盐度耐受性、植物生长以及三种墨西哥Huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）基因型在NaCl胁迫下的养分分配 Eréndira Esmeralda Hernández-Andrade, César Omar Montoya-García, Fernando Carlos Gómez-Merino, Libia Iris Trejo-Téllez

《Crops》：Salinity Tolerance, Plant Growth, and Nutrient Partitioning in Three Mexican Huauzontle (Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae) Genotypes Under NaCl Stress Eréndira Esmeralda Hernández-Andrade, César Omar Montoya-García, Fernando Carlos Gómez-Merino and Libia Iris Trejo-Téllez

　　摘要：Huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）是一种原产于中美洲的假谷物，传统上被用作营养丰富的食物，其特点是能够适应恶劣的环境条件，包括盐胁迫。本研究评估了四种NaCl浓度（0、100、200和300 mM）对三种本地Huauzontle基因型的植物形态以及叶片、茎、花序和种子中的营养成分（N、P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn和B）和Na含量的影响。实验采用完全随机设计，分为裂区设计，并进行了12次重复。200和300 mM NaCl的处理延迟了收获时间并降低了种子重量，而随着NaCl浓度的增加，植物高度以及茎、叶和花序的鲜重和干重逐渐减少。正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）清晰地区分了不同基因型，并将NaCl处理分组到不同的簇中，揭示了植物器官间不同的养分分配模式。养分积累量因器官和盐度水平而异；叶片中的N、K、Ca、Mg和Fe浓度降低，而Cu和Mn浓度增加。Huauzontle表现出较高的耐盐性，在高达300 mM的NaCl浓度下仍能维持生长和发育。这些发现突显了Huauzontle作为在盐碱条件下具有抗逆性和营养价值的作物的潜力。

1. 引言
Huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）是一种在中美洲驯化的假谷物[1]。它因其营养价值和药用特性而被传统种植和食用。Huauzontle富含蛋白质（约17%）、维生素（A、B、C和D）、皂苷、矿物质（包括钙、磷和铁）、膳食纤维、抗氧化剂和酚类化合物，并具有已记录的抗炎活性[2,3,4,5,6,7]。Huauzontle属于藜科（Chenopodiaceae），该科原产于北美洲[8]。考古学和民族植物学证据表明，前哥伦布时期的文明中就有食用Huauzontle的记录[9]。这类植物以其对寒冷、干旱和高电导率（高达40 dS m?1）的盐碱土壤的耐受性而闻名，而这些条件通常对大多数栽培作物来说是不利的[10]。土壤盐碱化是由于可溶性盐分浓度过高造成的，通常定义为电导率达到4 dS m?1或更高[11]。盐碱条件限制了植物生长和生产力，并干扰了养分的吸收、运输和分配，从而改变了植物的养分组成[12]。高浓度的Na+会破坏离子平衡，特别是与K+、Ca2+和Mg2+等必需元素竞争，从而改变它们在植物组织中的吸收和分布。这些不平衡最终会影响植物的代谢和生长，以及可食用器官中的养分组成[13]。此外，盐碱引起的养分积累变化在不同植物器官之间可能存在差异；例如，在盐胁迫下，根部和茎部之间的Ca、Mg、Zn和Fe浓度存在差异，表明养分积累具有器官特异性[14]。植物对盐碱的响应涉及形态学、生理学和分子机制的结合，以减轻或防止盐胁迫。这些响应主要与耐盐性相关，通常反映在离子平衡指标上，如叶片中的Na+/Ca2+、Na+/K+、Ca2+/Mg2+和Cl?/NO3?比率[11]。在细胞水平上，盐碱会诱导组织特异性的Ca2+信号传导，Ca2+峰值的幅度和振荡发生变化，突显了其在植物盐胁迫响应中的关键作用[15]。一些专性盐生植物，如野生稻（Oryza coarctata），可以在叶肉细胞中积累高浓度的Na+，作为渗透保护剂而不影响生长[16]。类似地，对苋菜（Amaranthus spp.）的研究表明，NaCl暴露可以显著增加叶片中的碳水化合物、蛋白质和某些大量及微量营养素的浓度[17,18]。植物对盐碱的响应受到基因型的强烈影响，因为盐胁迫会触发复杂的生理和生化反应，这些反应因遗传背景而异。据报道，不同基因型在生长表现和离子积累方面存在差异，特别是Na+和Cl?的积累，反映了不同的耐受策略[19]。耐盐性与维持离子平衡和渗透压平衡的能力密切相关，这些特性主要由遗传变异决定[20]。此外，不同基因型在盐碱条件下表现出不同的生理和生化响应，包括生长减缓、光合作用性能和保护机制的激活[21]。盐碱胁迫与其他类型的胁迫相关，因为它们经常同时存在。例如，已有研究表明干旱和盐碱之间存在因果关系[22]，因为在灌溉密集的干旱和半干旱地区，这两种情况可能同时或依次发生[23]。此外，盐碱还会通过形成与氯离子的复合物等机制影响土壤中金属的移动性和生物可利用性。这一过程促进了土壤溶液中金属的迁移[24]，以及减少金属在土壤颗粒上吸附的离子交换过程[25]。虽然某些过渡金属在低浓度下是必需的，但高浓度时会在植物组织中积累并导致毒性。同样，非必需金属如Pb、Cd和Al的积累也是有害的。因此，盐碱与金属之间的相互作用可能会加剧植物胁迫并改变养分的吸收和运输[26]。尽管在理解植物对盐碱的响应及其与其他非生物胁迫的相互作用方面取得了显著进展，但关于Huauzontle对盐碱胁迫的响应信息仍然有限，特别是在生长表现和植物器官间养分分配方面。因此，本研究的目的是评估在温室条件下，增加NaCl浓度对（i）植物生长和形态以及（ii）三种墨西哥Huauzontle基因型（墨西哥城、普埃布拉和特拉斯卡拉）的叶片、茎、花序和种子中养分含量的影响。

