高鹽環(huán)境下矮壯素浸種對(duì)云南松幼苗的影響

摘要：為提高云南松（Pinus yunnanensis Franch.）幼苗對(duì)高鹽脅迫的適應(yīng)能力，通過0～2 500 mg/L 的矮壯素對(duì)云南松進(jìn)行浸種處理，研究其在高鹽脅迫下（200 mmol/L NaCl）的生長(zhǎng)情況。結(jié)果表明，1 000 mg/L矮壯素浸種效果最好，與對(duì)照相比，發(fā)芽率增加79.25%，發(fā)芽勢(shì)增加80.54%，莖粗增加22.35%，鮮重增加38.83%，干重增加21.55%，可溶性糖含量是對(duì)照的5.55倍， 葉綠素總量增加15.42%，SOD活性是對(duì)照的2.90倍， MDA含量下降了28.90%。表明矮壯素對(duì)云南松在高鹽環(huán)境下的生長(zhǎng)具有良好的協(xié)助作用。

關(guān)鍵詞：矮壯素；浸種；云南松（Pinus yunnanensis Franch.）；幼苗；高鹽環(huán)境

中圖分類號(hào)：S791.257 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）15-3582-03

土壤鹽堿化和次生鹽堿化問題在世界范圍內(nèi)廣泛存在， 特別是干旱、半干旱地區(qū)問題更為嚴(yán)重，給農(nóng)林生產(chǎn)帶來了巨大的損失。治理鹽堿地的一個(gè)有效措施是選育能在鹽堿地上生長(zhǎng)的作物，通過其在鹽堿地上的生長(zhǎng)降低土壤鹽分，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，既可創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)又具有重要的生態(tài)價(jià)值[1]。云南松（Pinus yunnanensis Franch.）主要分布于海拔700～3 430 m的河谷或山地陽(yáng)坡[2]，在云南省種植范圍廣泛，抗逆性強(qiáng)，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

矮壯素是一種延緩性植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。研究證明，矮壯素可以增強(qiáng)幼苗的抗逆性[3，4]， 但對(duì)云南松抗鹽方面的研究尚未見報(bào)道。試驗(yàn)用矮壯素對(duì)云南松進(jìn)行浸種，使萌動(dòng)期的云南松種子接受抗鹽鍛煉，提高其在高鹽環(huán)境下的形態(tài)、生理、生化適應(yīng)性，以期找出矮壯素適宜的處理濃度和處理方法，為云南松在鹽堿地的推廣種植提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

云南松種子購(gòu)于云南省林木種苗站，挑選子粒飽滿、整齊一致的種子，清水洗凈，5%的KMnO4消毒30 min，去離子水清洗3次，清水浸種4 h備用。矮壯素為河南安陽(yáng)全豐生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 云南松幼苗培養(yǎng)

將處理好的云南松種子分別用100、500、1 000、2 500 mg/L 的矮壯素溶液浸泡8 h，以去離子水處理的作對(duì)照，3次重復(fù)，每重復(fù)100粒種子，將種子置入雙層濾紙（濾紙均勻浸潤(rùn)10 mL 200 mmol/L的NaCl）覆蓋的滅過菌的發(fā)芽皿中。在恒溫培養(yǎng)箱28 ℃培養(yǎng)，每天光照8 h，光照度1 250 lx，每天通風(fēng)片刻，發(fā)芽過程及時(shí)補(bǔ)充水分。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

以胚根長(zhǎng)度達(dá)到種子長(zhǎng)度的1/2作為種子萌發(fā)標(biāo)志，每天定時(shí)統(tǒng)計(jì)各皿發(fā)芽的種子數(shù)目。根據(jù)國(guó)家林木種子檢驗(yàn)規(guī)范，在第21天結(jié)束發(fā)芽試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)，幼苗鮮重、干重，并測(cè)定幼苗可溶性糖含量、葉綠素含量以及超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量。

