2，4-表油菜素內(nèi)酯對(duì)鹽脅迫下紫花苜蓿種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

寇江濤，師尚禮

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

2，4-表油菜素內(nèi)酯對(duì)鹽脅迫下紫花苜蓿種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

寇江濤，師尚禮

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

為明確外源2，4-表油菜素內(nèi)酯(24-epibrassinolide，EBR)對(duì)鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗傷害的緩解作用，以中苜3號(hào)和隴中苜蓿為材料，在150 mmol/L NaCl脅迫下，研究不同濃度EBR處理對(duì)紫花苜蓿種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：(1)150 mmol/L NaCl脅迫顯著抑制了苜蓿種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及根系活力，降低了幼苗的地上、地下生物量；(2)外源EBR可有效的緩解NaCl脅迫對(duì)苜蓿種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及根系活力的抑制作用，并具有明顯的濃度效應(yīng)；(3)綜合發(fā)芽試驗(yàn)、幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)，在150 mmol/L NaCl脅迫下，10-1μmol/L EBR處理顯著地提高了苜蓿種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)、萌發(fā)期幼苗干重，并顯著增加了苜蓿幼苗的葉片數(shù)、莖粗、株高、主根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)和地上、地下生物量，提高了苜蓿萌發(fā)期、幼苗期的根系活力水平，對(duì)鹽脅迫下苜蓿幼苗的緩解效果最好。說(shuō)明外源EBR能夠促進(jìn)NaCl脅迫下紫花苜蓿種子的萌發(fā)及幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育， EBR在誘導(dǎo)植物抗鹽性上具有積極作用。

紫花苜蓿；NaCl脅迫；2，4-表油菜素內(nèi)酯；種子萌發(fā)；幼苗生長(zhǎng)；根系活力

據(jù)估計(jì)世界主要農(nóng)作物每年產(chǎn)量損失的50%與非生物脅迫有關(guān)，而與病蟲害等生物脅迫相關(guān)的作物產(chǎn)量損失還不到20%[1]。高鹽、干旱、低溫、重金屬污染等非生物脅迫能對(duì)植物，特別是農(nóng)作物的生長(zhǎng)、發(fā)育和結(jié)實(shí)造成嚴(yán)重的不良影響，是全球農(nóng)業(yè)減產(chǎn)的主要因素[2-4]。鹽漬化是干旱、半干旱地區(qū)土壤的一個(gè)普遍特征[5]。聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)和糧農(nóng)組織(FAO)的不完全統(tǒng)計(jì)，全世界的鹽堿地面積為9.54億hm2。我國(guó)鹽漬土在西北、華北、東北西部和濱海地區(qū)均有分布，最新統(tǒng)計(jì)，鹽漬化土壤約3 693.3萬(wàn)hm2，殘余鹽漬化土壤約4 486.7萬(wàn)hm2，潛在鹽漬化土壤為1 733.3萬(wàn)hm2，各類面積總計(jì)9 913.3萬(wàn)hm2[6]，超過(guò)我國(guó)現(xiàn)有耕地的2/3，并且面積仍在不斷擴(kuò)大。土壤鹽漬化已成為一個(gè)世界性問(wèn)題，嚴(yán)重威脅到社會(huì)資源、人口、環(huán)境、糧食等方面。

紫花苜蓿(Medicagosativa)被譽(yù)為“牧草之王”，具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)、蛋白質(zhì)含量高和適口性好等特點(diǎn)，是世界上分布最廣、最古老的栽培牧草，也是我國(guó)種植面積最大的人工牧草[7]。在我國(guó)西北、華北地區(qū)等苜蓿主產(chǎn)區(qū)，由于不合理灌溉、化肥使用不當(dāng)?shù)绒r(nóng)業(yè)措施和工業(yè)污染加劇等原因，土壤次生鹽漬化嚴(yán)重發(fā)生。鹽脅迫能夠抑制苜蓿種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，且抑制程度隨著鹽濃度的增大而加劇[8]。在鹽漬化土壤上播種紫花苜蓿時(shí)，鹽脅迫必將抑制種子的正常萌發(fā)，并出現(xiàn)幼苗生長(zhǎng)緩慢、死亡等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響苜蓿的出苗率、成苗率及幼苗的生長(zhǎng)。此外，土壤中較高的鹽含量致使苜蓿干草品質(zhì)變劣、產(chǎn)量下降，鹽害已成為發(fā)展優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)苜蓿產(chǎn)業(yè)的限制因子之一。