2. 材料与方法
2.1. 实验条件
实验在温室中进行（北纬19°27′56.6″，西经98.54′50.2″，海拔2232.68米）。从6月到10月，记录了作物生长期间的最低和最高气温。在此期间，气温范围为6.8至46.8°C（图1）。表S1提供了平均白天和夜间温度的详细信息。图1显示了墨西哥特克斯科科（Texcoco）温室条件下Huauzontle作物周期（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）的最低（蓝色）和最高（橙色）气温。垂直线表示关键物候阶段和NaCl处理的开始时间：播种、移栽、NaCl处理开始、花序出现和穗收获（H1：播种后85天；H2：播种后105天）。
2.2. 植物材料
评估了来自墨西哥城（MXC）、普埃布拉（Pue）和特拉斯卡拉（Tlax）三个Huauzontle基因型。选择这些基因型是基于它们在墨西哥的农业重要性。根据国家农业统计数据，普埃布拉和特拉斯卡拉是主要栽培的基因型，产量和产值最高[27]。此外，墨西哥城基因型虽然未在官方记录中正式列出，但在当地广泛种植，主要用于自给自足，并代表具有区域重要性的传统种质资源。每个基因型的种子播种在128孔聚乙烯托盘中，托盘内填充了珍珠岩和泥炭藓基质（1:1，v/v），总孔隙率为76%，容重为0.14 g cm?3。播种后的前10天内，每隔一天用自来水手动灌溉至基质饱和，考虑到基于泥炭的基质具有较高的保水能力。随后，在相同条件下继续使用50% Steiner营养液[28]进行灌溉，直到移栽。
2.3. 处理设计和实验设计
实验采用裂区设计，处理因素为NaCl浓度（0、100、200和300 mM），主区分配这些处理，而Huauzontle基因型（MXC、Pue和Tlax）分配到子区。实验单元由一个12升的聚乙烯袋组成，每个袋内含有两株植物。袋子中填充了珍珠岩、tezontle和农业泡沫（1:1:1，v/v/v）的基质混合物，总孔隙率为74%，容重为0.33 g cm?3。在100和200 mM NaCl下观察到的相似可交换Na+值表明基质对Na+的保留具有非线性响应，而在300 mM下Na+积累增加（表1）。表1显示了未处理和处理开始及结束时基质混合物的化学特性。每种处理组合（NaCl浓度×基因型）包括12次重复（每个袋子两株植物）。每袋中的一株植物用于形态和养分分析，另一株植物则保留到生理成熟期以收集种子。将氯化钠处理加入Steiner通用营养液中[28]。每天使用滴灌系统进行灌溉，分为三次（06:00、14:00和20:00），每次每袋灌溉0.6升液体。营养液中含有相应的NaCl浓度。
2.4. 实验管理和发展
当幼苗长出真叶并达到约10厘米高时进行移栽。最初使用电导率为1 dS m?1的50% Steiner营养液[16]进行灌溉。移栽后17天（dat），通过添加相应的NaCl浓度（0、100、200和300 mM）将营养液的电导率提高到2 dS m?1，分别得到2.00、7.81、17.59和20.30 dS m?1。整个作物周期内，营养液的pH值保持在5.5。灌溉方法如2.3节所述。
2.5. 评估变量
当花序完成形成并显示出明显的金字塔结构时进行收获。此时，花朵尚未开放，先收获花朵。收集叶片、茎和花序，并立即测定鲜重。收获时测量从基质表面到穗顶部的植物高度，以及主茎中点的茎直径。随后将生物质样本在70°C的强制通风烤箱中干燥72小时以测定干重。每袋中的一株植物保留到生理成熟期以生产种子。根据种子从花序上脱落的难易程度确定种子成熟度，这是该物种常用的生理成熟指标。将每个植物器官的干燥样本研磨至粒径≤1毫米，并用2 mL H2SO4:HClO4混合物（1:1，v/v）和1 mL H2O2进行酸消化。使用微库仑滴定法[29]测定氮浓度，而P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn、B和Na的浓度则通过电感耦合等离子体光发射光谱法（ICP-OES；Agilent 725-ES，美国圣巴巴拉）进行定量。
2.6. 信息统计分析
由于数据集的复杂性和NaCl浓度与基因型之间的相互作用，首先进行了主成分分析（PCA）。观察到组分组之间的重叠，并根据Student’s t检验标准识别并移除了异常值。随后，按照Montoya-García等人描述的方法进行了监督下的正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）[30]。使用随机排列测试（200次排列）和交叉验证（CV-ANOVA）对OPLS-DA模型进行了验证。根据投影变量重要性（VIP）得分大于1的值，识别出植物器官间的差异养分浓度，并使用加载散点图可视化结果。对于养分浓度和形态变量的单变量分析，根据上述实验设计进行了方差分析（ANOVA）。使用Tukey检验（p ≤ 0.05）进行均值比较。统计分析使用SAS软件版本9.4[31]进行，并根据相应的变异来源生成图形输出。

