多巴胺引發(fā)對(duì)鹽脅迫下水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

李玉祥 林海榮 梁倩 王國(guó)棟

多巴胺引發(fā)對(duì)鹽脅迫下水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

李玉祥1林海榮1梁倩1王國(guó)棟2,*

(1石河子大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，石河子 832003；2新疆農(nóng)墾科學(xué)院 農(nóng)田水利與土壤肥料研究所，石河子 832000；*通信聯(lián)系人，E-mail: 664812734@qq.com)

【目的】探討多巴胺(Dopamine，DA)引發(fā)對(duì)鹽脅迫下水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。【方法】以新疆自育水稻品種新稻17號(hào)為研究對(duì)象，分別用0（純水）、0.1、0.5、1、1.5 mg/L的DA溶液(分別用S0、S0.1、S0.5、S1、S1.5表示)引發(fā)種子，采用濃度為100 mmol/L的NaCl溶液模擬鹽脅迫，以未引發(fā)無鹽脅迫處理作為對(duì)照1(CK)，未引發(fā)有鹽脅迫處理作為對(duì)照2(S-CK)，研究多巴胺引發(fā)對(duì)鹽脅迫下水稻種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響?！窘Y(jié)果】與CK相比，鹽脅迫下(S-CK)水稻種子的萌發(fā)受到明顯抑制且萌發(fā)速率降低，幼苗長(zhǎng)勢(shì)弱。引發(fā)處理不同程度緩解了鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)的抑制，提高發(fā)芽率(13.3%～25.8%)和發(fā)芽速率，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)；可溶性糖和脯氨酸含量增加(16.4%～51.8%和6.5%～31.2%)，超氧化物歧化酶(28.9%～72.7%)、過氧化物酶(15.0%～60.1%)和過氧化氫酶(35.1%～133.0%)活性顯著提高，丙二醛(7.1%～26.8%)含量明顯降低。表明對(duì)種子進(jìn)行引發(fā)處理，通過增強(qiáng)鹽脅迫下水稻種子活力，提高幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化酶活性，降低丙二醛含量，增強(qiáng)了水稻種子及幼苗的耐鹽性，其中1.0 mg/L的多巴胺溶液(S1)引發(fā)效果優(yōu)于水引發(fā)(S0)?！窘Y(jié)論】對(duì)于新疆自育水稻品種新稻17而言，1.0 mg/L多巴胺溶液引發(fā)能夠有效提高其對(duì)鹽脅迫的抵抗能力，促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。

水稻；種子引發(fā)；鹽脅迫；多巴胺；萌發(fā)；幼苗生長(zhǎng)

種子引發(fā)(seed priming)又稱滲透調(diào)節(jié)，由Heydecker 等[1]在1973年提出，是一項(xiàng)控制種子緩慢吸水和后期回干的技術(shù)，通常是將種子浸在低水勢(shì)溶液中使之緩慢吸水，再將吸脹種子脫水回干至初始狀態(tài)，引發(fā)過程中種子內(nèi)部會(huì)發(fā)生一系列形態(tài)和生理生化變化[2-5]。這些變化可以保護(hù)細(xì)胞中蛋白質(zhì)和膜結(jié)構(gòu)免遭破壞，同時(shí)可促進(jìn)細(xì)胞膜修復(fù)、提高膜的完整性，修復(fù)因老化等原因引起的染色體損傷，減少染色體畸變頻率，維持細(xì)胞正常的生理活動(dòng)，進(jìn)而提高植物抗逆性[6-8]。用引發(fā)劑處理多數(shù)植物的種子不僅能提高其出苗速率，使出苗率高而整齊[9-10]，而且能提高種子抗寒性[11]、耐旱性[12]、耐鹽性[13-14]等，對(duì)種子的萌發(fā)和抗?jié)B透脅迫等都具有明顯的作用[15]。

