NaCl脅迫對不同藜豆品種種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

張鳳銀，張 萍，陳元元

（江漢大學生命科學學院，武漢 430056）

鹽脅迫是影響植物生長、降低農作物產量的主要逆境因素之一[1]。植物耐鹽機理以及如何提高植物的耐鹽性，增加在鹽脅迫下農作物的產量一直是關注焦點[2]。種子萌發(fā)和幼苗生長是植物生命周期的關鍵時期。普遍采用在鹽脅迫下植物種子發(fā)芽、出苗和幼苗生長的生理指標變化來反映植物受鹽脅迫影響程度[3]。

藜豆（Stizolobium cochinchinesis），又名貓豆，狗瓜豆，屬豆科藜豆屬一年生草本植物，原產亞洲南部，分布于熱帶地區(qū)（美洲除外），我國四川、云南、廣西、貴州、廣東、海南等省均有栽培。藜豆既可食用又可作家畜飼料和綠肥，在山地種植也具有防止水土流失效果。目前藜豆最主要用途是從種子中提取左旋多巴作為藥用。但藜豆的耐鹽性尚未見研究報道。本試驗以在廣西主栽的3個藜豆品種的種子作為試驗材料，研究不同濃度NaCl脅迫條件下對種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，旨在了解藜豆種子萌發(fā)期的耐鹽特性，以便為藜豆耐鹽品種的篩選提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

東蘭灰籽藜豆、東蘭花籽藜豆（來自廣西東蘭縣）和富川白籽藜豆（來自廣西賀州市富川瑤族自治縣葛坡鎮(zhèn)）。

1.2 方法

1.2.1 浸種及發(fā)芽試驗

曬種2 d后挑選籽粒飽滿無殘缺的藜豆種子，用溫湯浸種法浸泡1 h，撈出瀝干后用濃度分別為0、30、60、90、120、180 mmol·L-1的NaCl溶液浸泡15 h，然后置于直徑15 cm的培養(yǎng)皿內。培養(yǎng)皿內鋪有2層吸水濾紙。每個培養(yǎng)皿內放置40粒藜豆種子，滴加一定量的鹽溶液以保持濕潤，對照組滴加蒸餾水。種子萌發(fā)和幼苗生長在可控光照培養(yǎng)箱中進行。溫度控制為28℃，濕度80%。每隔2 d補充一定量的NaCl培養(yǎng)液，以種子潤濕為度。每個處理設置4個重復。

1.2.2 指標測定和數據處理

以胚根長相當于種子長一半作為發(fā)芽標準，于催芽后次日起統(tǒng)計發(fā)芽種子數，第4天計算發(fā)芽勢（%），第7天計算發(fā)芽率（%）和發(fā)芽指數（%）。發(fā)芽勢（%）=第4天發(fā)芽種子數/總種子數×100%。發(fā)芽率（%）=第7天總發(fā)芽種子數/總種子數×100%；發(fā)芽指數（Gt）=∑（Gt/Dt），其中Gt為t天內的發(fā)芽種子數，Dt為相應的發(fā)芽天數?；盍χ笖?發(fā)芽指數×幼苗平均鮮重。

發(fā)芽試驗第8天在每個處理的每個重復中分別隨機抽取10株幼苗，測量芽長（cm）、根長（cm）、鮮重（g），并用TTC法測定幼苗根系的活力[4]。

采用Excel 2003、DPS2000軟件對試驗數據進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 NaCI脅迫對藜豆種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

在鹽脅迫下，隨NaCI濃度的增加，三個品種藜豆種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均呈下降趨勢，但不同品種種子受鹽脅迫的響應不同。結果見表1。

由表1可知，東蘭花籽在濃度180 mmol·L-1時才表現出鹽脅迫響應；在0～120 mmol·L-1時，其發(fā)芽勢和發(fā)芽率與對照相比沒有顯著差異。而富川白籽在濃度120 mmol·L-1時，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢與對照相比明顯下降。東蘭灰籽種子的萌發(fā)對鹽脅迫最為敏感，發(fā)芽勢在濃度60 mmol·L-1時明顯下降，發(fā)芽率在120 mmol·L-1時明顯受到影響。

2.2 NaCI脅迫對藜豆種子發(fā)芽指數和活力指數的影響

由表2可知，隨著NaCl濃度的升高，不同品種藜豆種子的發(fā)芽指數和活力指數均呈下降趨勢，且發(fā)芽指數和活力指數對NaCl脅迫的響應也與藜豆品種有關。在0～180 mmol·L-1NaCl濃度范圍內，東蘭花籽在180 mmol·L-1時發(fā)芽指數和發(fā)芽活力顯著降低，富川白籽藜豆和東蘭灰籽的發(fā)芽指數分別在120、90 mmol·L-1開始顯著下降，活力指數均在30 mmol·L-1時顯著下降。