油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroids，BRs)是一種廣泛存在于植物中的甾醇類新型植物激素，在植物體內(nèi)含量極低，但生理活性極高，植物經(jīng)其低濃度處理便能表現(xiàn)出明顯的生理效應(yīng)[9]。研究表明，BRs可促進(jìn)植物DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成，提高酶的活性，參與其他許多生理過(guò)程，進(jìn)而增強(qiáng)植物對(duì)高鹽、干旱、低溫、病害、重金屬污染等環(huán)境脅迫的抵抗力，具有調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育，延緩植物衰老的作用[10，11]。目前，BRs與植物抗逆性的關(guān)系及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注，BRs提高植物抗鹽性的研究已成為熱點(diǎn)，但有關(guān)外源BRs在提高苜蓿抗鹽性方面的研究報(bào)道很少。以中苜3號(hào)和隴中苜蓿為材料，在150 mmol/L NaCl脅迫下，研究不同濃度外源2，4-表油菜素內(nèi)酯(24-epibrassinolide，EBR)處理對(duì)紫花苜蓿種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，確定鹽脅迫下提高紫花苜蓿種子發(fā)芽、促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)的最佳EBR濃度，為進(jìn)一步研究BRs調(diào)控苜蓿幼苗耐鹽性的機(jī)理和利用EBR緩解苜蓿幼苗對(duì)鹽脅迫的傷害提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試品種為中苜3號(hào)紫花苜蓿和隴中苜蓿，由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。供試EBR購(gòu)自美國(guó)Sigma公司，Ruibio分裝，使用前用98%的乙醇溶解后稀釋到所需濃度，乙醇最終含量為0.1%(v/v)，用吐溫-80作為展開劑，最終含量為0.1%(v/v)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 發(fā)芽試驗(yàn) 選取飽滿一致的供試苜蓿種子，用0.1% HgCl2溶液消毒5 min，去離子水漂洗6次，用吸水紙吸干，分別置于墊有2層9 cm定性濾紙的玻璃培養(yǎng)皿中，每皿100粒種子，分別添加含不同濃度(0、10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1 μmol/L)EBR的150 mmol/L NaCl溶液5 mL，對(duì)照(CK)加5 mL蒸餾水。將各處理培養(yǎng)皿置于種子發(fā)芽箱中(光通量密度70 μmol/(m2·s)，溫度(25 ±1) ℃，相對(duì)濕度80%)進(jìn)行發(fā)芽，為保證處理液濃度穩(wěn)定，每隔24 h更換1次處理液。試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理，分別為A.CK(蒸餾水)、B.150 mmol/L NaCl、C.150 mmol/L NaCl + 10-5μmol/L EBR、D.150 mmol/L NaCl +10-4μmol/L EBR、E.150 mmol/L NaCl+10-3μmol/L EBR、F.150 mmol/L NaCl+10-2μmol/L EBR-1、G.150 mmol/L NaCl+10-1μmol/L EBR、H.150 mmol/L NaCl+1 μmol/L EBR，每個(gè)處理3次重復(fù)。自種子發(fā)芽之日起，每日觀察并記錄發(fā)芽種子數(shù)(以胚根伸出種皮作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn))，于發(fā)芽第4 d統(tǒng)計(jì)種子的發(fā)芽勢(shì)，第10 d統(tǒng)計(jì)種子的發(fā)芽率，測(cè)量胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)、幼苗干重，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)，并測(cè)定萌發(fā)期的根系活力。

