ＮａＣＩ脅迫對(duì)西瓜種子發(fā)芽的影響

孫敏紅　孫德璽　鄧　云　何蘭銀

摘要：為了研究2個(gè)西瓜品種(鄭抗2號(hào)及中科6號(hào))種子的耐鹽情況，采用不同濃度的NaCl溶液處理西瓜種子，并研究其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、胚根長度、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的變化情況。結(jié)果表明，中科6號(hào)在NaCI溶液低濃度條件下(40mmol／L)各項(xiàng)指標(biāo)均有上升；超過40mm／l時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)則下降。鄭抗2號(hào)的各項(xiàng)指標(biāo)隨著NaCl溶液濃度的增加均下降，在80一200mmol／L時(shí)，對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)能力弱于中科6號(hào)。

關(guān)鍵詞：西瓜；NaCl脅迫；種子；發(fā)芽；耐鹽性

我國西瓜的栽培面積居世界之冠．占世界西瓜栽培面積的40％以上，且西瓜栽培模式多樣．其中設(shè)施栽培面積逐年擴(kuò)大。與此同時(shí)．土壤次生鹽漬化也日趨嚴(yán)重，嚴(yán)重影響西瓜的生長和發(fā)育．對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)造成很大的影響，而選育耐鹽性強(qiáng)的西瓜品種對(duì)于發(fā)展西瓜設(shè)施栽培具有重要意義。中科6號(hào)是湖南地區(qū)早熟西瓜主栽品種之一．鄭抗2號(hào)是早熟抗枯萎病品種，作為南方設(shè)施栽培主栽品種．對(duì)其耐鹽性的研究少見報(bào)道。本試驗(yàn)以這2個(gè)品種為試材，研究了不同濃度NaCl脅迫對(duì)西瓜種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、平均胚根長、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)的影響，旨在對(duì)中科6號(hào)和鄭抗6號(hào)進(jìn)行耐鹽性研究．以指導(dǎo)生產(chǎn)，并為耐鹽資源的篩選、種質(zhì)資源評(píng)價(jià)、耐鹽育種及設(shè)施抗鹽栽培提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

供試西瓜品種為早熟西瓜品種中科6號(hào)和鄭抗2號(hào)，種子均由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所提供；供試NaCI為分析純?cè)噭匈彙?/p>

1.2方法

試驗(yàn)于2007年1月在中南林業(yè)科技大學(xué)園藝實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。將NaCl配成40、80、120、160、200、240 nlm01／L 6種溶液濃度，以不加NaCl的清水為對(duì)照，共7個(gè)處理。每個(gè)處理20粒種子，3次重復(fù)。先將6個(gè)處理的干種子用不同濃度的NaCI溶液浸種6 h，以清水浸種作為對(duì)照，置于鋪有1層濾紙的培養(yǎng)皿中，倒人與浸種濃度相同的NaCI溶液．放入(30+1)℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽，處理后第3天開始記錄種子發(fā)芽數(shù)，第4天測定發(fā)芽勢，第7天測量并統(tǒng)計(jì)胚根長度、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)．

1.3測定方法

1.3.1發(fā)芽勢測定處理第4天以胚根突破種皮0.5 am為準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)，計(jì)算2個(gè)品種的發(fā)芽勢。

1.3.2胚根長度測定處理后第7天用刀片將發(fā)芽種子的胚根切下，量其長度，取3次重復(fù)平均值．

1.3.3發(fā)芽率測定測定處理后第7天發(fā)芽種子的百分?jǐn)?shù)。

1．3．4發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)測定發(fā)芽指數(shù)是反映種子活力的指標(biāo)．發(fā)芽指數(shù)越大，種子發(fā)芽速度越快：活力指數(shù)大，表明發(fā)芽快而且好。

2結(jié)果與分析

2．1NaCI脅迫對(duì)西瓜種子發(fā)芽勢的影響

西瓜種子在NaCI溶液脅迫下．發(fā)芽勢降低且種子萌發(fā)緩慢。2個(gè)品種發(fā)芽勢有較一致的變化規(guī)律，均隨NaCl溶液濃度的增加呈下降趨勢。當(dāng)NaCl為0 mmol／L時(shí)．鄭抗2號(hào)和中科6號(hào)的發(fā)芽勢分別為76．67％和53．33％；NaCl濃度0-40 mmol／L時(shí)，鄭抗2號(hào)的發(fā)芽勢明顯高于中科6號(hào)；NaCl為40 mmol／L時(shí)．2個(gè)品種的發(fā)芽勢分別為66．67％和53．30％；當(dāng)NaCl濃度超過80 mmol／L時(shí)．鄭抗2號(hào)的發(fā)芽勢低于中科6號(hào)．且隨著NaCl濃度的增加發(fā)芽勢下降幅度也明顯大于中科6號(hào)：當(dāng)NaCl濃度達(dá)到200mmol／L時(shí)．2個(gè)品種的發(fā)芽勢均為0。說明NaCl濃度在80-200 mmol／L區(qū)間內(nèi)中科6號(hào)的耐鹽性好于鄭抗2號(hào)。

