鹽脅迫下五個(gè)苦蕎麥品種的耐鹽性比較

劉雪華等

摘要：以5個(gè)不同苦蕎麥[Fagopyrum tataricum （L.） Gaertn.]品種為試驗(yàn)材料，在100 mmol/L NaCl脅迫下測(cè)定蕎麥種子發(fā)芽率、幼苗根系活力、葉片質(zhì)膜透性和Na+含量等指標(biāo)，對(duì)5個(gè)苦蕎麥品種種子萌發(fā)期和幼苗期的耐鹽性進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，NaCl脅迫下川蕎1號(hào)種子發(fā)芽率和幼苗根系活力最高，幼苗葉片質(zhì)膜透性和Na+含量最低；而川蕎2號(hào)正好相反。說明在種子萌發(fā)期和幼苗期川蕎1號(hào)的耐鹽性最強(qiáng)，川蕎2號(hào)對(duì)鹽脅迫最敏感。

關(guān)鍵詞：苦蕎麥[Fagopyrum tataricum （L.） Gaertn.]；發(fā)芽率；根系活力；質(zhì)膜透性；Na+含量；耐鹽性

中圖分類號(hào)：Q945.78；S517 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）17-4128-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.17.005

鹽堿土壤是陸地上廣泛分布的一種土壤類型，占陸地總面積的25%左右。在中國(guó)，從濱海到內(nèi)陸、從低洼地到高原地區(qū)都分布著不同類型的鹽堿土壤[1]，如濱海地區(qū)的海水倒灌使土壤表層積累較多的NaCl、MgSO4等鹽分，形成了大面積的鹽堿化土地。含鹽量過高會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育造成危害，成為鹽害[2，3]，從而嚴(yán)重影響糧食產(chǎn)量，成為限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素[4]。幾十年來人們利用鹽堿地主要通過合理的排灌、淡水洗滌及施用化學(xué)改良藥劑等來改造土壤[5]，但實(shí)踐證明該方法的成本太高，效果并不十分理想；而篩選和培育耐鹽作物品種來適應(yīng)鹽漬環(huán)境并最終達(dá)到改善環(huán)境的目的，此方法更具有應(yīng)用前景[6]。

有研究表明，種子萌發(fā)期和幼苗期是作物生活史的關(guān)鍵階段，也是作物耐鹽性最差的時(shí)期，故在這兩個(gè)時(shí)期對(duì)作物進(jìn)行耐鹽性鑒定較為準(zhǔn)確[7，8]。鹽脅迫中NaCl是主要的脅迫物質(zhì)，雖然植物體內(nèi)Na+和Cl-可以作為無機(jī)離子參與滲透調(diào)節(jié)，但兩者含量超過一定值后會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生滲透脅迫及離子毒害效應(yīng)，且高濃度鹽分會(huì)嚴(yán)重影響植物的正常生理代謝[9]。蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench）是蓼科、蕎麥屬植物，主要栽培品種有蕎麥和苦蕎麥[Fagopyrum tataricum（L.） Gaertn.]，苦蕎麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功效更佳[10]。本研究以5個(gè)苦蕎麥新品種為材料，從種子發(fā)芽率、幼苗根系活力、質(zhì)膜透性和Na+含量等方面比較耐鹽性差異，為蕎麥耐鹽品種篩選及有效利用鹽堿地資源提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用5個(gè)苦蕎麥品種川蕎1號(hào)、川蕎2號(hào)、川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)、川蕎5號(hào)由四川省涼山州西昌農(nóng)科所高山作物研究站李發(fā)良老師提供。

1.2 種子發(fā)芽率測(cè)定

挑選大小一致、子粒飽滿的蕎麥種子，用1 g/L高錳酸鉀消毒10 min，去離子水通氣吸漲5 h，將種子均勻擺放在鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中，5個(gè)品種分別設(shè)置1組對(duì)照與1組濃度為100 mmol/L的NaCl脅迫處理，每個(gè)處理120粒種子，設(shè)3次重復(fù)，26 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天同一時(shí)間記錄發(fā)芽數(shù)，培養(yǎng)5 d后，計(jì)算發(fā)芽率：發(fā)芽率=n/N×100%，式中n為發(fā)芽數(shù)，N為種子總數(shù)。