3. 结果
3.1. 形态变量
收获发生在生殖阶段，具体是在穗形成期间。然而，收获时间随NaCl浓度的不同而变化。在0和100 mM NaCl条件下，收获在播种后85天（das）进行，相当于NaCl处理开始后38天。相比之下，暴露于200和300 mM NaCl的植物在处理开始后105天（58天）被收获。观察到NaCl浓度和基因型之间存在显著的交互作用，这体现在植物高度、茎直径以及穗、叶和茎的鲜重和干重上，表明盐度响应取决于基因型。相比之下，花序的鲜重和干重并未受到主要因素或其交互作用的显著影响。种子重量受到NaCl浓度的显著影响，在100 mM NaCl条件下平均值最高（163.8克/株），其次是对照组（107.3克/株），而在200和300 mM NaCl条件下则显著降低（分别为39.8克/株和34.3克/株）。200和300 mM NaCl之间没有显著差异，但两者都与0和100 mM NaCl有显著差异。所有基因型的植物高度都随着NaCl浓度的增加而逐渐降低，从0 mM NaCl条件下的147.6厘米（Tlaxcala基因型）降至300 mM NaCl条件下的72.2厘米（墨西哥城基因型）（表2），这与图S1中观察到的视觉差异一致。表2显示了NaCl浓度和基因型对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）形态变量的影响。茎直径和生物量也显示出对盐度增加的显著响应。在300 mM NaCl条件下，墨西哥城基因型的茎直径最低，而在100 mM NaCl条件下普埃布拉基因型的茎直径最高。在300 mM NaCl条件下，植物高度和某些生物量变量（尤其是穗生物量和茎干重）的减少更为明显。然而，并非所有变量都表现出一致的下降趋势，表明响应因基因型和NaCl处理而异（表2）。此外，NaCl浓度和基因型之间的显著交互作用表明这些减少的程度取决于基因型。具体来说，Tlaxcala基因型在茎和叶中的鲜重积累相对较高，尤其是在300 mM NaCl条件下，尽管这种响应并非在所有NaCl浓度和基因型中都一致。因此，这些发现表明盐度对生长有不利影响，基因型差异影响了这种影响的程度。