在0-80 mmol／L區(qū)間內(nèi)．中科6號(hào)的發(fā)芽勢由53．33％降至50．00％。說明在此范圍內(nèi)該品種對(duì)NaCl脅迫不敏感：當(dāng)NaCl濃度為80～160 mmol／L時(shí)．其發(fā)芽勢從50．00％下降到10．00％，對(duì)NaCl脅迫敏感。從鄭抗2號(hào)的發(fā)芽勢曲線看，在0-120mmol／L范圍內(nèi)發(fā)芽勢由76．67％降到13．33％(圖1)．說明鄭抗2號(hào)對(duì)低濃度的NaCl脅迫比較敏感。

2．2NaCI脅迫對(duì)西瓜種子發(fā)芽率的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明．當(dāng)NaCl濃度為0mmol／L時(shí)，中科6號(hào)和鄭抗2號(hào)的發(fā)芽率均為90．00％；當(dāng)NaCl濃度為80mmol／L時(shí)．中科6號(hào)和鄭抗2號(hào)的發(fā)芽率分別降到86．67％和70．0％；在160 mmol／L時(shí)，中科6號(hào)和鄭抗2號(hào)的發(fā)芽率則分別僅為16．67％和13．33％：在200 mmol／L時(shí)，2個(gè)西瓜品種的發(fā)芽率為0。

在NaCl濃度為0～40mmol／L的條件下。中科6號(hào)的發(fā)芽率由90％上升到96．67％，說明低濃度NaCl對(duì)中科6號(hào)種子發(fā)芽具有促進(jìn)作用；當(dāng)NaCl濃度高于40mmol／L時(shí)．中科6號(hào)發(fā)芽率逐漸降低。而鄭抗2號(hào)隨著NaCl濃度的增加發(fā)芽率呈下降趨勢(圖2)。由此可看出，NaCl脅迫對(duì)鄭抗2號(hào)的發(fā)芽具有明顯的抑制作用。

2．3NaCl脅迫對(duì)西瓜胚根長度的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明．在NaCl脅迫下，2個(gè)西瓜品種胚根長度的變化規(guī)律存在差異。鄭抗2號(hào)的胚根長度隨著NaCl濃度的增加呈下降趨勢，0～80 mmol／L范圍內(nèi)其平均胚根長度從1．66 cm下降到0．57 cm，說明此濃度范圍內(nèi)的NaCl脅迫會(huì)顯著降低鄭抗2號(hào)的根系生長能力：在80-160 mmol／L濃度范圍內(nèi)。鄭抗2號(hào)的胚根長度曲線變化平緩，胚根長度由80mmol／L濃度下的0．57 cm降至160 mmol／L濃度下的0．51 cm。中科6號(hào)的胚根長度隨NaCl濃度的增加呈S形曲線變化．在0-40mmol／L范圍內(nèi)先緩慢上升．胚根長度由0．77 cm增加到0．91 cm，NaCl濃度高于40 mmol／L時(shí)胚根長度呈下降趨勢。

2．4NaCI脅迫對(duì)西瓜種子發(fā)芽指數(shù)的影響

試驗(yàn)結(jié)果顯示．NaCl脅迫對(duì)2個(gè)西瓜品種的發(fā)芽指數(shù)影響不同。在NaCl濃度0-40 mmol／L條件下．鄭抗2號(hào)的發(fā)芽指數(shù)由79．13下降到72．3．而中科6號(hào)的發(fā)芽指數(shù)由58．52上升到65．64．但仍低于鄭抗2號(hào)：但在80~200mmol／L范圍內(nèi)，中科6號(hào)的發(fā)芽指數(shù)均高于鄭抗2號(hào)．說明此濃度范圍內(nèi)的NaCl脅迫對(duì)鄭抗2號(hào)的抑制作用比中科6號(hào)明顯。就單個(gè)品種來說．隨著濃度的增加．鄭抗2號(hào)受脅迫作用增強(qiáng)．種子的發(fā)芽指數(shù)呈下降趨勢：中科6號(hào)的發(fā)芽指數(shù)呈先升后降的趨勢．其最大值出現(xiàn)在40mmol／L處．為65．64。