1.3 幼苗根系活力測(cè)定

蕎麥幼苗采用1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)，自然光照，晝夜溫度為26 ℃/18 ℃，相對(duì)濕度為60%左右，培養(yǎng)至兩葉一心后開始100 mmol/L NaCl脅迫處理，每個(gè)處理10株幼苗，設(shè)3次重復(fù)（下同），處理3 d后取幼苗根部，采用氯化苯基四氮唑（TTC）法[11]測(cè)定根系活力。

1.4 幼苗葉片質(zhì)膜透性測(cè)定

參照李錦樹等[12]的方法測(cè)定葉片質(zhì)膜透性，NaCl脅迫3 d后取蕎麥幼苗第2葉位功能葉片，先用自來水洗一遍，再用去離子水洗兩遍。打孔器取10個(gè)葉圓片，去離子水沖洗并吸干水分，放入試管，加10 mL去離子水，抽真空使葉圓片下沉，室溫下保持30 min，電導(dǎo)率儀測(cè)定電導(dǎo)值（L1），然后將試管放入沸水中5 min殺死組織，冷卻至室溫后再次測(cè)定電導(dǎo)值（L2）。質(zhì)膜透性=L1/L2×100%。

1.5 幼苗根部和葉片Na+含量測(cè)定

參照馬德源等[13]的方法，NaCl脅迫3 d后取蕎麥幼苗根部和葉片，清洗并吸干表面水分，105 ℃烘箱殺青10 min，80 ℃烘至恒重，取烘干材料5 mg，馬孚爐中灰化20 h，少許濃硝酸溶解，去離子水稀釋100倍，采用等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）測(cè)定Na+含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)不同苦蕎麥品種發(fā)芽率的影響

由表1可以看出，NaCl脅迫下苦蕎麥種子發(fā)芽率均有不同程度的降低，川蕎1號(hào)、川蕎2號(hào)、川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)和川蕎5號(hào)種子發(fā)芽率比對(duì)照分別降低了5.18、28.12、19.92、12.83和8.82個(gè)百分點(diǎn)，其中川蕎4號(hào)顯著降低，川蕎2號(hào)和川蕎3號(hào)極顯著降低，NaCl脅迫下川蕎1號(hào)種子發(fā)芽率降低幅度最小，川蕎2號(hào)種子發(fā)芽率降低幅度最大。

2.2 NaCl脅迫對(duì)蕎麥幼苗根系活力的影響

NaCl脅迫下5個(gè)蕎麥品種幼苗根系活力均極顯著降低，川蕎1號(hào)、川蕎2號(hào)、川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)和川蕎5號(hào)幼苗根系活力比對(duì)照分別降低了36.02%、61.49%、52.25%、43.34%和44.21%，其中川蕎1號(hào)幼苗根系活力降低幅度最小，川蕎2號(hào)幼苗根系活力降低幅度最大（圖1）。

2.3 NaCl脅迫對(duì)蕎麥幼苗葉片質(zhì)膜透性的影響

NaCl脅迫下，5個(gè)蕎麥品種幼苗質(zhì)膜透性均呈顯著增加趨勢(shì)，與對(duì)照相比，川蕎1號(hào)、川蕎2號(hào)、川蕎3號(hào)、川蕎4號(hào)和川蕎5號(hào)幼苗質(zhì)膜透性分別增加了43.74%、116.52%、111.43%、103.55%和93.33%，其中川蕎1號(hào)幼苗質(zhì)膜透性增加幅度最小，川蕎2號(hào)幼苗質(zhì)膜透性增加幅度最大（圖2）。

2.4 NaCl脅迫下蕎麥幼苗根部和葉片的Na+含量

NaCl脅迫下5個(gè)蕎麥品種根部和葉片Na+分布情況如圖3所示，川蕎1號(hào)、川蕎4號(hào)和川蕎5號(hào)根部Na+含量較高，根部Na+含量顯著高于葉片，分別是葉片的2.60倍、1.42倍和1.34倍；而川蕎2號(hào)和川蕎3號(hào)葉片Na+含量較高，葉片Na+含量顯著高于根部，分別是根部的4.59倍和1.83倍。