3.2. 在NaCl处理下的huauzontle的多变量分析
正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）根据NaCl浓度进行了拟合，包含两个预测成分和两个正交成分，模型统计量为R2X = 0.553、R2Y = 0.644和Q2 = 0.518。该模型解释了第一成分（PC1）33.9%的变异和第二成分（PC2）5.75%的变异。交叉验证方差分析（CV-ANOVA）表明模型具有高度显著性（p = 8.85 × 10^-11）。得分图显示了根据NaCl浓度样本的结构化分布（图2A）。虽然观察到了不同盐度水平之间的分离，但多变量分析也反映了不同盐度水平下营养相关响应的差异。图2显示了根据NaCl浓度对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）进行的正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）：(A) 得分图显示了根据NaCl处理样本的分离情况；(B) 载荷散点图显示了不同植物器官中营养浓度的贡献：St代表茎；L代表叶；I代表花序；S代表种子。载荷散点图显示了每种NaCl处理下的特定营养关联（图2B）。在0 mM NaCl条件下，Fe和Mg主要与叶和茎相关。在100 mM NaCl条件下，Ca相关变量主要与叶和茎相关。在200 mM NaCl条件下，Zn、Cu和Ca主要与花序相关。在300 mM NaCl条件下，Mn和Na与叶和茎强烈相关。

3.3. 基于huauzontle基因型的多变量分析
基于三种huauzontle基因型的正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）拟合了两个预测成分和一个正交成分，模型统计量为R2X = 0.448、R2Y = 0.829和Q2 = 0.665。该模型解释了第一成分（PC1）10.3%的变异和第二成分（PC2）7.94%的变异。交叉验证方差分析（CV-ANOVA）确认了模型的统计显著性（p = 0.00059）（图3）。图3显示了根据基因型对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）进行的正交偏最小二乘判别分析：(A) 得分图显示了根据huauzontle基因型样本的分离情况；(B) 载荷散点图显示了不同植物器官中特定基因型的营养关联。得分图显示了huauzontle植物之间的明显基因型差异（图3A）。PC1成分主要将普埃布拉和Tlaxcala基因型分组，而PC2成分则将墨西哥城（MXC）基因型与其他两个基因型区分开来。载荷散点图识别出不同植物器官中特定基因型的营养关联（图3B）。在Tlaxcala基因型中，茎主要与P、K、Zn和Cu相关，而叶与Ca、Mg、Fe和Mn相关。在花序中，P和Na的相关性更强；而在种子中，主要与Fe和Mn相关。对于普埃布拉基因型，茎主要与Ca和B相关，叶与N、K和Cu相关，花序与N、B、Mn和Cu相关，种子与N、K、P、Mg、Zn和B相关。在MXC基因型中，Na与叶、茎和种子强烈相关，而Ca与花序和种子相关。镁主要与茎和花序相关，Zn与叶相关，Cu与种子相关。

