硫酸鈉對油菜種子萌發(fā)和離體莖尖生長的影響

摘要：以2份高芥酸和2份低芥酸油菜（Brassica napus）品種為供體材料，觀察了組織培養(yǎng)條件下，不同濃度Na2SO4溶液對油菜種子萌發(fā)和離體莖尖生長的影響。結果表明，隨著硫酸鈉濃度的提高，種子的發(fā)芽率和離體莖尖存活率總體呈下降趨勢；高芥酸品種對Na2SO4耐受性優(yōu)于低芥酸品種。

關鍵詞：油菜（Brassica napus）；Na2SO4脅迫；種子萌發(fā)；離體莖尖

中圖分類號：565.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439—8114（2012）19—4205—02

土壤鹽堿化是限制植物生長、影響作物產量的重要環(huán)境脅迫因子之一，也是困擾農業(yè)生產的一大難題[1]。預計到2050年，將有超過50%的耕地鹽堿化[2，3]。我國北方土地鹽堿化問題比較嚴重，多屬于復合性，即鹽化與堿化同時發(fā)生。Na2SO4是一種堿性鹽，它不僅具有中性鹽的脅迫作用、較高的pH值等特點，還具有能明顯降低礦質元素可利用性等特點，因而它比中性鹽具有更大的破壞力[4]。種子萌發(fā)期是對鹽堿脅迫十分敏感的時期，通過研究油菜在組織培養(yǎng)條件下不同濃度Na2SO4培養(yǎng)基對油菜種子萌發(fā)和離體莖尖生長的影響，為利用種子萌發(fā)和莖尖生長技術進行耐鹽油菜種質創(chuàng)新提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

高芥酸油菜：綿油309、綿油322；低芥酸油菜：綿油17、綿油63。4份油菜種子均由四川省綿陽市農業(yè)科學研究院選育和提供。

培養(yǎng)基：含1/2大量元素的MS培養(yǎng)基；含不同濃度Na2SO4的1/2 MS培養(yǎng)基。

1.2 方法

1.2.1 油菜種子在含不同Na2SO4濃度的培養(yǎng)基上的萌發(fā)試驗 將供試油菜種子用1 g/L HgCl2溶液滅菌10 min后，用無菌水沖洗4遍，將種子分別接種于含有不同濃度Na2SO4的1/2 MS培養(yǎng)基上，每個處理3次重復，總共挑選飽滿一致的油菜種子150粒。設Na2SO4濃度分別為0、10、50、150、200、400 mg/L 6個處理。將培養(yǎng)基置于（25±1）℃ 下萌發(fā)，每天觀察種子發(fā)芽情況并于第十天觀察、統計種子萌發(fā)率。

1.2.2 油菜莖尖在含不同濃度Na2SO4的培養(yǎng)基上的生長試驗 將供試油菜種子用1 g/L HgCl2溶液滅菌10 min后，用無菌水沖洗4遍，將種子接種于含大量元素的1/2 MS培養(yǎng)基上，并置于（25±1）℃下萌發(fā)，待長出 2～3片真葉時將莖尖切下，轉到添加6—BA、NAA各0.5 mg/L的1/2 MS培養(yǎng)基上，根據生長情況每25～30 d繼代一次，直到每個品種有莖尖150個以上，切取帶有 4～5 片葉片的莖尖部分轉移到含有不同濃度Na2SO4的1/2 MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)30 d，統計莖尖存活率。將存活的莖尖轉接至各自對應的培養(yǎng)基上繼續(xù)繼代，60 d后再次統計存活率。

