水楊酸浸種對(duì)低溫下白三葉種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

武季玲 陳桂平

摘要：以白三葉種子為材料，研究外源水楊酸（SA）不同濃度，不同浸種時(shí)間處理對(duì)低溫下種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，隨水楊酸濃度的增加，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均呈現(xiàn)先上升后降低的變化趨勢(shì)；幼苗株高、根長(zhǎng)，鮮重、干重和葉綠素含量的變化相同，也是先上升后降低，其中，以SA濃度為0.02 mmol/L，浸種12 h處理效果最好，較高濃度SA>0.1 mmol/L對(duì)白三葉種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)均產(chǎn)生抑制作用。

關(guān)鍵詞：白三葉；水楊酸；低溫脅迫；種子萌發(fā)；幼苗

中圖分類(lèi)號(hào)：S 330.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-5500（2013）03-0053-04

收稿日期：2013-06-10； 修回日期：2013-08-31

作者簡(jiǎn)介：武季玲（1972-），女，河南西平人，副教授，博士，主要從事植物生理學(xué)及組織培養(yǎng)方面的教學(xué)及研究工作。

E-mail：wujl@gsau.edu.cn

白三葉（Trifolium repens），又名白車(chē)軸草，屬豆科白三葉草屬多年生草本植物，在我國(guó)西南、新疆都有野生分布，在溫帶及亞熱帶高海拔地區(qū)也有生長(zhǎng)[1]。白三葉壽命長(zhǎng)，適應(yīng)性廣，生長(zhǎng)快，草叢濃厚，具根瘤，有改土肥田作用。在坡地、堤壩及公路種植，對(duì)防止水土流失，減少塵埃均具有良好的作用。另外，由于白三葉低矮，抗逆性強(qiáng)，葉色花色美麗，也是近年來(lái)廣泛應(yīng)用的綠化美化物種之一[2]。

種子是植物生活史中新生命開(kāi)始的幼小植物體，種子萌發(fā)和幼苗的建成是植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期[3]。植物種子萌發(fā)期和出苗期是其生活史各環(huán)節(jié)中抗逆性最薄弱的一環(huán)，對(duì)溫度變化較為敏感[4]，低溫是影響種子萌發(fā)和幼苗成長(zhǎng)的主要因素之一[5-8]。水楊酸（SA），即鄰羥基苯甲酸，是一種小分子酚類(lèi)物質(zhì)，廣泛存在于高等植物體內(nèi)。水楊酸被認(rèn)為是一種具有促進(jìn)種子發(fā)芽、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育、誘導(dǎo)植物抗病、抗逆境脅迫等多種生理作用的物質(zhì)，近年來(lái)有關(guān)水楊酸提高植物抗逆性的試驗(yàn)很多[9-12]。有眾多研究表明，水楊酸在植物抵抗環(huán)境冷脅迫中具有重要作用[13-15]。試驗(yàn)通過(guò)不同濃度SA的浸種試驗(yàn)，研究不同濃度SA及不同處理時(shí)間對(duì)低溫下白三葉種子萌發(fā)及早期幼苗生長(zhǎng)的影響，以期篩選出提高白三葉抗寒性的適宜SA濃度和浸種時(shí)間，進(jìn)而為SA類(lèi)物質(zhì)在植物抗寒性中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

白三葉種子由蘭州市園林科學(xué)研究所提供。SA為分析純，購(gòu)于武漢市合中制造化工有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

采用蒸餾水將SA溶解后分別配成0（CK）、0.002、0.005、0.010、0.020、0.050、0.100、0.500、1.000 mmol/L 9個(gè)濃度待用。選取大小一致、飽滿(mǎn)無(wú)殘缺的種子，在40 ℃的水中浸泡3.5 h，用蒸餾水反復(fù)沖洗3～4遍；用0.2%的高錳酸鉀溶液消毒15 min，蒸餾水漂洗3次，再用濾紙吸干水分，然后將種子分別放入不同濃度的SA溶液中，于室溫條件下分別浸泡12、24 h后，用蒸餾水將種子沖洗干凈，將種子均勻置于鋪有雙層濾紙且加有適量蒸餾水的培養(yǎng)皿中（ 50粒/皿），置于LRH-300-G光照培養(yǎng)箱，5 ℃低溫脅迫處理48 h，25 ℃萌發(fā)，每處理重復(fù)3次。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 萌發(fā)指標(biāo)測(cè)定及方法[16] 從種子置床當(dāng)日起開(kāi)始觀察記錄。第一粒種子發(fā)芽時(shí)為種子發(fā)芽始期，以后每天記錄發(fā)芽種子數(shù)，連續(xù)3～5 d不發(fā)芽為發(fā)芽結(jié)束期。每天觀測(cè)記錄發(fā)芽數(shù)，直至萌發(fā)結(jié)束。