研究表明，種子引發(fā)可以促進(jìn)直播稻干濕交替管理時(shí)水稻生長(zhǎng)、分蘗發(fā)生，優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成，提高水分利用效率(引發(fā)劑為CaCl2)[16]，促進(jìn)直播稻種子萌發(fā)且萌發(fā)整齊均勻(引發(fā)劑為KNO3[17]、KCl和CaCl2[18])，減輕干旱脅迫時(shí)過氧化氫的傷害，促進(jìn)種子萌發(fā)(引發(fā)劑為PEG[19]、水、KNO3、PEG、SPD[20]和亞精胺[9])，促進(jìn)淹水條件下種子萌發(fā)、物質(zhì)積累(引發(fā)劑為閻浮樹葉片分泌物和水)[21]，提高種子遇冷后的萌發(fā)能力(引發(fā)劑為殼聚糖)[22]。此外，也有研究用硒[23]、硼[24]作為引發(fā)劑處理水稻種子，能促進(jìn)種子萌發(fā)和秧苗生長(zhǎng)。以上研究均表明，采用種子引發(fā)處理，能增強(qiáng)水稻抵抗外界逆境脅迫的能力，促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。在種子引發(fā)技術(shù)在提高水稻種子耐鹽方面，Wei等[25]用脫落酸引發(fā)水稻種子，發(fā)現(xiàn)經(jīng)引發(fā)處理的水稻種子與對(duì)照相比葉片枯萎?dāng)?shù)、幼苗死亡率顯著降低，植株后期生長(zhǎng)有優(yōu)勢(shì)，最終產(chǎn)量顯著增加；阮松林等[13]研究表明，引發(fā)處理促進(jìn)種子已有果糖的利用，降低種子內(nèi)部果糖水平，提高脯氨酸水平，并提高后期鹽脅迫下幼苗的果糖水平，從而增強(qiáng)雜交水稻幼苗的耐鹽性?？梢?，種子引發(fā)對(duì)提高水稻耐鹽性也具有較好的應(yīng)用效果。

鹽漬土是世界陸地普遍分布的一類土壤，嚴(yán)重影響植株的生長(zhǎng)和作物的產(chǎn)量。統(tǒng)計(jì)表明，新疆鹽堿土總面積為2181.4萬hm2，如何改良及利用鹽堿地，是維護(hù)新疆綠洲農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展急需要解決的關(guān)鍵問題。為此，本研究以新疆自育水稻品種新稻17為材料，研究多巴胺引發(fā)對(duì)鹽脅迫下水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)特性的影響，旨在探討引發(fā)處理增強(qiáng)水稻種子及幼苗耐鹽性的機(jī)理，解決鹽漬地種植水稻出苗差、保苗難的問題，為種子引發(fā)技術(shù)在水稻生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選用新稻17(早粳中晚熟品種，株型緊湊，葉片直立，分蘗力強(qiáng)，株高91.5 cm，千粒重24.6 g，全生育期150 d左右)為供試材料，由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 種子引發(fā)處理

選取粒大飽滿、大小一致的水稻種子，用0.2% HgCl2消毒 8 min，蒸餾水沖洗干凈后置于燒杯中，分別加入濃度為0(純水)、0.1、0.5、1、1.5 mg/L(分別用S0、S0.1、S0.5、S1、S1.5表示)的多巴胺溶液進(jìn)行引發(fā)，種子質(zhì)量(g)與溶液體積(mL)比為1∶3，在 25℃的發(fā)芽箱內(nèi)于黑暗條件下引發(fā)培養(yǎng) 24 h，引發(fā)結(jié)束后將種子用蒸餾水快速?zèng)_洗干凈，用濾紙吸干表面水分后置于25℃的鼓風(fēng)干燥箱中回干至原含水量。

1.2.2 種子發(fā)芽試驗(yàn)

將經(jīng)引發(fā)處理和未引發(fā)處理(對(duì)照)的水稻種子置于鋪有蛭石的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽皿(10 cm×10 cm×5 cm)中，分別加入90 mL 的100 mmol/L的NaCl鹽溶液；未經(jīng)引發(fā)且無鹽脅迫處理記為CK，未引發(fā)但有鹽脅迫處理記為S-CK，每個(gè)處理重復(fù)10次，每個(gè)重復(fù)播種30粒種子。發(fā)芽盒放置在28℃的光照培養(yǎng)箱中，待種子出土后，設(shè)定光照4000 lx，每天光照時(shí)長(zhǎng)12 h，晝夜溫度28℃/20℃。

表1 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下稻種萌發(fā)的影響

同列數(shù)據(jù)(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)后相同字母表示在5%水平上差異不顯著(=3，最小差異顯著法)。S0、S0.1、S0.5、S1、S1.5分別表示用0(純水)、0.1、0.5、1.0、1.5 mg/L的多巴胺溶液引發(fā)種子，并用100mmol/L NaCl溶液模擬鹽脅迫；CK表示未引發(fā)+無鹽脅迫處理，S-CK表示未引發(fā)+有鹽脅迫處理。下同。

Values (mean±SD) followed by common letters are not significantly different at<0.05 (=3, LSD).S0, S0.1, S0.5, S1, S1.5 indicate that seeds were primed with 0(H2O), 0.1, 0.5, 1 and 1.5 mg/L dopamine solution, respectively, and subjected to 100 mmol/L NaCl solution; CK, No-priming and no-salt stress treatment; S-CK, No-priming plus salt stress.The same below.

