鹽脅迫對醉馬草和高羊茅種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

陳雅琦，蘇楷淇，李春杰

（蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 蘭州大學(xué)農(nóng)業(yè)部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)教育部工程研究中心/蘭州大學(xué)甘肅省西部草業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心 / 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅蘭州730020）

鹽漬化土地是有限土地可利用資源的重要組成部分。全球約有10億hm2土地受到鹽漬化的侵襲，且以每年100萬～150萬hm2的速度快速增加[1]。中國是遭受土壤鹽漬化危害最為嚴(yán)重的國家之一，鹽漬化土地面積達(dá)3.6×107hm2，占全國可利用土地面積的4.88%[2]，且大多分布在甘肅、新疆等西北干旱地區(qū)。中重度土壤鹽漬化(土壤含鹽量>0.3%)會顯著抑制植物的生長發(fā)育[3-4]，因此，土壤鹽漬化是制約西北旱區(qū)農(nóng)業(yè)及生態(tài)恢復(fù)的重要因素之一。

草坪草作為城市綠化的重要組成部分，具有改善和美化城鎮(zhèn)居住環(huán)境的積極作用。其種植水平是衡量當(dāng)?shù)鼐G化效果的重要標(biāo)準(zhǔn)。草坪草具有一系列獨(dú)特的功能，生物學(xué)特征和栽培管理技術(shù)，與牧草等農(nóng)作物之間既有特殊性又有其營養(yǎng)共性，故發(fā)展耐鹽草種可為發(fā)掘及栽培耐鹽牧草等作物提供參考依據(jù)[5]。選育及栽培耐鹽草坪草種可充分利用有限土地資源，對西北地區(qū)農(nóng)牧業(yè)發(fā)展、生境恢復(fù)及美化環(huán)境具有十分重要的意義。故發(fā)掘及種植耐鹽草坪草種已成為亟待解決的問題。

高羊茅(Festuca arundinacea)為冷季型草坪草，屬禾本科羊茅屬多年生上繁禾草，耐踐踏、耐干旱、成坪常綠優(yōu)美且能適應(yīng)大多數(shù)土壤類型，便于管理[6-8]，常作為先鋒草坪草種使用。醉馬草(Achnatherum inebrians)為冷季型禾草，屬禾本科芨芨草屬多年生上繁禾草，常見于西北高海拔地區(qū)[9]，于1994年發(fā)現(xiàn)其種子并檢測到攜帶內(nèi)生真菌且攜菌率接近100%[10-11]，在國際上與美國葦狀羊茅–內(nèi)生真菌、新西蘭多年生黑麥草–內(nèi)生真菌并稱為三大禾草內(nèi)生真菌[11]。一方面，內(nèi)生真菌與醉馬草互為共生體，互惠互利。研究表明，醉馬草–內(nèi)生真菌共生體具有抗生物脅迫[12-13]、抗寒[14]、抗旱[15]、抗金屬[16]、耐鹽堿[17-18]，生長快、競爭力強(qiáng)[19]等優(yōu)良草坪草種特性。另一方面，醉馬草–內(nèi)生真菌體內(nèi)產(chǎn)生的有毒生物堿使其成坪其間免受啃食[20-22]。近年來醉馬草因其優(yōu)良特性被作為新型草坪草種廣受關(guān)注。