1.2.2 幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn) 選取飽滿一致的供試苜蓿種子，用0.1% HgCl2溶液消毒5 min，去離子水漂洗6次，用吸水紙吸干，播種于滅菌的蛭石培養(yǎng)缽，種子萌發(fā)出苗后，每盆定植10株，轉(zhuǎn)移至光照培養(yǎng)室，光照14 h/d，光通量密度400 μmol/(m2·s)，晝夜溫度分別為(25±1)℃和(20±1)℃，相對(duì)濕度60%，每3 d澆灌1次1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，生長(zhǎng)35 d后，挑選長(zhǎng)勢(shì)基本一致的幼苗洗凈轉(zhuǎn)入裝有1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液的水培盆中預(yù)培養(yǎng)，預(yù)培養(yǎng)3 d后開始試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理(同發(fā)芽試驗(yàn))，每處理6次重復(fù)。各個(gè)處理的溶液均用1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液配置，為保證處理液濃度穩(wěn)定，每隔3 d更換1次處理液，營(yíng)養(yǎng)液間歇通入空氣。試驗(yàn)期間，不同處理每隔3 d于葉片正反面均勻噴灑1次不同濃度的(0、10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1 μmol/L)EBR溶液，對(duì)照(CK)噴灑清水，噴到有液滴為止。于EBR處理第30 d時(shí)測(cè)定苜蓿幼苗及根系的生長(zhǎng)狀況，包括葉片數(shù)、莖粗、株高、主根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)、地上及地下生物量、根系活力等。

1.3 測(cè)定方法

種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率采用常規(guī)統(tǒng)計(jì)方法測(cè)定。

發(fā)芽勢(shì)(%)=(4 d內(nèi)正常發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子數(shù))×100%

發(fā)芽率(%)=(10 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%

發(fā)芽指數(shù)(GI)= ∑(Gt/Dt)

活力指數(shù)(VI)=GI×S

式中：Gt為在t日的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為發(fā)芽天數(shù)，S為單株鮮重。

發(fā)芽第10 d時(shí)，每處理隨機(jī)選取20株幼苗，采用精度為0.1 mm的游標(biāo)卡尺分別測(cè)量胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)，求平均值；發(fā)芽第10 d時(shí)，每處理隨機(jī)選取20株幼苗，置于烘箱內(nèi)105 ℃殺青10 min，65 ℃下烘干稱重，為萌發(fā)期干重。

EBR處理第30 d時(shí)，每處理隨機(jī)選取10株幼苗，統(tǒng)計(jì)幼苗的葉片數(shù)和側(cè)根數(shù)，用直尺測(cè)量植株絕對(duì)高度和主根長(zhǎng)，并用游標(biāo)卡尺測(cè)量植株的莖粗，求平均值。之后將植株的地上部和地下部分開，用去離子水沖洗干凈，吸干水分后置于烘箱內(nèi)105 ℃殺青15 min，然后65 ℃烘干至恒重。

根系活力采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法測(cè)定[12]，稱取新鮮根樣品0.5 g，加入磷酸緩沖液1/15 mol/L，pH 7.0和0.4% TTC溶液的等量混合液10 mL，將根樣品充分浸沒(méi)在溶液內(nèi)，37 ℃暗處保溫1 h，之后加入2 mL 1 mol/L硫酸終止反應(yīng)(空白試驗(yàn)先加入硫酸再加入根樣品)。取出根系吸干水分后加入4 mL乙酸乙酯研磨以提取TTF，將紅色提取液轉(zhuǎn)入刻度試管中，用乙酸乙酯定容至10 mL，測(cè)定485 nm下的D值，計(jì)算出TTC的還原強(qiáng)度，作為根系活力的指標(biāo)。

TTC還原強(qiáng)度 = TTC還原量(μg)/[根重(g)×?xí)r間(h)]

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，并采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差數(shù)法(LSD法)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 EBR對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿種子萌發(fā)的影響

苜蓿種子在NaCl脅迫下能否正常發(fā)芽是決定其能否在鹽堿土壤中生長(zhǎng)的前提。150 mmol/L NaCl單獨(dú)處理時(shí)，中苜3號(hào)和隴中苜蓿的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均顯著低于對(duì)照(CK)，和CK相比，二者的發(fā)芽勢(shì)分別降低了19.33%和39.00%，發(fā)芽率分別降低了20.00%和40.00%。在NaCl脅迫下，添加外源EBR可提高中苜3號(hào)和隴中苜蓿的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率，且不同濃度處理間存在差異。其中以10-1μmol/L EBR處理效果最好，和NaCl單獨(dú)處理相比，二者的發(fā)芽勢(shì)分別提高了13.00%和26.67%，發(fā)芽率分別提高了11.67%和23.00%(圖1)。

