Abundant’的耐鹽機理，共鑒定到包括氨基酸、有機酸、脂肪酸和糖類在內的41種初級代謝產物。與耐鹽種質相比，鹽敏感種質‘Angus’代謝產物對鹽脅迫更敏感。研究結果為探究多花黑麥草的耐鹽機制提供了基本信息。
研究成果以“Comparative physiological and metabolic analyzes of two Italian ryegrass (Lolium multiflorum) cultivars with contrasting salinity tolerance”為題，發表于國際學術期刊Physiologia Plantarum。武漢植物園草坪草與牧草分子育種學科組碩士研究生馮啟佳為論文第一作者，謝燕助理研究員與陳良研究員為論文共同通訊作者，該研究得到了中科院青促會，國家自然科學基金等項目資助。（文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ppl.13374）。
圖1 多花黑麥草耐鹽機理模式圖