在鹽漬土壤環(huán)境下，多年生禾草建植草坪的關(guān)鍵在于處在鹽濃度較高土壤表層的種子的發(fā)芽能力以及幼苗期間的生存能力。有關(guān)鹽脅迫對冷季型草坪草的種子萌發(fā)和幼苗生長的研究較多，但以成熟草坪草種作為對照，來研究醉馬草作為新型草坪草種潛力的研究卻鮮見報(bào)道。醉馬草與高羊茅同屬多年生上繁禾草，具有一定相似性，且高羊茅是應(yīng)用最為廣泛的草坪草之一，故與高羊茅作為對照，可論證醉馬草作為新型草坪草種的發(fā)展?jié)摿?。因此以帶菌醉馬草、不帶菌醉馬草、高羊茅‘俠客島’、高羊茅‘獵狗6號’作為試驗(yàn)對象，研究不同鹽脅迫對兩種禾草種子萌發(fā)特性和幼苗特性的影響并對其耐鹽性進(jìn)行綜合評價(jià)，為西北鹽漬地區(qū)冷季型草坪草的選育、建植和管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為西北地區(qū)常見禾草，共2屬4份種質(zhì)。分別為帶菌醉馬草，不帶菌醉馬草，高羊茅‘俠客島’和高羊茅‘獵狗6號’，高羊茅種子由甘肅紅瑞園林綠化工程有限公司提供。試驗(yàn)所用醉馬草種子于2019年8月采自甘肅省夏河縣(102°33′E，35°11′N)，鏡檢發(fā)現(xiàn)其帶菌率100%，將一半醉馬草種子用稀釋100倍的70%甲基托布津浸泡2 h滅菌，滅菌后再次鏡檢，確認(rèn)帶菌率為0，得到不帶菌的醉馬草種子。將確認(rèn)后帶菌(A1)/不帶菌(A2)的醉馬草種子和‘俠客島’(A3)、‘獵狗6號’(A4)種子分別在5℃下密封保存，試驗(yàn)前采用物理方法打破種子休眠以供后續(xù)試驗(yàn)使用[23]。

將覆蓋兩層濾紙、直徑為12 cm的培養(yǎng)皿進(jìn)行2 h的150℃高溫消毒，避免種子在試驗(yàn)過程中受到污染。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子發(fā)芽試驗(yàn)

種子發(fā)芽試驗(yàn)于2020年6月采用雙層濾紙培養(yǎng)法進(jìn)行。選取顆粒飽滿、大小均一且無病害的4個(gè)品種禾草種子，用蒸餾水浸泡24 h后晾干。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.1%(C1)、0.3%(C2)、0.5%(C3)、0.7%(C4)、0.9%(C5)的NaCl溶液作為鹽脅迫處理液，蒸餾水作為對照(CK)。在培養(yǎng)皿中平鋪兩層濾紙，4份種質(zhì)分別放置其中，每皿50粒，然后加入對應(yīng)濃度10 mL的鹽溶液處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共72個(gè)培養(yǎng)皿。每隔2 d加入相同的水分，以保證各鹽脅迫處理液濃度保持不變。將培養(yǎng)皿置于25℃、光暗周期為12 h的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)。每日觀察記錄種子萌發(fā)及幼苗生長狀況。培養(yǎng)皿內(nèi)發(fā)芽溫度為25℃、每日光照時(shí)數(shù)為12 h。

1.3 指標(biāo)測定

以芽身超過本身長度的1/2或超過根長作為種子發(fā)芽的標(biāo)志，每隔24 h觀察記錄一次發(fā)芽狀況。各種子萌發(fā)截止時(shí)間不同(連續(xù)3 d無種子發(fā)芽即為萌發(fā)停止)，帶菌醉馬草(A1)第15天結(jié)束，不帶菌醉馬草(A2)第15天結(jié)束，俠客島(A3)第13天結(jié)束，獵狗6號(A4)第14天結(jié)束。種子發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算與評估。計(jì)算公式如下：

種子發(fā)芽指標(biāo)：

發(fā)芽率= (末期發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù))×100%；

相對發(fā)芽率=(處理組發(fā)芽率/對照組發(fā)芽率)×100%；

發(fā)芽勢=(發(fā)芽高峰時(shí)種子的發(fā)芽總數(shù)/供試種子數(shù))×100%；

相對發(fā)芽勢=(各個(gè)處理的發(fā)芽勢/對照組的發(fā)芽勢)×100%；

式中：Gi為不同培養(yǎng)時(shí)間(t) 的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為相應(yīng)的培養(yǎng)時(shí)間，S為幼苗高度。