發(fā)芽指數(shù)反映了種子的發(fā)芽速率和整齊程度，而活力指數(shù)反映了種子在較廣的范圍能否迅速發(fā)芽和生長(zhǎng)的整齊度。150 mmol/L NaCl單獨(dú)處理時(shí)，中苜3號(hào)和隴中苜蓿的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均顯著低于CK，二者較CK發(fā)芽指數(shù)分別降低35.98%、52.10%，活力指數(shù)分別降低56.89%、69.30%。在NaCl脅迫下，添加外源EBR可提高中苜3號(hào)和隴中苜蓿的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)，且不同濃度處理間存在差異。其中，以10-1μmol/L EBR處理效果最好，和NaCl單獨(dú)處理相比，二者的發(fā)芽指數(shù)分別提高29.82%、49.48%，活力指數(shù)分別提高50.74%、67.89%(表1，2)。

在種子萌發(fā)過(guò)程中，胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)及幼苗干重是反映幼苗生長(zhǎng)狀況的關(guān)鍵指標(biāo)。150 mmol/L NaCl單獨(dú)處理時(shí)，中苜3號(hào)和隴中苜蓿的胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)、幼苗干重均顯著低于CK，和CK相比，二者的胚芽長(zhǎng)分別降低38.55%、45.61%，胚根長(zhǎng)分別降低57.62%、69.63%，幼苗干重分別降低32.48%、35.91%。在NaCl脅迫下，添加外源EBR可增加中苜3號(hào)和隴中苜蓿的胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)、幼苗干重，且不同濃度處理間存在差異。其中，以10-2、10-1μmol/L EBR處理效果最好，和NaCl單獨(dú)處理相比，10-2μmol/L EBR處理下，二者的胚芽長(zhǎng)分別增加40.99%、34.68%，胚根長(zhǎng)分別增加90.20%、100.00%，幼苗干重分別增加30.27%、36.75%；10-1μmol/L EBR處理下，二者的胚芽長(zhǎng)分別增加31.68%、46.77%，胚根長(zhǎng)分別增加86.27%、142.45%，幼苗干重分別增加20.54%、34.94%。

圖1 EBR處理對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響Fig.1 Effect of EBR treatment on seed germination potential and rate of Medicago sativa under salt stress

注：A、B、C、D、E、F、G、H分別表示CK(蒸餾水)、150 mmol/L NaCl、150 mmol/L NaCl+10-5μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+10-4μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+10-3μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+10-2μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+10-1μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+1 μmol/L EBR處理，下圖(表)同。不同字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)，下圖同

表1 EBR處理對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響Table1 Effect of EBR treatment on seed germination velocity and vigor index of Medicago sativa under salt stress

注：同列數(shù)值后不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下表同

表2 EBR處理對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)和萌發(fā)期幼苗干重的影響Table2 Effect of EBR treatment on sprout length,radical length and germination seedling dry weight of Medicago sativa under salt stress

2.2 EBR對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿幼苗生長(zhǎng)的影響

150 mmol/L NaCl脅迫下，中苜3號(hào)和隴中苜蓿的葉片數(shù)顯著減少，莖粗顯著減小，株高顯著降低(表3)。和CK相比，二者的葉片數(shù)分別減少38.54%、73.16%，莖粗分別減小26.36%、28.88%，株高分別降低40.51%、46.74%。在NaCl脅迫下，添加外源EBR可增加中苜3號(hào)和隴中苜蓿的葉片數(shù)、莖粗和株高，且不同濃度處理間存在差異(表3)。其中，以10-2、10-1μmol/L EBR處理效果最好，和NaCl單獨(dú)處理相比，10-2μmol/L EBR處理下，二者的葉片數(shù)分別增加31.35%、35.73%，莖粗分別增加到19.88%、22.42%，株高分別增加37.74%、38.91%；10-1μmol/L EBR處理下，二者的葉片數(shù)分別增加28.35%、32.14%，莖粗分別增加18.75%、23.64%，株高分別增加36.04%、41.55%。

