甘草種子萌發(fā)耐鹽性研究

崔 興 國(guó)

(衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水 053000)

甘草種子萌發(fā)耐鹽性研究

崔 興 國(guó)

(衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水 053000)

在種子萌發(fā)的適宜溫度25 ℃下，用不同濃度的中性鹽Na2SO4浸泡甘草種子，結(jié)果顯示：鹽脅迫對(duì)甘草種子的萌發(fā)具有抑制作用．在低鹽濃度范圍(50～100 mmol·L-1)內(nèi)，種子的發(fā)芽率隨著Na2SO4溶液濃度的升高而降低；在高濃度范圍(200 mmol·L-1和300 mmol·L-1)時(shí)，甘草種子的發(fā)芽率均為0，表明高濃度Na2SO4強(qiáng)烈抑制甘草種子的萌發(fā)；甘草種子在蒸餾水中生長(zhǎng)最好．解除鹽脅迫后，50 mmol·L-1和100 mmol·L-1Na2SO4脅迫處理的種子萌發(fā)恢復(fù)率分別為6.8%和3.3%，高濃度200 mmol·L-1和300 mmol·L-1Na2SO4脅迫處理的甘草種子萌發(fā)恢復(fù)率達(dá)51.1%和50.0%，說(shuō)明甘草種子的萌發(fā)恢復(fù)率隨著原鹽濃度的增加呈升高趨勢(shì)．

甘草；發(fā)芽率；耐鹽性

甘草(Glvarrhiza uralensis)為多年生豆科草本植物，以干燥的根及根狀莖入藥，生藥稱甘草，性平、味甘、和中緩急，具潤(rùn)肺、解毒、調(diào)和眾藥藥性的功效．其地下根和根莖極發(fā)達(dá)，具有較強(qiáng)的抗旱、抗寒、耐鹽堿和防風(fēng)固沙的能力[1]．由于甘草經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，市場(chǎng)需求量大，長(zhǎng)期以來(lái)過(guò)度采挖，不僅使甘草自然資源面臨枯竭，而且由于植被破壞，使生態(tài)環(huán)境不斷惡化，加速了生產(chǎn)區(qū)荒漠化的發(fā)展．目前國(guó)內(nèi)外對(duì)甘草的研究主要集中在對(duì)其藥理作用、生物學(xué)特性及無(wú)性繁殖栽培方面，鹽脅迫影響甘草種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的報(bào)道尚未見報(bào)道．本實(shí)驗(yàn)采用不同濃度的中性鹽 Na2SO4處理甘草種子，研究鹽對(duì)其種子萌發(fā)特性的影響，以期為鹽堿地區(qū)甘草種子的大量種植及生產(chǎn)提供理論參考．

1 材料與方法

1.1 材料

甘草種子購(gòu)于河北省安國(guó)種子公司．Na2SO4為分析純，設(shè)定Na2SO4梯度濃度溶液，分別是0 mmol·L-1(作為對(duì)照)、50 mmol·L-1、100 mmol·L-1、200 mmol·L-1、300 mmol·L-1，每個(gè)處理均設(shè) 3 次重復(fù)．實(shí)驗(yàn)所用器皿經(jīng)過(guò)高壓滅菌．實(shí)驗(yàn)于2010年3月在衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院植物生理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行．

清水沖洗甘草種子除去秕粒，用0.1% HgCl2溶液消毒處理10 min，沖洗后轉(zhuǎn)入配好的不同濃度的Na2SO4溶液中，放入培養(yǎng)箱中黑暗浸種24 h．按照國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程，發(fā)芽床采用濾紙法，把浸泡后的種子放入鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，分別加入對(duì)應(yīng)濃度的鹽溶液，每培養(yǎng)皿50粒，每個(gè)濃度重復(fù)3次，加蓋置于HGP–400光照培養(yǎng)箱中催芽，設(shè)定溫度 25 ℃，每天光照 13 h．第 2 d開始，每天定時(shí)觀察，以胚根突破種皮視為萌發(fā)，記錄種子萌發(fā)狀況及種子發(fā)芽數(shù)，每天用原濃度的溶液沖洗種子，以保持各培養(yǎng)皿內(nèi)鹽分濃度恒定，觀察至第 7 d種子萌發(fā)基本結(jié)束．然后從不同濃度鹽處理的發(fā)芽種子中選取 10株幼苗，分別測(cè)量其胚根長(zhǎng)和胚芽長(zhǎng)．將未萌發(fā)的種子經(jīng)蒸餾水反復(fù)沖洗后分別按照原來(lái)的濃度轉(zhuǎn)移至蒸餾水中在同樣條件下繼續(xù)萌發(fā)，直至種子不再萌發(fā)，觀察并記錄各處理的萌發(fā)狀況．