1.3.2 幼苗生長(zhǎng)指標(biāo) 發(fā)芽結(jié)束后隨機(jī)選取20個(gè)生長(zhǎng)正常的幼苗，用直尺分別測(cè)量株高（cm），根長(zhǎng)（cm），地上部分鮮（干）重（g），根鮮（干）重（g），取平均值。

1.3.3 葉綠素含量測(cè)定 用丙酮法測(cè)定幼苗葉綠素含量[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPASS統(tǒng)計(jì)軟件處理分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并用Microsoft Excel繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 SA對(duì)低溫下白三葉種子萌發(fā)的影響

2.1.1 SA對(duì)低溫條件下白三葉種子發(fā)芽勢(shì)的影響 發(fā)芽勢(shì)是用來(lái)衡量種子發(fā)芽速度和整齊度的指標(biāo)，表示種子生活力的強(qiáng)弱。種子發(fā)芽勢(shì)高，則表示種子活力強(qiáng)，發(fā)芽整齊，出苗一致，增產(chǎn)潛力大。不同濃度外源SA處理對(duì)白三葉種子發(fā)芽勢(shì)的影響不同（表1）。SA浸種12 h的白三葉種子，與對(duì)照組相比，0.002、0.005、0.010、0.020、0.050、0.100 mmol/L SA浸泡白三葉種子發(fā)芽勢(shì)分別增加了2%、8%、10%、18%、12%、3%；而0.500、1.000 mmol/L SA處理的發(fā)芽勢(shì)較對(duì)照組降低了2%、13%。所有的濃度處理，0.020 mmol/L SA處理的發(fā)芽勢(shì)最高，與其他處理差異極顯著。浸種24 h的白三葉種子與浸種12 h呈相似趨勢(shì)，先上升后下降，在0.020 mmol/L SA處理的發(fā)芽勢(shì)最高。

2.1.2 SA對(duì)低溫條件下白三葉種子萌發(fā)率的影響 萌發(fā)率是反應(yīng)種子品質(zhì)的重要指標(biāo)[15]，不同濃度外源SA對(duì)白三葉種子萌發(fā)率有一定的影響（表1）。SA浸種12 h的白三葉種子與對(duì)照組相比，0.002、0.005、0.010、0.020、0.050、0.100 mmol/L SA浸泡的白三葉種子發(fā)芽勢(shì)分別增加了1%、2%、3%、5%、10%、7%、2%；而0.500、1.000 mmol/L SA處理的發(fā)芽勢(shì)較對(duì)照組降低1%和2%。所有的濃度中，0.020 mmol/L SA處理的萌發(fā)率最高，當(dāng)SA濃度高于0.100 mmol/L時(shí)對(duì)白三葉種子的萌發(fā)有一定的抑制作用。浸種24 h與12 h呈相似趨勢(shì)，對(duì)萌發(fā)先促進(jìn)后抑制，0.020 mmol/L SA處理的萌發(fā)指數(shù)最高，提高了0.73%。

2.1.3 SA對(duì)低溫條件下白三葉種子萌發(fā)指數(shù)的影響 萌發(fā)指數(shù)不僅受發(fā)芽種子數(shù)影響，而且受發(fā)芽速度的影響。每天發(fā)芽的種子在構(gòu)成萌發(fā)指數(shù)中所起的作用都不同，故萌發(fā)指數(shù)是評(píng)價(jià)種子活力的指標(biāo)之一。SA浸種12 h的白三葉種子與對(duì)照組比，0.002、0.005、0.010、0.020、0.050、0.100 mmol/L SA浸泡的白三葉種子發(fā)芽勢(shì)分別增加了0.08%、0.15%、0.6%、0.71%、0.68%、0.18%；0.500、1.000 mmol/L SA處理的發(fā)芽勢(shì)比對(duì)照組降低了0.06%、0.32%（表1）。所有濃度處理，0.020 mmol/L SA處理的萌發(fā)指數(shù)最高，與其他處理相比差異顯著。SA浸種24 h與12 h呈相似趨勢(shì)，0.020 mmol/L SA處理的萌發(fā)指數(shù)最高，提高了12%。

2.1.4 SA對(duì)低溫條件下白三葉種子萌發(fā)活力指數(shù)的影響 種子的活力指數(shù)能更全面的反應(yīng)種子萌發(fā)期的抗逆能力，較低濃度水楊酸處理可以提高白三葉的活力指數(shù)。隨著SA濃度的增大白三葉種子的活力指數(shù)表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，0.002～0.100 mmol/L的水楊酸可提高種子活力指數(shù)，其中0.020 mmol/L SA處理差異極顯著（P<0.01），處理效果最明顯，水楊酸浸種12、24 h活力指數(shù)分別較對(duì)照提高8.79%、8.19%，當(dāng)濃度超過(guò)0.100 mmol/L時(shí)，種子活力指數(shù)呈下降趨勢(shì)。