1.3 取樣及測(cè)定方法

1)發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)。播種后第1天開始，每天調(diào)查種子發(fā)芽數(shù)，計(jì)算以下各參數(shù)：

發(fā)芽勢(shì)(%)=(3 d 內(nèi)發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù))×100；

發(fā)芽率(%)=(7 d內(nèi)發(fā)芽總數(shù)/供試種子數(shù)) ×100；

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑G/D(G為第天的發(fā)芽數(shù)，D為相應(yīng)發(fā)芽的天數(shù))；

活力指數(shù)(Vi)=·∑G/D[，幼苗生長(zhǎng)勢(shì)(胚根和胚芽的平均鮮質(zhì)量)]。

2)幼苗形態(tài)指標(biāo)。播種后第12天，選取長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗測(cè)定葉齡、株高、根數(shù)、根長(zhǎng)，將幼苗分為地上部和地下部，分別稱取鮮質(zhì)量。水稻幼苗根系用掃描儀(Epson V500，美國(guó))將獲取根系掃描成黑白對(duì)照的TIF格式圖像文件，掃描好的TIF 文件用圖像分析軟件(WinRHIZO，加拿大)分析計(jì)算。

3)可溶性糖含量和脯氨酸含量測(cè)定采用李合生的方法[26]。

4)丙二醛含量及保護(hù)酶活性。參照王學(xué)奎[27]的方法測(cè)定幼苗葉片超氧化物歧化酶(SOD) 、過氧化物酶(POD) 和過氧化氫酶(CAT) 活性及丙二醛(MDA)含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法

在Excel 2007軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)常規(guī)處理和作圖，在SPSS 20.0中進(jìn)行方差分析。

圖1 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下稻種發(fā)芽率的影響

Fig.1.Effect of dopamine priming on seed germination rate under NaCl stress.

2 結(jié)果與分析

2.1 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下稻種萌發(fā)的影響

與CK相比，鹽脅迫(S-CK)下水稻種子萌發(fā)明顯受到抑制，種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著下降(表1)。與S-CK相比，種子引發(fā)均能不同程度地促進(jìn)種子萌發(fā)，且整體表現(xiàn)為隨著引發(fā)劑濃度的增加呈先升高后下降趨勢(shì)，其中S1處理表現(xiàn)最優(yōu)，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別提高99.9%、25.8%、47.5%和74.8%，其次為S0.5處理。

由圖1可見，與CK相比，鹽脅迫(S-CK)下水稻種子萌發(fā)明顯受到抑制且發(fā)芽速度減慢；與S-CK相比，種子引發(fā)均有效促進(jìn)了水稻種子萌發(fā)并提高了發(fā)芽速率，且整體表現(xiàn)為隨著引發(fā)劑濃度的增加呈先升高后下降趨勢(shì)，其中S1處理表現(xiàn)最優(yōu)。

2.2 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下水稻幼苗生長(zhǎng)的影響

由圖2可知，與 CK 相比，鹽脅迫(S-CK)顯著降低了水稻幼苗葉齡(11.8%)、單株葉面積(28.1%)、地上部鮮質(zhì)量(31.6%)、根系鮮質(zhì)量(21.1%)、苗高(24.2%)和根長(zhǎng)(28.4%)。與S-CK相比，適宜濃度的引發(fā)劑處理顯著促進(jìn)了水稻植株生長(zhǎng)，且整體表現(xiàn)為隨著引發(fā)濃度的增加呈先升高后下降趨勢(shì)，其中葉齡、單株葉面積、地上部鮮質(zhì)量和根系鮮質(zhì)量均以S0.5和S1處理表現(xiàn)較好；苗高以S1處理最優(yōu)、其次為S1.5和S0.5；根長(zhǎng)以S0.5最優(yōu)，其次為S0.1和S1處理。此外，當(dāng)引發(fā)劑濃度過高時(shí)(S1.5)，地上部鮮質(zhì)量和根系鮮質(zhì)量與S-CK無顯著差異，根長(zhǎng)顯著降低。