3.4. 营养浓度
本节重点关注显著的NaCl × 基因型交互作用。只有在交互作用不显著时，才会报告NaCl和/或基因型的主要效应。

3.4.1. 叶子
在叶子中检测到几种营养素和钠浓度的NaCl × 基因型交互作用，包括P、Ca、Mg、Cu、Mn和B，以及Na浓度（图4；表3），表明在不同盐度条件下huauzontle基因型的营养响应存在差异。图4显示了NaCl浓度和基因型对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）叶子中磷（A）、钙和镁（B）浓度的影响。MXC：墨西哥城；Pue：普埃布拉；Tlax：Tlaxcala。条形图表示平均值±标准差。不同字母表示根据Tukey检验处理之间的显著差异（p ≤ 0.05）。表3显示了NaCl浓度和基因型对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）叶子中铜（Cu）、锰（Mn）、硼（B）和钠（Na）浓度的影响。在0 mM NaCl条件下，普埃布拉基因型的磷浓度最高，而在墨西哥城则较低。在盐条件下，墨西哥城和Tlaxcala在100和200 mM NaCl下的磷浓度下降，而普埃布拉保持相对较高的值，突显了基因型对盐度的敏感性差异。叶子中的钙和镁浓度也显示出显著的交互作用（图4B）。这两种营养素随着NaCl浓度的增加而减少；然而，减少的程度在不同基因型之间有所不同。在0 mM NaCl条件下，墨西哥城和Tlaxcala的镁浓度高于普埃布拉；而在300 mM NaCl条件下，所有基因型的钙和镁浓度均显著下降，其中墨西哥城保持相对较高的水平。叶子中的微量元素浓度进一步反映了显著的NaCl × 基因型交互作用（表3）。铜的积累对NaCl的响应依赖于基因型，并且是非线性的，在100 mM NaCl条件下MXC基因型的增加尤为明显，但在更高盐度条件下没有一致的增加。硼浓度在墨西哥城和Tlaxcala的中间盐度水平（100–200 mM）最高，而钠浓度随着盐度的增加而显著增加，其中墨西哥城在200和300 mM NaCl下的积累最多。

3.4.1. 叶子
NaCl × 基因型对叶子中营养素和钠浓度的影响
在叶子中检测到几种营养素的NaCl × 基因型交互作用，包括P、Ca、Mg、Cu、Mn和B，以及Na浓度（图4；表3），表明在不同盐度条件下huauzontle基因型的营养响应存在差异。图4显示了NaCl浓度和基因型对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）叶子中磷（A）、钙和镁（B）浓度的影响。MXC：墨西哥城；Pue：普埃布拉；Tlax：Tlaxcala。条形图表示平均值±标准差。不同字母表示根据Tukey检验处理之间的显著差异（p ≤ 0.05）。表3显示了NaCl浓度和基因型对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）叶子中铜（Cu）、锰（Mn）、硼（B）和钠（Na）浓度的影响。在0 mM NaCl条件下，普埃布拉基因型的磷浓度最高，而在墨西哥城则较低。在100 mM NaCl条件下，钙和镁浓度也显示出显著的交互作用（图4B）。这两种营养素随着NaCl浓度的增加而减少；然而，减少的程度在不同基因型之间有所不同。在0 mM NaCl条件下，墨西哥城和Tlaxcala的镁浓度高于普埃布拉；而在300 mM NaCl条件下，所有基因型的钙和镁浓度均显著下降，其中墨西哥城保持相对较高的水平。叶子中的微量元素浓度进一步反映了显著的NaCl × 基因型交互作用（表3）。铜的积累对NaCl的响应依赖于基因型，并且是非线性的，在100 mM NaCl条件下MXC基因型的增加尤为明显，但在更高盐度条件下没有一致的增加。硼浓度在墨西哥城和Tlaxcala的中间盐度水平（100–200 mM）最高，而钠浓度随着盐度的增加而显著增加，其中墨西哥城在200和300 mM NaCl下的积累最多。