2 結果與分析

2.1 含不同濃度Na2SO4的培養(yǎng)基對油菜種子萌發(fā)的影響

隨著培養(yǎng)基中Na2SO4濃度的增大，4個油菜品種種子的發(fā)芽率均呈下降趨勢，但不同品種的發(fā)芽率間存在差異（圖1）。Na2SO4濃度為0 mg/L時，4種種子的發(fā)芽率都是100%，說明培養(yǎng)基是適合油菜種子發(fā)芽的，也說明種子都具有發(fā)芽活力；當濃度為10、50 mg/L時，4個油菜種子的發(fā)芽率下降不明顯；當濃度為150 mg/L時，發(fā)芽率比50 mg/L時有所下降，幅度在14.7%～24.0%之間；當濃度為200 mg/L時，發(fā)芽率嚴重受到抑制，與150 mg/L相比下降最多的是綿油63與綿油17，均為44.6%；當濃度為400 mg/L時，幾乎不萌發(fā)，說明已經達到油菜種子的致死濃度。從圖1還可以看出，高芥酸油菜綿油309和綿油322受抑制的程度小于低芥酸油菜綿油17和綿油63。由此可見，供試的2個高芥酸油菜在萌發(fā)階段對Na2SO4的耐受性優(yōu)于低芥酸油菜。

2.2 不同Na2SO4濃度的培養(yǎng)基對油菜離體莖尖生長的影響

由表1可知，4份供試材料的離體莖尖在未添加Na2SO4的1/2 MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)30 d和60 d 的存活率均為100%，表明該培養(yǎng)基是適合油菜莖尖存活與生長的。當濃度為10 mg/L時，綿油309和棉油322的離體莖尖在30 d和60 d的生長情況良好，但是綿油17和棉油63的存活率有所下降；當濃度為50 mg/L時，4 份材料的離體莖尖存活率均下降，與未添加Na2SO4的培養(yǎng)基相比其30 d和60 d時的下降幅度分別為8.7%～20.7%、28.0%～40.7%；當濃度為150 mg/L時，4份材料的離體莖尖受抑制的程度加重，特別是綿油63在60 d時，存活率比0 mg/L時下降了81.3%；當濃度達到200、400 mg/L時，抑制現象更為明顯，有些材料幾乎全部致死?？偟膩砜?，4種離體莖尖30 d的存活率明顯高于60 d，且觀察到部分油菜莖尖在培養(yǎng)一段時間后出現水漬化、玻璃化現象；就耐Na2SO4而言，高芥酸品種優(yōu)于低芥酸品種。

3 討論

土壤鹽堿化是農業(yè)生產的一個難題，為育種提出了選育目標。萌發(fā)期是種子對鹽堿脅迫十分敏感的時期。萌發(fā)階段耐鹽性高易得到壯苗，有利于提高產量[5]。利用組織培養(yǎng)手段進行油菜耐鹽性鑒定與篩選可以為耐鹽品種的篩選提供有效的技術參數。本研究結果表明，Na2SO4脅迫對4份供試油菜的種子萌發(fā)和離體莖尖生長產生抑制作用，隨著濃度增加，脅迫效應越顯著，且隨著脅迫時間的延長，抑制作用變大?？傮w上來看，高芥酸品種對Na2SO4的耐受性優(yōu)于低芥酸品種，這與王亦菲等[6]研究結果一致。已知甘藍型油菜中芥酸含量受2對主效基因控制[7]，可以推測耐鹽性的差異與供試材料的芥酸含量有可能存在一定的聯系，其關系還需要進一步研究。

參考文獻：

[1] 李 彬，王志春，孫志高，等. 中國鹽堿地資源與可持續(xù)利用研究[J]. 干旱地區(qū)農業(yè)研究，2005，23（2）：154—158.

[2] ZHU J K. Salt and drought stress signal transduction in plants[J]. Annu Rev Plant Biol，2002，53：247—273.

[3] 林寶剛，張堯鋒，余華勝，等. 氯化鈉對甘藍型油菜種子萌發(fā)的脅迫效應[J].浙江農業(yè)學報，2010，22（5）：624—627.

[4] 王慶華，李 彥. 硫酸鈉對油菜種子萌發(fā)的影響[J]. 現代農業(yè)科技，2006（12）：118—119

[5] 孟慶俊，馮啟言，周東來，等. 鹽堿對綠豆和油菜種子萌芽的脅迫效應[J].安徽農業(yè)科學，2008，36（2）：430，587.

[6] 王亦菲，黃劍華，陸瑞菊，等. NaCl處理對高、低芥酸油菜種子萌發(fā)和離體莖尖生長的影響[J].核農學報，2008，22（6）：762—765.

[7] 周永明，劉后利.甘藍型油菜種子中幾種主要脂肪酸含量的遺傳[J].作物學報，1987，3（1）：1—9.