2.3 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下水稻幼苗根系形態(tài)特征的影響

由表2可知，與 CK 相比，鹽脅迫(S-CK)均不同程度降低了水稻幼苗根數(shù)(9.1%)、根投影面積(23.1%)和根體積(16.7%)，根直徑有一定程度的增加(8.0%)，其中，根投影面積達(dá)到顯著水平。與S-CK相比，適宜濃度的引發(fā)劑對(duì)水稻幼苗根系生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用。其中，S0、S0.5、S1和S1.5根數(shù)分別比S-CK增加1.1%、3.9%、6.4%、3.9%，S0.5處理根投影面積比S-CK增加10.0%，S0.5處理根表面積比S-CK增加10.0%，S0.5處理根系直徑比S-CK增加0.7%，S0.5處理根系體積比S-CK增加6.7%，處理間無顯著差異。

柱上相同小寫字母表示在5%水平上差異不顯著(n=3，最小顯著差數(shù)法)。下同。

Fig.2.Effect of dopamine priming on growth of rice seedlings under NaCl stress.

表2 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下水稻根系形態(tài)特征的影響

圖3 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下水稻葉片可溶性糖及脯氨酸含量的影響

Fig.3.Effect of DA priming on soluble sugar and free proline contents of rice seedling leaves under NaCl stress.

2.4 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下水稻葉片可溶性糖及脯氨酸含量的影響

由圖3-A可知，與 CK 相比，鹽脅迫(S-CK)顯著增加了水稻幼苗葉片可溶性糖含量(22.2%)；與S-CK相比，種子引發(fā)處理均不同程度提高了葉片中可溶性糖含量，隨著引發(fā)濃度的增加，可溶糖含量呈先增后降趨勢(shì)；其中，S1處理最高，其次為S0.5處理，二者間無顯著差異，均顯著高于其他引發(fā)處理。與S-CK相比，S0、S0.1、S0.5、S1、S1.5葉片可溶性糖含量分別增加16.4%、20.0%、49.1%、51.8%、27.3%。與可溶糖含量表現(xiàn)一致，鹽脅迫顯著增加了葉片脯氨酸含量(圖3-B)，水及適宜濃度的多巴胺引發(fā)(S0、S0.1、S0.5、S1)均顯著提高了葉片脯氨酸含量，過高濃度的多巴胺引發(fā)(S1.5)對(duì)葉片脯氨酸含量無顯著影響。

2.5 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下水稻葉片MDA含量及酶活性的影響

由圖4-A可知，與 CK 相比，鹽脅迫(S-CK)顯著增加了水稻幼苗葉片中MDA含量(64.1%)；與S-CK相比，種子引發(fā)處理均不同程度地降低了葉片中MDA含量，其中，水引發(fā)處理(S0)與S-CK處理間無顯著差異，多巴胺引發(fā)各處理(S0.1、S0.5、S1、S1.5)均顯著低于S-CK，S1處理MDA含量最低，與S0.5和S1.5處理間無顯著差異。與S-CK相比，S0、S0.1、S0.5、S1、S1.5葉片中MDA含量分別下降7.1%、12.6%、26.9%、29.4%、24.7%。

由圖4-B可知，水稻葉片SOD活性表現(xiàn)趨勢(shì)與MDA相反。與CK相比，鹽脅迫(S-CK)顯著降低了葉片SOD活性；與S-CK相比，種子引發(fā)處理均顯著提高了葉片中SOD活性，隨著多巴胺引發(fā)濃度的增加，葉片SOD活性呈先升高后降低趨勢(shì)，其中S0.5處理最高，其次為S1、S1.5處理，三者間無顯著差異，均顯著高于S0處理。同樣地，鹽脅迫顯著降低了葉片POD活性(圖4-C)；與S-CK相比，引發(fā)處理均顯著提高了POD活性，其中S1處理最高，達(dá)到了CK的水平(S1與CK無顯著差異)，其次為S0.5、S0.1、S1.5，處理間差異均達(dá)到顯著水平。葉片CAT活性變化趨勢(shì)與SOD和POD基本一致(圖4-D)，為S1最高，其次為S0.5處理，二者均高于CK，但無顯著差異。

