NaHCO₃脅迫對板藍根種子萌發(fā)的影響

劉丹 陳鑫 李然紅 孫雪芳

摘要 [目的]采用培養(yǎng)皿發(fā)芽法研究NaHCO3脅迫處理對板藍根種子萌發(fā)的影響。[方法]分別用不同濃度的NaHCO3溶液處理板藍根種子，并使用0.2 mg/L赤霉素作為陽性對照。[結果]板藍根種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均隨NaHCO3濃度的升高而降低；而過氧化物酶（POD），超氧化物歧化酶（SOD）活性卻均隨NaHCO3溶液濃度的增大而呈正相關，另外施加一定濃度的赤霉素有助于板藍根種子的萌發(fā)。[結論]結果為板藍根在鹽堿地種植提供了參考。

關鍵詞 NaHCO3 脅迫；板藍根種子；萌發(fā)

中圖分類號：S332.1；S567 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）02-025-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.02.011

板藍根（Radix Isatidis），又稱為靛青根、藍靛根、大青根，是十字花科二年生草本植物菘藍（Isatis indigotica Fortune）的干燥根，主產(chǎn)于我國長江以北的華北平原和黃河流域[1]。其主要成分為生物堿類、有機酸類及苷類化合物等，有清熱解毒、涼血利咽之功效，主要用于溫熱發(fā)熱、頭痛、喉痛，或溫毒發(fā)斑、丹毒、瘟疫等多種熱毒熾盛之癥[2]。2005年版《中華人民共和國藥典》中板藍根被確認為用于治療感冒的常用藥材，是公認的有較好抗病毒效果的少數(shù)中藥材之一[3]。板藍根喜溫、喜光照，忌高溫，適宜生長在土層深厚、腐殖質含量多、排水良好的砂質壤土中，水淹后根部易腐爛[4]。由于具有耐寒、適應性強、易栽培、產(chǎn)量大、在我國北方資源豐富等優(yōu)勢，板藍根的應用前景十分廣闊。目前，我國鹽堿地區(qū)的面積較大，隨著土地鹽堿化程度的不斷加重，對各種作物耐鹽堿性的研究越來越引起研究者的重視。但是針對于中藥材，尤其是對板藍根耐強堿弱酸鹽脅迫的研究報道卻甚少，因此揭示板藍根種子萌發(fā)期的耐強堿弱酸鹽特性，對于板藍根在鹽堿化土地的推廣種植具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

板藍根種子，由遼寧省科學研究所提供。

1.2 試驗方法

挑選大小一致且飽滿的板藍根種子放入冰箱冷藏30 min后，置于75%乙醇溶液中消毒10 min，消毒過程中輕搖數(shù)次，以提高消毒效果。再用蒸餾水漂洗數(shù)次至無殘留乙醇后浸泡2 h。將預處理后的板藍根種子分別均勻分散地置于不同NaHCO3濃度的墊有2層濾紙9 cm培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，共設7個處理：處理1，用0.2 mg/L的赤霉素處理后的對照（CK+）；處理2，蒸餾水空白對照（CK-）； 15、30、45、60、75 mmol/ L NaHCO3溶液分別為處理3、4、5、6、7，同一脅迫處理下設置3次重復。每皿放置種子20粒，每天觀察種子的萌發(fā)情況并記錄發(fā)芽數(shù)，發(fā)芽標準以突破種皮的胚軸長度達到和種子自身的長度相同確定為發(fā)芽，共觀察7 d。

1.3 測定方法

1.3.1 發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、相對鹽害率的計算

發(fā)芽率（GR）= Gt/N×100% （Gt第7日的正常發(fā)芽數(shù)，N為供試種子數(shù)）；

發(fā)芽勢（GP）=（n4/N）×100% （n4為種子發(fā)芽第4天的正常發(fā)芽粒數(shù)，N為供試種子數(shù)）；

發(fā)芽指數(shù)（GI）=Σ（Gt/Dt） （Dt為置床之日算起的日數(shù)）；

活力指數(shù)（VI）=S×Σ（Gt/Dt）（S為第7天每株平均鮮重，Σ（Gt/Dt）為第7天的發(fā)芽指數(shù)）；

相對鹽害率=（對照發(fā)芽率-鹽處理發(fā)芽率）/對照發(fā)芽率×100%[5]。

1.3.2 過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定 POD活性：愈創(chuàng)木酚法；SOD活性：NBT（氮藍四唑）光還原法[6]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsofe Excel和SPSS 18.0進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 NaHCO3脅迫對板藍根種子萌發(fā)的影響