1.2 測(cè)定方法

1) 種子發(fā)芽率以第7 d計(jì)算發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；2) 種子發(fā)芽受損率=(對(duì)照發(fā)芽數(shù)－各處理發(fā)芽數(shù))/對(duì)照發(fā)芽數(shù)×100%；

3) 種子發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt；其中Gt為在t天內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)；

4) 萌發(fā)恢復(fù)率=(a－b)/(c－b)×100；其中 a是全部時(shí)間的發(fā)芽種子數(shù)，b是鹽溶液中的發(fā)芽種子數(shù)，c為供試種子數(shù)；

5) 測(cè)量各處理中發(fā)芽種子的胚根、胚軸長(zhǎng)度．

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)甘草種子萌發(fā)的影響

由表 1可以看出，在濃度為 0 mmol·L-1,50 mmol·L-1和 100 mmol·L-1的溶液中的甘草種子發(fā)芽率隨鹽濃度的增高呈下降趨勢(shì)，50 mmol·L-1時(shí)，發(fā)芽率為 55.1%，100 mmol·L-1時(shí)，發(fā)芽率為 33.3%，說(shuō)明 Na2SO4溶液抑制甘草種子的發(fā)芽，尤其在濃度為200 mmol·L-1和 300 mmol·L-1的溶液中甘草種子不萌發(fā)，發(fā)芽率為0．證明甘草種子有一定的耐鹽性，能在較低濃度的鹽環(huán)境中生存．在 Na2SO4濃度為 0 mmol·L-1時(shí)，發(fā)芽受損率均為 0；低濃度處理 50 mmol·L-1和 100 mmol·L-1的Na2SO4處理后的甘草種子發(fā)芽受損率升高，分別為8.1%和40.1%，當(dāng)Na2SO4溶液的濃度達(dá)到200 mmol·L-1和300 mmol·L-1時(shí)，發(fā)芽受損率均為100%．由此說(shuō)明隨著Na2SO4溶液濃度的增大種子的發(fā)芽受損率逐漸增大．

表1 Na2SO4脅迫對(duì)甘草種子發(fā)芽數(shù)和發(fā)芽受損率的影響

圖 1結(jié)果顯示， Na2SO4溶液處理后甘草種子的發(fā)芽指數(shù)呈下降趨勢(shì)，隨著濃度的增大發(fā)芽指數(shù)隨之下降．達(dá)到一定濃度時(shí)，發(fā)芽指數(shù)為0，說(shuō)明在一定鹽濃度范圍內(nèi)甘草種子可以生長(zhǎng)，具有一定的耐鹽性．

圖1 不同濃度的Na2SO4脅迫對(duì)甘草種子發(fā)芽指數(shù)(Gi)的影響

2.2 鹽脅迫下的種子萌發(fā)后胚芽和胚根的生長(zhǎng)

由表 2和圖 2可看出，Na2SO4脅迫對(duì)甘草種子胚根和胚芽的生長(zhǎng)影響基本一致．胚根長(zhǎng)和胚芽長(zhǎng)都是隨著 Na2SO4溶液的濃度升高而降低，且在 Na2SO4溶液濃度為 0 mmol·L-1時(shí)，胚根與胚芽生長(zhǎng)得最好．

表2 Na2SO4脅迫下的種子萌發(fā)后的胚芽長(zhǎng)和胚根長(zhǎng)

圖2 不同濃度的Na2SO4對(duì)甘草種子胚根長(zhǎng)與胚芽長(zhǎng)度的影響

2.3 鹽脅迫解除后甘草種子萌發(fā)的恢復(fù)情況

從表3和圖3可以看出，將未萌發(fā)的種子轉(zhuǎn)至蒸餾水中后將種子的發(fā)芽率與萌發(fā)恢復(fù)率進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)：原濃度為 200 mmol·L-1和300 mmol·L-1處理后的種子萌發(fā)恢復(fù)率較高，而在其他濃度中的種子萌發(fā)恢復(fù)率則較低．