幼苗生長及根系指標(biāo)：發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)處理隨機(jī)取10粒種子，分別測其幼苗高度(S)、胚根長(RL)，不足10株的全部測量，取其平均值。

相對胚根長= 處理組平均胚根長/對照組胚根長；

根冠比= 平均胚根長/平均苗高。

耐鹽性評價(jià)指標(biāo)：

1)種子萌發(fā)階段。分別以A1、A2、A3、A4這4種禾草種子的相對發(fā)芽率為因變量(y)，以鹽濃度為自變量(x)建立函數(shù)方程，以相對發(fā)芽率下降至75%、50%、10%時(shí)所對應(yīng)的NaCl溶液濃度作為4份種質(zhì)的耐鹽適宜濃度、耐鹽半致死濃度及耐鹽極限濃度。

2)幼苗生長階段：分別以A1、A2、A3、A4的相對胚根長為因變量(y)，以鹽濃度為為自變量(x)建立函數(shù)方程，以相對胚根長下降50%時(shí)所對應(yīng)的NaCl溶液濃度作為4份種質(zhì)幼苗的耐鹽閾值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并制圖，采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行發(fā)芽率、發(fā)芽勢等種子發(fā)芽指標(biāo)數(shù)據(jù)的方差分析，并通過Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。將4份種質(zhì)的相對發(fā)芽率和相對胚根長度與鹽濃度進(jìn)行最優(yōu)曲線估計(jì)與曲線回歸分析，從而對4份種質(zhì)的萌發(fā)期和幼苗期的耐鹽性分別進(jìn)行綜合評價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對醉馬草和高羊茅種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

4份種質(zhì)材料的種子發(fā)芽率隨鹽濃度的升高呈下降趨勢，其中A1在0.1%(C1)、0.3%(C2)、0.5%(C3)鹽濃度下，A2在0.1%(C1)、0.3%(C2)鹽濃度下的發(fā)芽率略高于對照組，說明輕中度的鹽分脅迫對A1和A2的種子萌發(fā)無顯著影響(P>0.05)(表1)。A1和A2在濃度為0.5%時(shí)的發(fā)芽率仍能維持在65%以上，濃度為0.7%時(shí)發(fā)芽率才顯著降低(P<0.05)。兩者發(fā)芽率在任一鹽濃度下均無顯著差異。A3在鹽濃度為0.5%時(shí)發(fā)芽率顯著下降，達(dá)到0.7%時(shí)停止發(fā)芽。A4在鹽濃度為0.7%時(shí)發(fā)芽率顯著降低。在大于0.5%的鹽分脅迫下，A3與A4的發(fā)芽率顯著低于A1、A2。除A1和A2的0.3%以及A3、A4的0.5%鹽濃度外，4份種質(zhì)的種子發(fā)芽勢均低于對照組且隨鹽濃度的升高呈下降趨勢，其中A1、A2、A4的發(fā)芽勢在0.7%的鹽脅迫下顯著降低，A3在濃度為0.5%時(shí)，發(fā)芽勢顯著降低且在0.7%時(shí)不再發(fā)芽。鹽濃度大于0.5%時(shí)，A1發(fā)芽勢顯著高于A3但與A2、A4差異不顯著。綜上可知，0.7%及以上的NaCl鹽分脅迫可顯著抑制種子萌發(fā)，使其發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著降低。與對照相比，受到0.7% NaCl脅迫的A1、A2、A3、A4的發(fā)芽率分別下降34.38%、56.16%、100%和68.06%，發(fā)芽勢分別下降55.32%、70.69%、100%和84.85%；受到0.9% NaCl脅迫的A1、A2、A3、A4的發(fā)芽率分別下降35.94%、54.79%、100%和73.61%，發(fā)芽勢分別下降57.45%、81.03%、100%和81.80%。

表1 鹽脅迫對種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響Table 1 Effect of salt stresson seed germination rateand energy