3.4.2. 叶子
当NaCl × 基因型交互作用不显著时，才会报告NaCl和/或基因型的主要效应。

3.4.2.1. 叶子
在叶子中检测到几种营养素的NaCl × 基因型交互作用，包括P、Ca、Mg、Cu、Mn和B，以及Na浓度（图4；表3），表明在不同盐度条件下huauzontle基因型的营养响应存在差异。图4显示了NaCl浓度和基因型对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）叶子中磷（A）、钙和镁（B）浓度的影响。MXC：墨西哥城；Pue：普埃布拉；Tlax：Tlaxcala。条形图表示平均值±标准差。不同字母表示根据Tukey检验处理之间的显著差异（p ≤ 0.05）。表3显示了NaCl浓度和基因型对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）叶子中铜（Cu）、锰（Mn）、硼（B）和钠（Na）浓度的影响。在0 mM NaCl条件下，普埃布拉基因型的磷浓度最高，而在墨西哥城则较低。在盐条件下，墨西哥城和Tlaxcala在100和200 mM NaCl下的磷浓度下降，而普埃布拉保持相对较高的值，突显了基因型对盐度的敏感性差异。叶子中的钙和镁浓度也显示出显著的交互作用（图4B）。这两种营养素随着NaCl浓度的增加而减少；然而，减少的程度在不同基因型之间有所不同。在0 mM NaCl条件下，墨西哥城和Tlaxcala的镁浓度高于普埃布拉；而在300 mM NaCl条件下，所有基因型的钙和镁浓度均显著下降，其中墨西哥城保持相对较高的水平。基因型对茎部养分和钠浓度的主要影响
当NaCl × 基因型交互作用以及NaCl的主效应均不显著时，基于基因型主效应分析了茎部的养分浓度。根据基因型主效应，在不同NaCl浓度下观察到钙、铜和锌浓度的基因型间存在显著差异（图9）。图9显示了基因型对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）茎部钙（A）、铜（B）和锌（C）浓度的主要影响。条形图表示平均值±标准差。不同字母表示根据Tukey检验（p ≤ 0.05）基因型间的显著差异。Tlaxcala基因型的茎部钙浓度最高，而墨西哥城和Puebla基因型的浓度较低且相似。铜浓度在Puebla基因型中最高，其次是Tlaxcala基因型，墨西哥城基因型的浓度最低。锌浓度在Puebla和Tlaxcala基因型中显著高于墨西哥城基因型，表明茎部微量营养素的积累存在基因型差异。

3.4.2. 花序
NaCl × 基因型交互作用对花序养分浓度的影响
花序中的氮浓度在不同基因型间对NaCl处理的响应存在差异（图10A）。在中等盐度水平（200 mM NaCl）下，Tlaxcala基因型的氮浓度通常最高，而在300 mM NaCl下，Puebla和Tlaxcala基因型的氮浓度较低。图10显示了NaCl × 基因型交互作用对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）花序中氮（A）、磷（B）、钙（C）和镁（D）浓度的影响。MXC：墨西哥城；Pue：Puebla；Tlax：Tlaxcala。条形图表示平均值±标准差。不同字母表示根据Tukey检验（p ≤ 0.05）处理间的显著差异。磷、钙和镁浓度也显示出对NaCl × 基因型交互作用的显著响应（图10B）。磷浓度在Puebla基因型中随NaCl浓度增加而升高，而钙和镁浓度则随盐度增加而适度下降，且不同基因型的变化幅度不同。锰浓度在所有基因型中随NaCl浓度增加而显著升高，在300 mM NaCl时达到最高值，尤其是在Tlaxcala基因型中（图11A）。铜和硼浓度表现出相反的交互作用响应（图11B），Cu在MXC基因型的100 mM NaCl和Tlaxcala基因型的200 mM NaCl下通常增加。B浓度的显著差异仅在MXC的0 mM NaCl和200 mM NaCl处理间观察到，存在基因型依赖性变化（图11）。图11显示了NaCl × 基因型交互作用对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）花序中锰（A）、铜（B）和硼（C）以及钠（D）浓度的影响。钠浓度在花序中相对较低，但表现出显著的交互作用效应（图11C），在中等盐度水平下根据测试的基因型有所不同。

基因型对花序养分和钠浓度的主要影响
未检测到NaCl对花序养分浓度的显著主效应；因此，仅呈现基因型的显著效应。花序中的铁浓度在huauzontle基因型间存在显著差异（图12）。墨西哥城基因型的铁浓度最高，其次是Puebla基因型，而Tlaxcala基因型的铁浓度最低，表明在生殖阶段铁的积累存在基因型差异（图12）。