2.3 NaCI脅迫對藜豆子葉期幼苗生長的影響

由表3可以看出，隨著NaCl濃度增加，3個藜豆品種幼苗的根長、芽長、鮮重均呈現下降趨勢，且在不同品種間表現較一致，除東蘭灰籽的芽長外，均在NaCl濃度高于30 mmol·L-1時受到鹽脅迫。

表1 不同濃度NaCl脅迫對藜豆種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響Table1 Effect of NaCl stress on germination energy and germination rate of velvet bean seeds at different concentrations

表2 不同濃度NaCl脅迫對藜豆種子發(fā)芽指數和活力指數的影響Table 2 Effect of NaCl stress on germination index and vigor index of velvet bean seeds at different concentrations

表3 不同濃度NaCl脅迫對藜豆子葉期幼苗生長的影響Table3 Effect of NaCl stress on the growth of velvet bean seedlingsat different concentrations

觀察發(fā)現，NaCl濃度為30 mmol·L-1時，三個品種藜豆幼苗葉色和葉片形態(tài)基本正常，主根較粗壯、側根較多。隨著鹽濃度的增加，各品種藜豆出苗緩慢，莖短且瘦弱，有些葉尖略微卷曲或葉尖焦枯，即所謂的“鈉灼燒”和“氯灼燒”現象。當鹽濃度達到180 mmol·L-1時，藜豆種子出芽受到嚴重抑制；根系的生長也明顯受到抑制，隨著鹽濃度的增加，主根越來越細短、逐漸無側根。從表1和表2的結果也說明種子萌發(fā)開始受鹽脅迫最低濃度明顯高于幼苗的生長，這也說明幼苗的生長對鹽脅迫較敏感。

2.4 不同濃度NaCl脅迫對藜豆子葉期幼苗根系活力的影響

根系活力直接影響到植株對礦質營養(yǎng)和水分的吸收利用，從而對植株整體的生長發(fā)育起著決定性的作用。

由圖1可以看出，隨NaCl濃度的增加，三個藜豆品種的根系活力呈先上升后下降趨勢。東蘭灰籽的根系活力在鹽濃度為30～90 mmol·L-1時，變化較為平穩(wěn)，之后呈下降趨勢。富川白籽藜豆的根系活力在30 mmol·L-1時最強，高于或低于此濃度時相對較弱。在相同NaCl濃度下，東蘭花籽的根系活力普遍高于其他兩個品種，在60 mmol·L-1時其根系活力最強。

圖1 不同濃度NaCl對藜豆幼苗根系活力的影響Fig.1 Effect of NaCl stresson root vigor of velvet bean seedlingsat different concentrations

3 討論與結論

鹽脅迫下，隨鹽濃度的增加，種子萌發(fā)和幼苗的生長受抑制程度逐漸增加[1-2]。與本試驗藜豆研究結果一致。低濃度鹽對種子萌發(fā)影響因植物種類不同而不同。有三種表現，低濃度促進種子萌發(fā)；對種子萌發(fā)影響不大；抑制種子萌發(fā)[5-9]。藜豆在低濃度NaCl下除種子活力因品種不同或表現抑制或影響不大外，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及發(fā)芽指數與對照差異不顯著。

與生長相比，植物種子萌發(fā)時對鹽脅迫更敏感[10]，在萌發(fā)階段的耐鹽狀況反映該物種的耐鹽程度，這有利于耐鹽植物的早期選擇與評價[11]。3個藜豆品種在NaCl脅迫下，其種子萌發(fā)和幼苗生長受抑制的最低濃度因品種不同而不同。東蘭花籽種子萌發(fā)受脅迫的最低濃度高于富川白籽藜豆，富川白籽藜豆高于東蘭灰籽。藜豆不同品種種子萌發(fā)對NaCl脅迫的響應不同，可能與種皮結構有關。東蘭花籽的種皮比東蘭灰籽和富川白籽致密度高，在用NaCl溶液浸泡時，Na+、Cl-相對來說容易進入后兩者種子內而引起離子的毒害。三個藜豆品種幼苗生長受鹽脅迫的最低濃度比較結果一致。發(fā)現種子萌發(fā)受NaCl脅迫的最低濃度高于子葉期幼苗生長。在相同濃度NaCl脅迫下，東蘭花籽根系的活力均高于其他兩個品種。綜上所述，在供試的三個藜豆品種中，東蘭花籽藜豆的耐鹽能力最強。

在鹽脅迫下，三個藜豆品種的幼苗根系活力均表現出因鹽脅迫的濃度不同而不同。在低濃度時，隨濃度的升高，根系活力增加，高濃度時則下降，其機理還待進一步探討。

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