由表1所示，不同濃度NaHCO3脅迫處理后的板藍根種子，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均隨NaHCO3濃度的增大而呈下降趨勢，而相對鹽害率反之呈上升趨勢。處理3與2個對照間種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢差異不顯著。當NaHCO3濃度超過45 mmol/L時發(fā)芽率迅速下降，處理6、7的發(fā)芽率均小于50%，對于板藍根種子有顯著地抑制作用。另外當濃度高于30 mmol/L時，發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的下降幅度最為明顯，存在顯著差異（P<0.05）。此外，隨著NaHCO3濃度的增大其相對鹽害率也明顯增大，處理3與處理4，處理6與處理7之間的增加幅度最為明顯。CK+的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)于均高于CK-和NaHCO3脅迫處理。

2.2 NaHCO3脅迫對板藍根POD、SOD活性的影響

從圖1可以看出，板藍根的POD活性在NaHCO3濃度15～60 mmol/L之間隨溶液濃度的增加而增加，CK+與CK-之間也有較明顯差異。NaHCO3濃度于15～30 mmol/L之間POD活性增加不顯著，當NaHCO3濃度達到45 mmol/L時POD活性顯著增加，在60 mmol/L時POD活性達到最大值，而當濃度達到75 mmol/L時POD活性顯著下降。

從圖2可以看出，板藍根的SOD活性隨NaHCO3溶液濃度的增加而緩慢增加，CK+與CK-差異不明顯。NaHCO3濃度于15～30 mmol/L之間SOD活性增加較顯著，濃度于30～60 mmol/L之間POD活性呈緩慢增長，而濃度達到75 mmol/L時SOD活性增加顯著，并達到最大值。

3 討論與結論

NaHCO3是強堿和弱酸中和后形成的酸式鹽，溶于水后發(fā)生水解反應，水解顯堿性既具有鹽的性質也有堿的性質，是我國鹽堿地區(qū)堿害的重要組成成分，有助于解決單一NaCl等鹽脅迫試驗結果存在局限性的問題。該次研究表明：低濃度（≤30 mmol/L）NaHCO3脅迫對板藍根種子的發(fā)芽作用較小，各濃度間的抑制作用差異不顯著。高濃度（≥60 mmol/L）表現(xiàn)出強烈的抑制作用，各濃度間的抑制作用差異較為顯著。其中60 mmol/L時發(fā)芽率迅速下降，較15 mmol/L時的發(fā)芽率差異最為顯著，對板藍根種子的抑制作用加強。

POD是植物體內重要的活性氧清除酶，對減少活性氧積累，抵御膜脂過氧化和維護膜結構的完整性有重要作用[7]。在NaHCO3的脅迫下，板藍根的POD活性在NaHCO3 60 mmol/L時達到最大值，但在75 mmol/L時由于脅迫濃度過高，細胞受損嚴重，使植株代謝受阻，POD活性顯著下降。SOD是細胞膜系統(tǒng)的重要保護酶之一，具有消除自由基、降低膜脂過氧化及維持細胞膜穩(wěn)定性的功能。在NaHCO3的脅迫下，板藍根SOD活性隨NaHCO3濃度增大而顯著升高，說明其受傷害程度不斷加重，在75 mmol/L時受害最為嚴重。該次研究結果初步表明板藍根幼苗種子在萌發(fā)期耐鹽堿性較差，其萌發(fā)及生長發(fā)育隨著NaHCO3溶液濃度的增加而受抑明顯。由于NaHCO3脅迫對板藍根種子萌發(fā)影響的研究尚未見報道，故該次研究結果僅供對板藍根種子萌發(fā)期和生長期耐鹽堿特性的進一步研究提供參考。

參考文獻

[1] 李楚源，曾令杰.板藍根研究進展[J].現(xiàn)代中藥研究與實踐，2005，19（3）：51-55.

[2] 崔樹玉，薛原，楊建莉，等.板藍根研究進展[J].中草藥，2001，32（7）：670-671.

[3] 趙穎.板藍根的主要藥理活性概述[J].黑龍江科技信息，2006，30（2）：1-2.

[4] 李源.外源NO與H2O2對鹽脅迫下板藍根幼苗生長及其氧化應激反應的影響[D].蘭州：甘肅農業(yè)大學，2009.

[5] 梁佳勇，陳平，劉永霞，等.鹽脅迫對木豆種子萌發(fā)與幼苗生長的影響[J].農業(yè)與技術，2003，23（6） ：71-75.

[6] 王學奎.植物生理生化試驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社，2006.

[7] 陳鑫，劉丹，李然紅，等. 缺素脅迫對軟棗獼猴桃幼苗生長的影響[J].北方園藝，2016（19）：27-30.

責任編輯：劉赟