3 討論

鹽脅迫下，種子發(fā)芽率[14]、幼苗根系活力[15]和葉片質(zhì)膜透性[16]都是衡量植物耐鹽性的重要指標(biāo)。本研究表明，NaCl脅迫下5個(gè)苦蕎麥品種的種子發(fā)芽率和幼苗根系活力都呈下降趨勢(shì)，川蕎1號(hào)種子發(fā)芽率和幼苗根系活力最高，下降幅度最小，特別是種子發(fā)芽率與對(duì)照無顯著差異；川蕎2號(hào)種子發(fā)芽率和幼苗根系活力極顯著降低，下降幅度最大。膜系統(tǒng)是植物鹽害的原初位點(diǎn)和主要部位，質(zhì)膜受到鹽脅迫后的一個(gè)重要改變就是質(zhì)膜通透性增大，NaCl脅迫下川蕎1號(hào)葉片質(zhì)膜透性增加幅度最小，而川蕎2號(hào)葉片質(zhì)膜透性增加幅度最大，說明川蕎2號(hào)葉片質(zhì)膜受到的鹽害較大。

非鹽生植物小麥吸收的Na+主要積累在根部從而表現(xiàn)出拒Na+特性[17]；根部也是蕎麥的主要拒Na+部位[18]。本研究中川蕎1號(hào)幼苗根部Na+含量最高，而葉片Na+含量最低，說明川蕎1號(hào)幼苗根部限制Na+向地上部運(yùn)輸?shù)哪芰γ黠@大于其他4個(gè)品種，把Na+積累在根部，葉片Na+累積少，耐鹽性強(qiáng)；而川蕎2號(hào)正好相反，川蕎2號(hào)幼苗根部Na+含量最低，不能很好地限制Na+向地上部運(yùn)輸，從而導(dǎo)致葉片中Na+含量最高，影響正常的生理功能，是對(duì)鹽最敏感的品種。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙可夫，馮立田.中國(guó)鹽生植物資源[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[2] 吳維華. 植物生理學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[3] 劉租祺，張石誠(chéng).植物抗性生理學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1994.

[4] 馬德源，李發(fā)良，朱劍鋒，等.6個(gè)蕎麥品種耐鹽性比較[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（3）：157-158.

[5] 林棲鳳，李冠一.植物耐鹽性研究進(jìn)展[J].生物工程進(jìn)展，2000，20（2）：20-25.

[6] 于海武，李 瑩.植物耐鹽性研究進(jìn)展[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，5（3）：257-263.

[7] 龔 明，劉友良，丁念誠(chéng)，等.大麥不同生育期的耐鹽性差異[J].西北植物學(xué)報(bào)，1994，14（1）：1-7.

[8] 緱鋒利. NaCl脅迫下8個(gè)苜蓿品種萌發(fā)期耐鹽性比較研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（3）：78-82.

[9] 楊洪兵，李發(fā)良.鹽脅迫下川蕎3號(hào)和川蕎4號(hào)生理特性的比較[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，39（3）：14-17.

[10] 王安虎，熊 梅，耿選珍，等. 中國(guó)蕎麥的開發(fā)利用現(xiàn)狀與展望[J].作物雜志，2003（3）：7-8.

[11] 劉家堯，劉 新.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：高等教育出版社，2010.

[12] 李錦樹，王洪春，王文英，等.干旱對(duì)玉米葉片細(xì)胞透性及膜脂的影響[J]. 植物生理學(xué)報(bào)，1983，9（3）：223-229.

[13] 馬德源，李發(fā)良，朱劍鋒，等.鹽脅迫下蕎麥體內(nèi)Na+分配與品種耐鹽性的關(guān)系[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（13）：5908-5909.

[14] 楊洪兵，楊世平.鹽脅迫對(duì)兩個(gè)蕎麥品種種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（11）：2505-2507.

[15] 張潤(rùn)花，郭世榮，李 娟.鹽脅迫對(duì)黃瓜根系活力、葉綠素含量的影響[J].長(zhǎng)江蔬菜，2006（2）：47-49.

[16] 張俊蓮，張國(guó)斌，王 蒂.向日葵耐鹽性比較及耐鹽生理指標(biāo)選擇[J].中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2006，28（2）：176-179.

[17] 楊洪兵，丁順華，邱念偉.耐鹽性不同的小麥根和根莖結(jié)合部的拒Na+作用[J].植物生理學(xué)報(bào)，2001，27（2）：179-185.

[18] 馬德源，戰(zhàn)偉龑，楊洪兵，等. 蕎麥主要拒Na+部位及其Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)活性的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（1）：185-191.