3.4.3. 种子
NaCl × 基因型交互作用对种子养分和钠浓度的影响
氮和钾浓度在不同基因型间对NaCl × 基因型交互作用的响应存在差异（图13A）。在中等盐度水平（200 mM NaCl）下，Puebla基因型的氮浓度增加，而在300 mM NaCl下浓度较低。钾浓度的变化较为温和，具体取决于NaCl水平（图13）。图13显示了NaCl × 基因型交互作用对huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）种子中氮（A）、钾（B）、钙（C）和镁（D）以及铜（E）浓度的影响。MXC：墨西哥城；Pue：Puebla；Tlax：Tlaxcala。条形图表示平均值±标准差。不同字母表示根据Tukey检验（p ≤ 0.05）处理间的显著差异。磷浓度随NaCl浓度增加而在所有基因型中升高，在100和300 mM NaCl时达到最高值，尤其是在Tlaxcala基因型中（图13B）。钙和镁浓度也表现出显著的交互作用效应（图13C），钙的变化较小，而镁在较高盐度下随基因型不同而增加。种子中的铜浓度在中等和高盐度下显著增加，在200 mM NaCl时达到最高值，尤其是在墨西哥城基因型中（图13D）。

4. 讨论
本研究结果表明，随着盐度的增加，植株生长减缓。先前的研究报道，在约40 mM NaCl的盐度水平下，植株生长显著减少[11,32,33]。然而，我们的发现表明huauzontle具有较高的耐盐性，因为植株能够在高达300 mM的NaCl浓度下完成其发育。
除了生长减缓外，盐度胁迫还影响了作物周期的持续时间，因为高盐度（200和300 mM）延迟了收获日期，而低盐度（100 mM）和对照组则没有这种效应。这一响应与盐度对植物物候的影响一致，特别是对生殖发育时间的影响。在分子水平上，盐度通过调节与生殖过程相关的关键基因来延迟开花[34]。在作物水平上，这种效应体现在生殖发育的变化上，包括由于授粉受阻和花粉活力及萌发能力降低而导致水稻开花和穗出现延迟[35,36,37]，最终影响物候周期的持续时间。作物物候的变化可能与盐度引起的激素失衡有关，包括生长素、赤霉素和细胞分裂素等促进细胞分裂和伸长的激素减少，以及盐胁迫相关激素（如脱落酸和乙烯）的增加，这些激素在盐条件下调节植物生长和发育[13]。
物候响应与盐度胁迫引发的生理和生化机制密切相关，这些机制影响植物生长和发育，并取决于施加的盐浓度和暴露时间[11,17,38]。在这种胁迫条件下，植物生长通常减缓，植株高度降低，这是由于水分吸收减少导致的渗透胁迫的常见结果。此外，还可能发生离子毒性、气孔关闭和光合作用速率降低，从而导致鲜重和干重积累减少[11,16,38,39]。因此，盐胁迫下的生物量减少归因于细胞扩张减少和叶片衰老加剧[40,41]。与这些机制一致，huauzontle的结果表明存在中等程度的胁迫，因为随着NaCl浓度的增加，植株高度和鲜重及干重逐渐减少（表2），尽管植株仍能保持生长并完成其物候周期。
类似地，Hao等人[38]报告称，在假谷物中，盐胁迫下生物量产生以物种依赖的方式减少。在红苋（Amaranthus tricolor L.）和绿苋（Amaranthus dubius L.）中，100 mM NaCl下观察到生物量减少。同样，当土壤NaCl浓度超过150 mM时，藜的植株高度和生物量也有所减少[42]。我们的结果特别重要，因为huauzontle在300 mM NaCl浓度下仍能保持生长，仅地上生物量逐渐减少，与其他在盐条件下栽培的假谷物相比。
关于养分动态，Hu和Schmidhalter[43]指出，养分浓度的变化受植物种类、器官类型、盐度水平和实验持续时间的影响。因此，盐度与大量元素和微量元素浓度之间的关系变化很大，因为盐度可能根据所评估的养分和植物器官产生拮抗、协同或中性效应[44]。
总体而言，暴露于NaCl诱导的盐胁迫下的植物倾向于积累高浓度的Na和Cl，同时由于离子转运位点的竞争，必需的阳离子养分（如K、Ca和Mg）的积累减少[12,45]。此外，由于Cl?和NO3?之间的拮抗作用，氮的积累通常减少[46]，而在盐条件下木质部运输受阻，磷浓度也可能降低[47,48]。
在本研究中，huauzontle对盐度的养分响应取决于器官。在营养器官（尤其是叶片和茎部），几种大量元素（如N、K、Ca和Mg）的浓度随NaCl浓度增加而降低。相比之下，生殖器官的养分浓度更为稳定，在某些情况下，在中等至高盐度下甚至有所增加。钠的积累随着NaCl浓度的增加而显著增加，最高浓度出现在茎部而非叶片中，叶片通常对Na+毒性更敏感。这种分布与Na+通过蒸腾流运输到地上器官并通过木质部移动的过程一致[49]。
不同植物器官对盐度的响应不同。营养组织（尤其是叶片和茎部）对NaCl浓度的增加更为敏感，表现为生长参数和大量元素浓度的降低。相比之下，生殖器官的养分浓度更为稳定，表明在盐条件下养分分配存在差异。尽管存在这些差异，所有器官都对盐度的增加表现出逐渐的响应，即使在最高NaCl浓度下也没有出现养分浓度的突然下降或发育失败。
关于微量元素，根据盐度和基因型，在多个器官中观察到锰（Mn）、锌（Zn）和铁（Fe）浓度的显著增加。这些结果与先前的研究一致，这些研究报道了盐条件下微量元素积累的变化。例如，Karimi和Hasanpour[50]报告称，在NaCl胁迫下，石榴（Punica granatum L.）中的铜浓度降低，而锌（Zn）和铁（Fe）浓度增加。相反，有研究报道在NaCl处理后，七种芸苔属（Brassica）叶片中的锰（Mn）、锌（Zn）和铁（Fe）浓度降低[51]，强调了微量元素对盐响应的物种和器官特异性。
这些在叶片、茎部、花序和种子中一致观察到的响应突显了盐条件下养分分配的器官特异性。
综上所述，我们的结果表明huauzontle具有较高的耐盐性，其特征是生长参数的适度减少以及在不同NaCl浓度下器官和基因型依赖性的养分分配。尽管在生长和养分积累方面观察到基因型依赖的差异，但没有一个huauzontle基因型在所有器官和盐度水平上都表现出一致的优势，表明耐盐性是通过器官特异性和基因型依赖的响应体现的，而不是统一的基因型优势。
本研究提供了关于huauzontle耐盐性的宝贵信息，以及它如何影响不同植物器官中的养分浓度。尽管评估的基因型数量可能有限，但应考虑到目前仅在墨西哥这一原产地栽培和记录的基因型较少。值得注意的是，本研究中包含的两个基因型对应于主要生产区域，代表了最广泛栽培的材料。
建议未来的研究包括生理学、生化和分子分析，以深入理解该物种的耐盐机制。同样，建议在田间条件下进行进一步研究，以验证这些结果在真实生产系统中的有效性。