150 mmol/L NaCl脅迫下，中苜3號(hào)和隴中苜蓿的主根長(zhǎng)顯著降低，側(cè)根數(shù)顯著減少(表4)。和CK相比，二者的主根長(zhǎng)分別降低37.79%、47.12%，側(cè)根數(shù)分別減少42.36%、44.92%。在NaCl脅迫下，添加外源EBR可增加中苜3號(hào)和隴中苜蓿的主根長(zhǎng)和側(cè)根數(shù)，且不同濃度處理間存在差異(表4)。其中以10-2、10-1μmol/L EBR處理效果最好，和NaCl單獨(dú)處理相比，10-2μmol/L EBR處理下，二者的主根長(zhǎng)分別增加34.76%、50.50%，側(cè)根數(shù)分別增加39.32%、48.54%；10-1μmol/L EBR處理下，二者的主根長(zhǎng)分別增加32.28%、53.51%，側(cè)根數(shù)分別增加36.75%、62.14%。

表3 EBR處理對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿幼苗生長(zhǎng)的影響Table3 Effect of EBR treatment on seedling growth of Medicago sativa under salt stress

表4 EBR處理對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿幼苗根系生長(zhǎng)的影響Table4 Effect of EBR treatment on seedling root growth of Medicago sativa under salt stress

150 mmol/L NaCl脅迫顯著降低了中苜3號(hào)和隴中苜蓿的地上、地下生物量，和CK相比，二者的地上生物量分別降低44.93%、45.63%，地下生物量分別降低43.81%、44.76%。在NaCl脅迫下，添加外源EBR可提高中苜3號(hào)和隴中苜蓿的地上、地下生物量，且不同濃度處理間存在差異。其中以10-2、10-1μmol/L EBR處理效果最好，和NaCl單獨(dú)處理相比，10-2μmol/L EBR處理下，二者的地上生物量分別增加39.54%、38.61%，地下生物量分別增加33.87%、44.77%；10-1μmol/L EBR處理下，二者的地上生物量分別增加44.93%、36.73%，地下生物量分別增加35.71%、44.90%(圖2)。

圖2 EBR處理對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿幼苗地上、地下生物量的影響Fig.2 Effect of EBR treatment on seedling aboveground and underground biomass of Medicago sativa under salt stress

2.3 EBR對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿幼苗根系活力的影響

150 mmol/L NaCl脅迫顯著降低了中苜3號(hào)和隴中苜蓿在萌發(fā)期、幼苗期的根系活力，和CK相比，二者的根系活力在萌發(fā)期分別降低73.40%、65.65%，在幼苗期分別降低68.05%、68.34%。

在NaCl脅迫下，添加外源EBR可提高中苜3號(hào)和隴中苜蓿在萌發(fā)期、幼苗期的根系活力，且不同濃度處理間存在差異。其中以10-2、10-1μmol/L EBR處理效果最好，和NaCl單獨(dú)處理相比，10-2μmol/L EBR處理下，二者的根系活力在萌發(fā)期分別增加了143.33%、69.24%，在幼苗期分別增加123.63%、117.60%；10-1μmol/L EBR處理下，與NaCl單獨(dú)處理相比，二者的根系活力在萌發(fā)期分別增加到139.66%、115.97%，在幼苗期分別增加131.04%、111.33%(圖3)。

圖3 EBR處理對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿幼苗根系活力的影響Fig.3 Effect of EBR treatment on seedling root vigor of Medicago sativa under salt stress

3 討論與結(jié)論

植物的耐鹽性在個(gè)體發(fā)育的不同階段存在差異，種子萌發(fā)期是對(duì)鹽脅迫十分敏感的時(shí)期，這一時(shí)期的特性決定了該植物在某一地區(qū)是否能夠成功建苗[13]。牧草種子在鹽堿條件下萌發(fā)率高低是鹽堿化土地牧草建植的關(guān)鍵，也是牧草能否在鹽堿環(huán)境中生存的基礎(chǔ)[14]。因此，種子能否保持活力、能否正常萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)狀況是植物在高鹽環(huán)境下能否存活的前提條件，也是某物種能否在某一地區(qū)形成自然群落的關(guān)鍵因素[15]。