2.2 SA對(duì)低溫下白三葉幼苗早期生長(zhǎng)的影響

白三葉幼苗鮮重隨水楊酸濃度呈增加先升高后下降，0.020 mmol/L處理鮮重達(dá)最大值，浸種12與24 h，幼苗鮮重分別提高24.27%和20.95%，與對(duì)照差異顯著（P<0.01）。但0.500 mmol/L處理，幼苗鮮重開(kāi)始下降。幼苗株高、根長(zhǎng)和干重呈現(xiàn)與鮮重相似的變化趨勢(shì)。高于0.500 mmol/L濃度處理，胚根、胚芽的生長(zhǎng)受到抑制。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì)，影響植物有機(jī)物質(zhì)的積累。葉綠體是植物體內(nèi)冷敏感性很強(qiáng)的細(xì)胞器，低溫脅迫可造成其中所含色素的降解[18]。結(jié)果表明，隨SA濃度的升高，葉綠素含量先增加后減少，0.020 mmol/L時(shí)含量最高。浸種12與24 h，葉綠素含量分別提高1.44%和1.38%，與對(duì)照差異顯著。說(shuō)明適宜濃度的水楊酸處理提高白三葉幼苗的抗逆性時(shí)還與葉綠素含量有關(guān)。

表1 不同濃度SA對(duì)低溫下白三葉種子萌發(fā)的影響

Table 1 Effects of salicylic acid on seed germination of white clover under low temperature stress

表2 不同濃度SA對(duì)低溫下白三葉幼苗生長(zhǎng)的影響

Table 2 Effects of salicylic acid on seedlings growth of white clover under low temperature stress

3 討論與結(jié)論

種子的萌發(fā)除受本身活力的影響外，還需適宜的溫度、充足的氧氣和水分等環(huán)境條件。白三葉種子萌發(fā)的適宜溫度是19～22 ℃，低溫、高溫都會(huì)抑制其萌發(fā)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨水楊酸濃度的升高，白三葉種子各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)呈現(xiàn)“先上升后降低”的趨勢(shì)。水楊酸浸種12、24 h，白三葉種子各萌發(fā)指標(biāo)差異不顯著，表明不同浸種時(shí)間對(duì)白三葉種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)影響不大。0.020 mmol/L SA浸種12 h處理效果最好。

播種至出苗，是種子最易受不良環(huán)境影響的時(shí)期。利用水楊酸促進(jìn)種子萌發(fā)，對(duì)提高白三葉幼苗質(zhì)量有一定作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知，0.005～0.050 mmol/L外源SA處理12 h對(duì)白三葉幼苗株高、根長(zhǎng)和葉綠素含量均有一定促進(jìn)作用，其中，0.020 mmol/L效果最佳，當(dāng)SA濃度超過(guò)0.100 mmol/L時(shí)對(duì)幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制。蘆燕等[19]研究表明，適宜濃度的水楊酸對(duì)脅迫下的辣椒種子的葉綠素含量有一定的作用；馬志國(guó)等[20]研究表明，黃瓜光合色素含量增加是對(duì)低溫脅迫的適應(yīng)；水楊酸處理能緩解低溫脅迫下葉綠素的降解，從而提高植物對(duì)低溫的適應(yīng)能力[18，21]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，通過(guò)適宜濃度水楊酸處理，白三葉幼苗抗逆性的提高與葉綠素含量增加有關(guān)。

0.005～0.050 mmol/L較低濃度SA處理對(duì)白三葉種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有不同程度的促進(jìn)作用，而較高濃度SA>0.1 mmol/L則產(chǎn)生抑制。適宜濃度水楊酸處理能提高白三葉種子及幼苗的抗低溫能力。參考文獻(xiàn)：

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Effects of salicylic acid on germination and seedling

growth of white clover seeds under low

temperature stress

WU Ji-ling，CHEN Gui-ping

（1.College of Life Science and Technology，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China；

2.College of Agronomy，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China）

Abstract：Exogenous salicylic acid （SA） was used to study the effects on seeds germination and seedling growth of white clover under low temperature.The results showed that the germination rate，germination potential，germination index and vigor index of seeds increased first and then decreased along with the increase of SA concentration.The change of plant height，root length，fresh matter weight，dry matter weight and chlorophyll content showed the same trend.The seeds germination and seedling growth was inhibited when the concentration of SA was above 0.1 mmol/L.The best treatment was 0.02 mmol/L SA for 12 hours.

Key words： white clover；salicylic acid；low temperature stress；seed germination