2.2 鹽脅迫對醉馬草和高羊茅種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的影響

4份種質(zhì)材料的種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均隨鹽濃度的升高呈下降趨勢，其中A1、A2在0.1%、0.3%鹽濃度下的發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)略高于對照組，A3在0.3%鹽濃度下的發(fā)芽指數(shù)高于對照組且無顯著差異(P>0.05)(表2)。說明中輕度的鹽分脅迫對以上3種種子的萌發(fā)無顯著影響。除0.1%和0.3%鹽脅迫外，A1、A2的發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)無顯著差異。除對照外，在任一鹽濃度下，A1、A2、A4的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著優(yōu)于A3(P<0.05)。由此可知，鹽分脅迫對于A3種子萌發(fā)的抑制尤為強(qiáng)烈。與對照相比，A1在鹽濃度為0.7%和0.9%時(shí)發(fā)芽指數(shù)顯著降低，較對照分別下降48.27%、52.80%，在鹽濃度為0.5%及以上時(shí)，其活力指數(shù)顯著下降，下降幅度分別為20.56%、78.48%、78.62%。A2在鹽濃度為0.7%和0.9%時(shí)發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)顯著降低，分別下降66.60%、72.41%和73.58%、90.06%。A3在鹽濃度為0.5%及以上時(shí)發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著降低，分別降低了69.19%和84.46%，且在濃度達(dá)到0.7%時(shí)兩指標(biāo)驟降至0，表明高濃度鹽分脅迫已使A3停止萌發(fā)。A4在鹽濃度為0.5%及以上時(shí)發(fā)芽指數(shù)顯著降低，分別下降38.87%、85.95%、87.41%，其活力指數(shù)在輕中度鹽脅迫(0.3%和0.5% NaCl)時(shí)已顯著降低，下降幅度為28.79%和66.98%，并在重度脅迫(0.7%和0.9% NaCl)時(shí)驟降95.54%與95.72%。綜上可知，0.7%及以上的重度鹽脅迫可顯著抑制A1、A2的種子萌發(fā)，0.5%及以上的重度鹽脅迫抑制可顯著抑制A3、A4的萌發(fā)。A3的種子萌發(fā)狀況顯著弱于其余種質(zhì)。

表2 鹽脅迫對種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響Table 2 Effect of salt stresson seed germination and vigor indexes

2.3 鹽脅迫對醉馬草和高羊茅幼苗生長的影響

在0.1%、0.3%輕度鹽脅迫下的苗高略高于對照組且無顯著差異(P>0.05)(表3)，A4在0.1%的鹽濃度下同樣如此。說明輕度鹽脅迫對以上兩種種質(zhì)幼苗高度的變化無顯著影響。A2在0.1%、0.3%鹽濃度下的幼苗高度顯著高于對照組(P<0.05)，與對照組比，分別提高了25%、28.76%。表明輕度鹽脅迫對于A2幼苗的生長有一定的促進(jìn)作用。與對照相比，A1在鹽濃度為0.5%及以上時(shí)苗高顯著降低，分別下降14.09%、57.94%、53.24%。A2在0.7%、0.9%時(shí)苗高顯著下降，分別下降45.53%、72.63%。A3在0.5%及以上的中高度鹽脅迫時(shí)苗高顯著降低，下降幅度為58.71%，并在0.7%時(shí)驟降至0。表明0.7%及以上的重度鹽脅迫可使A3幼苗停止生長。A4在0.3%鹽濃度時(shí)苗高出現(xiàn)顯著降低，較對照組分別下降12.32%、48.12%、69.39%和79.63%。綜上可知，0.5%及以上的中高度鹽脅迫可顯著抑制A1、A3兩種禾草的幼苗生長，鹽濃度為0.3%時(shí)的輕度脅迫就可顯著抑制A4的幼苗生長。0.7%及以上的重度鹽脅迫才可顯著抑制A2的幼苗生長。