可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮法，葉綠素含量測(cè)定采用分光光度法，SOD活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑（NBT）法，MDA含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸（TBA）法[5]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.0軟件進(jìn)行處理，并采用新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 矮壯素浸種對(duì)云南松發(fā)芽率和幼苗生長(zhǎng)的影響

2.1.1 對(duì)發(fā)芽率的影響 由表1可知，與對(duì)照相比，矮壯素浸種可以顯著提高云南松的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。在0～500 mg/L處理濃度范圍內(nèi)，隨著矮壯素濃度的升高，云南松發(fā)芽率持續(xù)增加，在500 mg/L處理濃度時(shí)達(dá)到78.00%。隨著矮壯素濃度的進(jìn)一步增加，發(fā)芽率基本穩(wěn)定，500、1 000、2 500 mg/L 3個(gè)處理濃度云南松發(fā)芽率差異不顯著。發(fā)芽勢(shì)也呈類似的規(guī)律。

2.1.2 對(duì)幼苗的影響 矮壯素浸種對(duì)云南松萌發(fā)后幼苗的生長(zhǎng)也有影響（表2）。由于矮壯素浸種延緩了鹽分對(duì)幼苗的毒害，從表2可以看出，在0～500 mg/L濃度范圍內(nèi)，云南松幼苗的根、莖、葉長(zhǎng)度均隨著矮壯素處理濃度的增加而增加，在500 mg/L處理濃度時(shí)，幼苗根、莖、葉長(zhǎng)度都達(dá)到最大。而后，隨著矮壯素處理濃度的增加（500～2 500 mg/L），矮壯素表現(xiàn)出植物生長(zhǎng)延緩劑的矮化效應(yīng)， 云南松幼苗的根、莖、葉長(zhǎng)度都逐漸減小。0～1 000 mg/L濃度范圍內(nèi)幼苗莖粗逐漸增加，在1 000 mg/L處理濃度時(shí)達(dá)到最粗，之后降低。

2.1.3 對(duì)鮮重和干重的影響 幼苗時(shí)期是植物從異養(yǎng)過渡到自養(yǎng)的階段，鮮重和干重可以反映幼苗的吸水情況和營(yíng)養(yǎng)狀況。由圖1、圖2可知，在0～1 000 mg/L濃度范圍內(nèi)隨著矮壯素處理濃度的增加，幼苗的鮮重和干重均逐漸增加，在1 000 mg/L處理濃度時(shí)達(dá)到最大，繼而減小。綜合形態(tài)外觀和各項(xiàng)指標(biāo)分析，1 000 mg/L矮壯素浸種時(shí)云南松幼苗最矮壯。

2.2 矮壯素浸種對(duì)云南松幼苗生理指標(biāo)的影響

2.2.1 對(duì)可溶性糖和葉綠素含量的影響 植物遭遇滲透脅迫時(shí)，常會(huì)積累一些可溶性糖提高細(xì)胞滲透勢(shì)，降低水勢(shì)，從而保證正常吸水，因此植物積累可溶性糖的能力可以作為衡量其抗逆能力的指標(biāo)之一[6，7]。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能的作用，其含量的多少與植物的光合能力密切相關(guān)。由圖3、圖4可以看出，在1 000 mg/L濃度范圍以內(nèi)矮壯素浸種，云南松幼苗可溶性糖含量、葉綠素總量總體隨著矮壯素處理濃度的增加而增加，在1 000 mg/L矮壯素浸種處理時(shí)可溶性糖含量達(dá)到最大，葉綠素含量比對(duì)照高15.42%，可溶性糖含量是對(duì)照的5.55倍，而后隨矮壯素處理濃度的繼續(xù)增大，二者含量反而下降。

2.2.2 對(duì)SOD活性及MAD含量的影響 SOD是生物體內(nèi)重要的氧自由基清除劑，能夠平衡機(jī)體的氧自由基，植物遇到逆境時(shí)體內(nèi)的自由基含量增加，可以通過提高體內(nèi)SOD活性來抵御逆境帶來的傷害。在0～1 000 mg/L濃度范圍內(nèi)，矮壯素浸種可以顯著增加云南松幼苗體內(nèi)SOD活性，在1 000 mg/L矮壯素浸種時(shí)其SOD活性達(dá)到最大，是對(duì)照的2.90倍。但矮壯素處理濃度增加到2 500 mg/L時(shí)，SOD活性迅速下降（圖5）。