5. 结论
盐度通过延迟收获时间和降低植株高度及生物量影响了huauzontle的生长和发育。尽管存在这些影响，huauzontle植物在300 mM NaCl的盐浓度下仍能完成其生长过程，这表明它们具有较高的耐盐性。生长速度的减缓是逐渐发生的，说明植物所受的压力属于中等程度，而非严重的生理损伤。不同植物器官和基因型对盐度的响应存在差异：营养元素的浓度随着NaCl浓度的增加而降低，而生殖器官的营养元素浓度则较为稳定，在中等到高盐度条件下甚至有所增加。微量元素对盐度的响应较为复杂，且受基因型影响，这反映了植物器官对营养物质的特异性分配。多元分析证实，样本可以根据NaCl浓度和基因型进行清晰分类，这表明不同基因型之间的耐盐性存在差异，而非普遍一致。总体而言，huauzontle表现出较高的耐盐性，并且在所评估的三个基因型中这一特性都得到了体现，尽管存在器官特异性和基因型依赖性的差异。这些发现强调了huauzontle作为适应盐环境的作物的潜力，并有助于理解植物在盐胁迫下的营养动态。补充材料：相关支持信息可下载于以下链接：https://www.mdpi.com/article/10.3390/crops6020043/s1。表S1：在温室条件下，记录的huauzontle（Chenopodium berlandieri subsp. nuttalliae）生长周期中的平均日间（白天）和夜间（夜晚）气温；图S1：三种huauzontle基因型（Tlaxcala、Puebla和Mexico City）在不同NaCl浓度（0、100、200和300 mM）下的生长情况示意图。