從胚根長度變化來看(表3)，4份種質(zhì)的胚根長均低于對照組且隨鹽濃度的升高呈下降趨勢。與對照相比，A1和A4在鹽濃度為0.7%及以上時(shí)胚根長顯著降低(P<0.05)，分別降低了31.56%和36%、37.85%和60.73%。A2僅在鹽濃度為0.9%時(shí)胚根長才顯著降低，降低了58.92%。而A3的胚根長在任一鹽脅迫下均較對照顯著降低。說明0.7%及以上的重度鹽脅迫可顯著抑制A1、A4的胚根生長。0.9%的重度鹽脅迫才可顯著抑制A2的胚根生長，而任一鹽分脅迫都可顯著抑制A3幼苗胚根生長。

從根冠比來看(表3)，隨著鹽濃度的升高，4份種質(zhì)的幼苗根冠比均基本呈上升趨勢。其中A2、A3在鹽濃度為0.1%、0.3%時(shí)根冠比略低于對照組但無顯著差異(P>0.05)，A4在鹽濃度為0.1%時(shí)同樣如此。說明輕度鹽脅迫對A2、A3、A43份種質(zhì)的根冠比無顯著影響。與對照相比，A1在鹽濃度為0.7%及以上時(shí)根冠比顯著提高(P<0.05)，分別提高了58.33%和50.00%。A2僅在鹽濃度為0.9%時(shí)根冠比顯著提高，提升幅度為49.52%。A3在鹽濃度為0.5%時(shí)根冠比顯著提高，提升36.49%。A4則在鹽濃度為0.5%及以上時(shí)根冠比顯著提高，分別提高31.58%、52.08%、48.31%。綜上可知，鹽濃度為0.5%及以上的中重度鹽脅迫對幼苗高度的影響顯著高于對胚根生長的影響。

2.4 醉馬草和高羊茅綜合耐鹽性評價(jià)

將4份種質(zhì)的相對發(fā)芽率和相對胚根長度與鹽濃度進(jìn)行最優(yōu)曲線估計(jì)與曲線回歸分析(表4)，結(jié)果表明， A1、A2、A3、A4的相對發(fā)芽率與鹽濃度之間均呈現(xiàn)良好的三次曲線函數(shù)關(guān)系且擬合程度最優(yōu)。A1和A3的相對胚根長與鹽濃度濃度呈良好的三次曲線函數(shù)關(guān)系時(shí)擬合程度最優(yōu)。A2和A4則與鹽濃度呈現(xiàn)出良好的二次曲線函數(shù)關(guān)系時(shí)擬合程度最優(yōu)。由建立的最優(yōu)函數(shù)方程可知(表4、表5)，在種子萌發(fā)階段(相對發(fā)芽率)，A1、A2、A3、A4的耐鹽適宜濃度分別是0.70%、0.60%、0.37%和0.49%。耐鹽半致死濃度分別為0.98%、0.72%、0.46%和0.61%。耐鹽極限濃度分別為1.02%、0.91%、0.61%和0.87%，從大到小依次為A1>A2>A4>A3。幼苗階段(相對胚根長)的A1、A2、A3、A4的耐鹽閾值分別為1.23%、1.01%、0.44%和1.09%，從大到小依次為A1>A4>A2> A3。

表3 鹽脅迫對4份種質(zhì)幼苗生長的影響Table 3 Effect of salt stresson seedling growth of four germplasms

表4 鹽脅迫下4份種質(zhì)的相對發(fā)芽率與鹽濃度的回歸分析Table 4 Regression analysis of relative radicle length and salt concentration of four germplasms

表5 鹽脅迫下4份種質(zhì)的相對胚根長與鹽濃度的回歸分析Table 5 Regression analysis of relative germination rate and salt concentration of four germplasms

綜上可知，無論是在種子萌發(fā)階段還是幼苗生長階段，A1耐鹽性均為最優(yōu)，A3均為最差。種子萌發(fā)階段A2耐鹽性優(yōu)于A4，幼苗生長階段的A4則優(yōu)于A2。