2．5NaCI脅迫對(duì)西瓜種子活力指數(shù)的影響

試驗(yàn)結(jié)果顯示．鄭抗2號(hào)與中科6號(hào)的活力指數(shù)變化曲線存在明顯差異．當(dāng)NaCI溶液為0 mmollL時(shí)，鄭抗2號(hào)的活力指數(shù)為1．31，中科6號(hào)為0．45：40 mmol／L時(shí)．鄭抗2號(hào)和中科6號(hào)的活力指數(shù)分別為0．58和0．60；在0～40mmol／L范圍內(nèi)鄭抗2號(hào)的

活力指數(shù)顯著高于中科6號(hào)．超過40 mmol／L時(shí)．2個(gè)品種的活力指數(shù)變化無明顯差異．均呈下降趨勢。

中科6號(hào)的活力指數(shù)在0~40 mmol／L區(qū)間內(nèi)呈上升趨勢，40~200mmol／L范圍內(nèi)呈下降趨勢．說明較低濃度NaCl溶液有助于中科6號(hào)種子的萌發(fā)。而鄭抗2號(hào)隨著NaCl濃度的增加．活力指數(shù)呈下降趨勢，尤其是在0～80 mmol／L范圍內(nèi)活力指數(shù)從1．31急劇下降到0．27．說明即使是低濃度NaCl脅迫對(duì)鄭抗2號(hào)種子發(fā)芽都有顯著的抑制作用。

3討論

本試驗(yàn)對(duì)NaCl脅迫后鄭抗2號(hào)和中科6號(hào)西瓜種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、平均胚根長度、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等各個(gè)指標(biāo)的測定結(jié)果表明．西瓜種子耐鹽程度因品種而異．耐鹽品種在低濃度的NaCl脅迫下有助于種子萌發(fā)．這與前人的研究結(jié)果是一致的。這種在一定脅迫條件下種子萌發(fā)速率不變或者加快，可能與存在耐鹽脅迫基因(或特異生理機(jī)制)目，也可能與低鹽促進(jìn)細(xì)胞膜滲透調(diào)節(jié)有關(guān)，或是微量的無機(jī)離子(Na)對(duì)呼吸酶有一定的激活作用嗍。

在高濃度NaCl脅迫下．種子發(fā)芽率顯著降低．這可能是由于高濃度NaCl的毒害作用．也可能是由于NaCI濃度過高，降低了K、Ca等元素的含量．造成這些元素的虧缺，引發(fā)一系列代謝紊亂。此外，溶液中鹽分過多，水勢降低，種子幼芽(胚)吸水困難，造成細(xì)胞內(nèi)水分虧缺，影響幼芽(胚)的生長；賀軍民等也認(rèn)為．鹽脅迫會(huì)破壞種子細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能。導(dǎo)致代謝紊亂，活力降低乃至失去萌發(fā)能力。

種子發(fā)芽過程本身是一個(gè)極復(fù)雜的生理生化過程，而西瓜發(fā)芽期鹽脅迫受多種因素影響．因此要綜合評(píng)估西瓜種質(zhì)資源的耐鹽性．要以多個(gè)指標(biāo)為依據(jù)綜合考慮。本試驗(yàn)所用品種為當(dāng)?shù)卦缡熘髟云贩N之一，但不足的是試驗(yàn)品種過少。有待于今后對(duì)更多的新品種、主栽品種進(jìn)行耐鹽性試驗(yàn)、資源分析和評(píng)價(jià)。同時(shí)，本試驗(yàn)采用發(fā)芽勢等5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行耐鹽性分析，僅是西瓜種質(zhì)資源發(fā)芽期耐鹽性的分析結(jié)果，同一西瓜種質(zhì)資源發(fā)芽期能否預(yù)測其他生理期的耐鹽性也有待于進(jìn)一步研究．

4結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明．中科6號(hào)耐鹽性強(qiáng)于鄭抗2號(hào)。二者在NaCl脅迫下萌發(fā)的適宜濃度范圍為0～80 mmol／L，超過這個(gè)范圍，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、胚根長度、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)5項(xiàng)指標(biāo)都有較大幅度的下降。中科6號(hào)在較低濃度(0～80 mmol／L)下各項(xiàng)指標(biāo)變化平緩，在40 mmol／L時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)高于用清水浸種催芽的對(duì)照，說明低濃度(40 mmol／L)NaCl脅迫有助于中科6號(hào)的生長：而鄭抗2號(hào)隨著NaCl濃度的加大則各項(xiàng)指標(biāo)呈下降趨勢。