表3 不同濃度的Na2SO4對(duì)甘草種子發(fā)芽率與萌發(fā)恢復(fù)率

3 討論

圖3 不同濃度的Na2SO4對(duì)甘草種子發(fā)芽率與萌發(fā)恢復(fù)率

鹽分對(duì)鹽生植物的脅迫主要包含滲透脅迫和離子毒害 2個(gè)方面[2]．低濃度Na2SO4(50 mmol·L-1和 100 mmol·L-1)處理種子時(shí)，萌發(fā)率降低較少，說(shuō)明它有一定的耐鹽性；隨鹽濃度的升高萌發(fā)率明顯降低；Na2SO4濃度為 200 mmol·L-1和300 mmol·L-1時(shí)，甘草種子的發(fā)芽率為0，發(fā)芽受損率為 100%，說(shuō)明高鹽脅迫對(duì)甘草種子的萌發(fā)起強(qiáng)烈抑制作用．甘草種子的平均胚根長(zhǎng)與胚芽長(zhǎng)都是隨著Na2SO4溶液的濃度升高而降低，且在Na2SO4溶液濃度為0 mmol·L-1時(shí)，胚根與胚芽生長(zhǎng)的最好，說(shuō)明鹽脅迫對(duì)甘草幼苗的生長(zhǎng)具有一定的影響．種子萌發(fā)復(fù)水實(shí)驗(yàn)表明鹽脅迫解除后種子的萌發(fā)恢復(fù)率有明顯增加，在濃度為200 mmol·L-1和300 mmol·L-1中表現(xiàn)最明顯，萌發(fā)恢復(fù)率均為 51.1%、50.0%，進(jìn)一步說(shuō)明高鹽脅迫對(duì)種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)有一定的影響，這反映了不同濃度的鹽分脅迫對(duì)甘草種子萌發(fā)影響程度的差異[3]．Na2SO4脅迫下甘草種子的低萌發(fā)率主要是因?yàn)楦邼舛鹊柠}抑制了種子萌發(fā)過(guò)程的水分正常吸收，造成細(xì)胞內(nèi)水分虧缺[4]436-440，影響胚芽的生長(zhǎng)．解除鹽脅迫用蒸餾水處理后細(xì)胞內(nèi)的水分增加，可使甘草種子恢復(fù)其萌發(fā)能力，這一結(jié)果與張秀玲對(duì)夏至草種子萌發(fā)耐鹽性的研究結(jié)果相一致[4]438．在鹽漬程度較輕的地區(qū)可以大量種植抗鹽能力較強(qiáng)的甘草，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高濟(jì)濟(jì)效益．

[1] 楊江山,張恩和,黃高寶.H2O2、NaCl、SA 處理對(duì)砂磨后甘草種子發(fā)芽特性的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2009(5):88-91.

[2] 沈艷,蘭劍,謝應(yīng)忠. NaCl對(duì)高羊茅萌發(fā)的脅迫效應(yīng)研究[J].種子, 2009, 28(12):44-47.

[3] 閆興富,高娜.復(fù)合鈉鹽脅迫對(duì)沙棘種子萌發(fā)的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,48(12):2993-2995.

[4] 張秀玲.鹽對(duì)夏至草種子萌發(fā)以及鹽脅迫解除后種子萌發(fā)能力恢復(fù)的影響[J].植物生理學(xué)通訊, 2008, 44(3):436-440.

Abstract:Optimum temperature for seed germination under 25 ℃, effect of Na2SO4solutions on seed germination of licorice and its recovery after release from salt stress were measured. The results showed that the seed germination rates, indexes and the growth of radicle and hypocotyl reduced with increasing of salt.50-100mmol?L-1Na2SO4promoted germination of seeds.While 200, 300 mmol?L-1Na2SO4restrained hard it. Distilled water was best for licorice seed germination. After release from salt stress, seed germination rates rose with the increase of pre-treatment salt concentrations. 200, 300 mmol?L-1Na2SO4stress of germination rate of recovery treatment protocols were 51.1% and 50% of germination rate.

Key words:Licorice; germination rate; salt-poof

(責(zé)任編校：李建明英文校對(duì)：李玉玲)

Study on Salt-proof of the Licorice Seed Germination

CUI Xing-guo

(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

Q945.71

A

1673-2065(2011)01-0048-03

2010-10-25

崔興國(guó)(1963-),女,河北冀州人,衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院副教授.