3 討論

3.1 鹽脅迫對醉馬草和高羊茅種子發(fā)芽的影響

植物的生長發(fā)育受到多種環(huán)境因素的影響，包括干旱、寒冷和鹽堿脅迫等。種子萌發(fā)和幼苗生長狀況是評估種質(zhì)質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是建植草坪的必要基礎(chǔ)，但同時(shí)處在萌發(fā)階段的種子也是極為脆弱的[24]。鹽分逆境下的種子通常表現(xiàn)為生命力衰弱、胚芽、胚根等生長受抑，甚至停止萌發(fā)[25-26]。NaCl鹽分脅迫對植物發(fā)芽的影響由兩部分組成。一是，高鹽環(huán)境下的Na+含量超高，對植物造成了單鹽毒害。植物吸收過多Na+導(dǎo)致體內(nèi)出現(xiàn)離子失衡。二是，植物體內(nèi)的滲透勢相對于鹽溶液過高，使植物體內(nèi)水分流失，造成植物脫水等不良反應(yīng)[27]。

發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)可反映出種子活力、出苗速度和整齊度等發(fā)芽特性。4份種質(zhì)的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢均隨鹽濃度的上升呈下降趨勢，僅有帶菌醉馬草的發(fā)芽率和發(fā)芽勢在輕度鹽脅迫時(shí)呈上升趨勢，這與陳新等[28]的研究結(jié)論相一致，推測這與不同品種間耐鹽性及鹽逆境響應(yīng)差異有關(guān)。重度鹽脅迫下，高羊茅‘俠客島’的發(fā)芽率、發(fā)芽勢等指標(biāo)均為0，說明此時(shí)重度鹽分脅迫已使‘俠客島’停止萌發(fā)。相比之下，醉馬草在NaCl鹽分脅迫下的發(fā)芽率和發(fā)芽勢等指標(biāo)都較為穩(wěn)定，且試驗(yàn)結(jié)果表明，輕度鹽脅迫對醉馬草種子的萌發(fā)具有一定的促進(jìn)作用，推測是低濃度鹽分促進(jìn)了細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)，并刺激了抗氧活酶的活力[8,29]，從而對萌發(fā)產(chǎn)生了積極影響，此外，中重度鹽分脅迫下的帶菌醉馬草，其發(fā)芽率等指標(biāo)均高于不帶菌醉馬草?？傮w而言，帶菌醉馬草受鹽分脅迫的影響較小，推測是由于帶菌醉馬草帶有內(nèi)生真菌Epichlo? gansuensis，增強(qiáng)了宿主對逆境的抗性，使其免受鹽分脅迫的危害。Bharadwaj等[30]證明，內(nèi)生真菌的存在促使在鹽分逆境中的植物提高葉綠素、脯氨酸等調(diào)節(jié)滲透物質(zhì)的含量，降低丙二醛的含量，從而增強(qiáng)植物在鹽分逆境中的生存能力。本研究顯示了帶菌醉馬草在鹽脅迫下的穩(wěn)定發(fā)芽率和發(fā)芽勢，且得出的結(jié)論與段春華等[18]的研究結(jié)果相一致。

種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)是種子綜合活力的體現(xiàn)，是衡量種子品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。種子活力與生命力是逆境生存的保障。4份種質(zhì)的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)與發(fā)芽率和發(fā)芽勢的結(jié)論類似，再次證明了帶菌醉馬草的旺盛活力和對NaCl鹽分脅迫的優(yōu)良耐受性。對于種子來說，重度鹽脅迫使其種子周圍水勢降低，使得種子內(nèi)外水勢差異增大，致使種子失水，細(xì)胞內(nèi)大量溶質(zhì)流失，并造成質(zhì)壁分離等情況。而醉馬草中的內(nèi)生真菌可以通過增加脯氨酸或者可溶性糖等滲透物質(zhì)，增加細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶的含量等一系列生理活動[31]，從而有效減輕NaCl鹽分脅迫造成的滲透效應(yīng)和離子失衡對于植物的傷害。