2.6 水稻幼苗長(zhǎng)勢(shì)與相關(guān)生理指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表3可知，水稻幼苗葉齡、地上部鮮質(zhì)量及根系鮮質(zhì)量與SOD、POD、CAT均呈顯著或極顯著正相關(guān)，與MDA含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；單株葉面積和苗高與SOD、POD呈顯著或極顯著正相關(guān)，與MDA含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與CAT相關(guān)未達(dá)顯著；根數(shù)與MDA呈顯著正相關(guān)，與其他指標(biāo)無顯著相關(guān)；根長(zhǎng)、根投影面積、根表面積、根直徑、根體積與SOD、POD、CAT、MDA均無顯著相關(guān)；水稻幼苗生長(zhǎng)參數(shù)與可溶性糖和脯氨酸含量均無顯著相關(guān)。

3 討論

鹽脅迫通常會(huì)嚴(yán)重影響植物種子萌發(fā)，影響植株碳同化和生長(zhǎng)發(fā)育，使植株生長(zhǎng)量和干物質(zhì)積累量減少[28]。種子引發(fā)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已作為某些蔬菜、花卉作物種子的常用播前處理技術(shù)，而其實(shí)質(zhì)是在限制種子吸水速率的條件下，使種子膜系統(tǒng)得到較好修復(fù)，并提前啟動(dòng)萌發(fā)所需的物質(zhì)代謝[29]，進(jìn)而明顯提高種子萌發(fā)和抗逆能力。本研究中鹽(NaCl)脅迫顯著抑制了水稻種子萌發(fā)，降低了萌發(fā)速度，影響水稻幼苗生長(zhǎng)，而水和多巴胺引發(fā)均不同程度地促進(jìn)了種子萌發(fā)且加快了萌發(fā)速率，整體上增加了水稻幼苗葉齡、單株葉面積、地上部鮮質(zhì)量、根系鮮質(zhì)量、苗高和根長(zhǎng)，其中以1.0 mg/L多巴胺引發(fā)效果較好，表明采用適宜濃度的引發(fā)劑能增強(qiáng)水稻抵抗外界逆境脅迫的能力，促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，這與前人研究結(jié)果一致[16-25]。此外，劉慧霞等[30]研究表明，水引發(fā)不僅能夠加快紫花苜蓿種子萌發(fā)速率，提高萌發(fā)一致性，而且能夠增強(qiáng)抗逆性，但對(duì)最終的發(fā)芽率無顯著影響。這表明引發(fā)對(duì)不同植物的效果存在差異，可能與植物自身的生物學(xué)特性和種子質(zhì)量有關(guān)[31]。

圖4 多巴胺引發(fā)對(duì)NaCl脅迫下水稻葉片MDA含量及抗氧化酶活性的影響

Fig.4.Effect of DA priming on MDA content and antioxidant enzyme activities of rice seedling leaves under NaCl stress.

表3 水稻幼苗長(zhǎng)勢(shì)與生理指標(biāo)的相關(guān)性分析

*,**分別表示在0.05, 0.01水平上顯著相關(guān)。

*,**Significantly correlated at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

可溶性糖和脯氨酸作為有效滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量的增加對(duì)于調(diào)節(jié)滲透平衡、防止?jié)B透脅迫對(duì)植物造成傷害等具有重要意義。本研究結(jié)果表明，鹽脅迫下水稻幼苗葉片可溶性糖和游離脯氨酸含量增加，引發(fā)處理后幼苗葉片中可溶性糖和游離脯氨酸含量進(jìn)一步顯著增加，能夠維持鹽脅迫下水稻種子及幼苗滲透平衡，保持功能大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)其抗氧化脅迫能力，抑制膜脂過氧化發(fā)生，促進(jìn)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)[32]，這與Zheng等[20]及孫園園等[33]研究結(jié)果基本一致；本研究中以0.5～1.0 mg/L多巴胺引發(fā)效果較好，優(yōu)于水引發(fā)和其他多巴胺濃度處理。說明種子引發(fā)可以通過對(duì)水稻幼苗葉片可溶性糖和游離脯氨酸的提升來增強(qiáng)幼苗的滲透調(diào)節(jié)能力，有效緩解鹽脅迫對(duì)細(xì)胞膜透性造成的破壞，從而增強(qiáng)水稻的抗逆性。