植物在各種脅迫下，首先受到傷害的是細(xì)胞膜，MDA是膜過氧化的產(chǎn)物，因此MDA含量可以反映植物細(xì)胞膜受損害程度進(jìn)而體現(xiàn)植物的受害程度[8]。由圖6可以看出，在0～1 000 mg/L范圍內(nèi)，矮壯素浸種可以顯著降低云南松幼苗MDA的含量，在1 000 mg/L時(shí)MDA含量最低，比對(duì)照低28.90%；在1 000～2 500 mg/L矮壯素處理濃度范圍內(nèi)，MDA含量逐漸上升。

3 小結(jié)

在種子萌發(fā)過程中，適量濃度的矮壯素處理可以抵御高鹽環(huán)境給萌發(fā)帶來的傷害，提高發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。在此次研究中，大于500 mg/L濃度范圍內(nèi)的矮壯素浸種使云南松發(fā)芽率大幅度增加，且此范圍濃度內(nèi)各處理對(duì)發(fā)芽率影響差異不顯著，但是對(duì)幼苗的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)影響明顯。

在0～500 mg/L矮壯素處理濃度范圍內(nèi)，云南松幼苗可以抵御高鹽脅迫效應(yīng)（抑制植物生長(zhǎng)），植株的根、莖、葉長(zhǎng)度均隨著矮壯素處理濃度的增加而增加，而超過此范圍矮壯素的矮壯效應(yīng)顯著表現(xiàn)出來，根、莖、葉長(zhǎng)度減小。隨著矮壯素處理濃度的增加，云南松幼苗的莖粗增加，1 000 mg/L矮壯素處理濃度下云南松幼苗的莖粗達(dá)到最大，而后隨矮壯素處理濃度的增大其莖粗減小。

幼苗時(shí)期，小苗長(zhǎng)得矮壯有利于植株適應(yīng)環(huán)境正常生長(zhǎng)。1 000 mg/L矮壯素處理濃度下云南松幼苗最矮壯，其抵御逆境的能力最強(qiáng)。1 000 mg/L矮壯素處理的云南松幼苗鮮重、干重分別比對(duì)照增加38.83%和21.55%；可溶性糖含量是對(duì)照的5.55倍，葉綠素含量比對(duì)照提高15.42%；SOD活性是對(duì)照的2.90倍，MDA含量比對(duì)照低28.90%。由此可見，通過1 000 mg/L矮壯素浸種處理，云南松幼苗的形態(tài)生理等指標(biāo)發(fā)生變化，達(dá)到抵御高鹽傷害的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 代莉慧，蔡 祿，吳金華，等.鹽堿脅迫對(duì)鹽生植物種子萌發(fā)的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2012，30（6）：134-138.

[2] 吳征鎰，朱彥承，姜漢僑，等.云南植被[M]. 北京：科學(xué)出版社，1987.

[3] 王啟燕，韓德元，張姝麗. 矮壯素對(duì)番茄幼苗抗寒性的作用機(jī)制[J].北京農(nóng)業(yè)科學(xué)，1994，12（3）：21-23.

[4] 麻繼仙，楊長(zhǎng)楷，但 忠，等. 50%矮壯素水劑對(duì)不同苗齡番茄幼苗的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012（4）：211，213.

[5] 張治安，陳展宇.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)出版社，2008.

[6] BRAY E A. Molecular responses to water deficit[J]. Plant Physiology，1993，103（4）：1035-1040.

[7] DOWNTON W J. Osmotic adjustment during water stress protects the photosynthetic apparatus against photoinhibition[J]. Plant Science Letters，1983，30（2）：137-143.

[8] 張恩平，張淑紅，司龍亭，等. NaCl脅迫對(duì)黃瓜幼苗子葉膜酯過氧化的影響[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，32（6）：446-448.