3.2 鹽脅迫對醉馬草和高羊茅種子幼苗生長的影響

胚根能否順利突破種皮并扎根是幼苗生長的關(guān)鍵，處于該幼苗階段的植物對鹽分脅迫通常很敏感且更易受到傷害[32]。因此，利用種子萌發(fā)和幼苗生長的試驗(yàn)，可初步預(yù)見醉馬草和高羊茅兩種質(zhì)在不同鹽脅迫環(huán)境中發(fā)芽、建植和生長的情況，進(jìn)而揭示植物在鹽分逆境中的適應(yīng)和改變規(guī)律。

本研究結(jié)果表明，重度鹽脅迫對醉馬草和高羊茅幼苗高度的影響大于根長。這可能是由于重度鹽脅迫使幼苗細(xì)胞嚴(yán)重失水、質(zhì)壁分離，進(jìn)而對胞內(nèi)抗氧化酶及激素的合成造成影響，致使幼苗生長受抑程度大于根長[33]。梁正偉等[34]對羊草(Leymus chinensis)、趙斌等[35]對洋金鳳(Caesalpinia pulcherrima)等3種熱帶植物和Li等[36]對552份向日葵(Helianthus annuus)種質(zhì)在鹽脅迫下的種子萌發(fā)和幼苗生長的研究結(jié)論亦與本研究一致，推測是因植物根系是最早接觸鹽溶液的器官，對鹽分脅迫的響應(yīng)最早，為適應(yīng)逆境而進(jìn)行相應(yīng)的生理反應(yīng)所致。

3.3 耐鹽性評價(jià)

本研究結(jié)果表明，鹽分脅迫下的帶菌醉馬草種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標(biāo)最優(yōu)，種子活力最為旺盛，高羊茅‘俠客島’最差。本研究通過建立最優(yōu)函數(shù)方程預(yù)測出帶菌醉馬草的耐鹽適宜濃度、耐鹽半致死濃度、耐鹽極限濃度分別為0.70%、0.98%和1.02%；不帶菌醉馬草的3種濃度分別為0.60%、0.72%和0.91%；高羊茅‘俠客島’的3種濃度分別為0.37%、0.46%和0.62%；高羊茅‘獵狗6號’的3種濃度分別為0.49%、0.61%和0.87%；帶菌醉馬草、不帶菌醉馬草、高羊茅‘俠客島’、高羊茅‘獵狗6號’幼苗生長階段的耐鹽閾值依次為1.23%、1.01%、0.44%和1.09%。由此可知，帶菌醉馬草的耐鹽適宜濃度、耐鹽半致死濃度、耐鹽極限濃度、耐鹽閾值均高于其余3個(gè)種質(zhì)，明確了帶菌醉馬草種子萌發(fā)和幼苗生長階段的NaCl耐受性依次為A1>A4>A2>A3。綜上所述，帶菌醉馬草對于NaCl單鹽脅迫具有相當(dāng)?shù)哪褪苄?，作為西北鹽堿地區(qū)的新型草坪草種具有優(yōu)良發(fā)展?jié)摿?，可提高西北地區(qū)土壤資源利用率并緩解鹽漬化帶來的危害。

4 結(jié)論

本研究以醉馬草和高羊茅種子作為研究對象，分析了不同單鹽脅迫下對種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，并對其綜合耐鹽性進(jìn)行評估。結(jié)果表明：1)鹽脅迫對4份種質(zhì)的萌發(fā)及幼苗生長均有抑制作用。2)經(jīng)評估，4份種質(zhì)的綜合耐鹽性依次帶菌醉馬草>高羊茅‘獵狗6號’>不帶菌醉馬草>高羊茅‘俠客島’。帶菌醉馬草耐鹽性最佳，具有成為西北地區(qū)優(yōu)良草坪草種的巨大潛力。