引發(fā)能促進(jìn)細(xì)胞膜的修復(fù)和膜完整性的提高，降低種子內(nèi)容物的外滲[34]，促進(jìn)與抗劣變相關(guān)酶活性的提高[35]。在本研究中，鹽脅迫顯著增加了幼苗葉片MDA含量，降低了SOD、POD和CAT活性，而引發(fā)處理后的幼苗葉片MDA含量均有不同程度的降低，SOD、POD和CAT活性顯著升高，且以0.5～1.0 mg/L多巴胺引發(fā)效果較好。相關(guān)性分析也表明，水稻幼苗葉齡、地上部鮮質(zhì)量及根系鮮質(zhì)量與SOD、POD、CAT均呈顯著或極顯著正相關(guān)，與MDA含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。表明引發(fā)處理能夠增加幼苗葉片SOD、POD和CAT活性，通過清除植物體內(nèi)積累的活性氧，增強(qiáng)植株抗氧化能力，降低鹽脅迫膜脂的過氧化作用，保持了細(xì)胞膜的完整性。此外，Chen和Arora[36]認(rèn)為引發(fā)本身就是一種適度的脅迫，如水引發(fā)，在一些研究中，種子水合作用也可看作是一種脅迫，因?yàn)橐恍┓N子在吸水過程中會(huì)造成吸脹損傷和產(chǎn)生活性氧[37]，溶液引發(fā)則是將種子置于低水勢(shì)的環(huán)境中使其緩慢吸水。本研究中，水和多巴胺引發(fā)均能在一定程度上提高鹽脅迫逆境下水稻幼苗葉片的抗氧化酶活性，降低MDA含量，增強(qiáng)幼苗的耐鹽行，可能是因?yàn)樵谝l(fā)過程中這種適度的脅迫刺激了保護(hù)酶系統(tǒng)，當(dāng)種子發(fā)芽和和幼苗生長(zhǎng)階段再次遇到逆境的時(shí)候，經(jīng)引發(fā)的種子較未引發(fā)的種子具有更強(qiáng)的應(yīng)激脅迫的能力，從而有更強(qiáng)的脅迫耐性[38]。

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Effects of Dopamine Priming on Seed Germination and Seedling Growth of Rice Under Salt Stress

LI Yuxiang1, LIN Hairong1, LIANG Qian1, WANG Guodong2,*

(Key Laboratory of Oasis Eco-agriculture of Xinjiang Production Construction Group / Agricultural College, Shihezi University, Shihezi 832003, China; Institute of Farmland Water Conservancy and Soil-fertilizer, Xinjiang Academy of Agricultural Reclamation Science, Shihezi 832000, China; Corresponding author, E-mail: 664812734@qq.com)

【Objective】It is of significance to clarify the effects of dopaminepriming on rice seed germination and seedling growth under salt stress.【Method】The effects of seed priming on seed germination, seedling growth and physiological characteristics under salt stress were analyzed.Rice (Variety: Xindao 17) seeds were primed with 0（H2O）, 0.1, 0.5, 1 and 1.5 mg/L dopamine solution, respectively.Salt stress was simulated with 100 mmol/L NaCl solution.The no-priming and no-salt stress treatment was kept as control 1(CK), and the no-priming with salt stress was kept as control 2(S-CK).【Result】Compared with CK, salt stress (S-CK) obviously slowed down or stopped the germination of rice seeds, and the rice seedlings grew weakly.The priming treatment relieved the inhibitory effect of salt stress on rice seeds germination, speeded up the germination (13.3%－25.8%), promoted seedling growth, increased the contents of soluble sugar(16.4%－51.8%), proline(6.5%－31.2%), and enhanced the activities of SOD(28.9%－72.7%), POD(15.0%－60.1%) and CAT(35.1%－133.0%), decreased the content of MDA(7.1%－26.8%).The results indicated that seed priming could enhance salt tolerance of rice seeds and seedlings by improving the vigor of rice seeds, the activities of antioxidant enzymes and the contents of osmotic regulatory substances, and decreasing the content of MDA.The medium concentration of dopamine solution (S1) was better than water(S0).【Conclusion】The suitable priming solution for Xindao 17 was 1.0 mg/Ldopamine, which could effectively enhance salt tolerance of rice seeds, and promote seed germination and seedling growth.

rice (); seed priming; salt stress; dopamine; seed germination; seedling growth

10.16819/j.1001-7216.2021.200808

2020-08-11；

2021-01-01。

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31860345)；石河子大學(xué)高層次人才資助項(xiàng)目(RCSX201724)；石河子大學(xué)綠洲生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目(201702)。