鹽脅迫對(duì)植物的傷害主要體現(xiàn)在種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)受到抑制，最終導(dǎo)致生物量積累下降。研究表明，NaCl脅迫可顯著降低苜蓿種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)，抑制幼苗的生長(zhǎng)，顯著降低株高和生物量[16，17]。此次試驗(yàn)結(jié)果表明，150 mmol/L NaCl單獨(dú)處理時(shí)，中苜3號(hào)和隴中苜蓿的發(fā)芽勢(shì)較CK分別降低了19.33%和39.00%，發(fā)芽率分別降低了20.00%和40.00%，發(fā)芽指數(shù)分別降低到35.98%、52.10%，活力指數(shù)同時(shí)降低56.89%、69.30%，胚芽長(zhǎng)分別降低38.55%、45.61%，胚根長(zhǎng)分別降低57.62%、69.63%，萌發(fā)期幼苗干重分別降低32.48%、35.91%，幼苗的葉片數(shù)分別減少38.54%、73.16%，莖粗分別減小26.36%、28.88%，株高分別降低40.51%、46.74%，最終導(dǎo)致幼苗的地上生物量分別降低了44.93%、45.63%，地下生物量分別降低43.81%、44.76%。說(shuō)明150 mmol/L NaCl脅迫顯著抑制了紫花苜蓿種子的萌發(fā)及幼苗的生長(zhǎng)，導(dǎo)致其生物顯著降低。

BRs是植物應(yīng)答生物與非生物脅迫的重要生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，近年來(lái)，BRs在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上已被廣泛應(yīng)用，研究證實(shí)施用外源BRs可以增加作物的產(chǎn)量，提高作物對(duì)高鹽、干旱、冷害、高溫、藥害、病害、除草劑等逆境的抗性[18]。賈洪濤等[19]研究表明，BRs浸種可增加小麥胚芽鞘長(zhǎng)度、地上部分高度、根長(zhǎng)、根數(shù)、地上部分干重、根干重，明顯降低地上部分膜透性，顯著提高小麥的抗鹽性；尚慶茂等[20]研究報(bào)道，外源BRs可明顯改善鹽脅迫下黃瓜幼苗植株的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，降低鹽害指數(shù)，有效誘導(dǎo)黃瓜幼苗的抗鹽性；宋士清等[21]研究表明，0.01 mg/L的BRs能顯著降低200 mmol/L NaCl 脅迫條件下黃瓜幼苗的鹽害指數(shù)和死苗率，顯著提高抗氧化酶的活性，降低了MDA含量和電解質(zhì)滲出率，提高植株莖粗、展開葉數(shù)及壯苗指數(shù)。張志剛等[22]研究發(fā)現(xiàn)，BRs與CaC12復(fù)配處理能夠顯著降低黃瓜幼苗的鹽害指數(shù)，BRs處理第16 d時(shí)較對(duì)照降低了91.04%；吳雪霞等[23]研究表明，0.05 mg/L外源 EBR能顯著促進(jìn)鹽脅迫下茄子種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，明顯緩解葉片氧化損傷，增強(qiáng)茄子的耐鹽能力。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，150 mmol/L NaCl脅迫下，施用外源EBR可促進(jìn)紫花苜蓿種子的萌發(fā)，增加苜蓿幼苗的株高、莖粗和葉片數(shù)，提高幼苗的生物量，且呈現(xiàn)明顯的濃度效應(yīng)。其中，10-1μmol/L EBR處理對(duì)苜蓿種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)影響最為顯著，和150 mmol/L NaCl單獨(dú)處理相比，10-1μmol/L EBR處理下中苜3號(hào)和隴中苜蓿的發(fā)芽勢(shì)分別提高了13.00%和26.67%，發(fā)芽率分別提高了11.67%和23.00%，發(fā)芽指數(shù)分別提高29.82%、49.48%，活力指數(shù)分別提高50.74%、67.89%；10-2、10-1μmol/L EBR處理對(duì)紫花苜蓿的胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)、萌發(fā)期幼苗干重及幼苗生長(zhǎng)的影響最為顯著，和150 mmol/L NaCl單獨(dú)處理相比，10-2、10-1μmol/L EBR處理下中苜3號(hào)和隴中苜蓿的胚芽長(zhǎng)分別增加31.68%～40.99%、46.77%～34.68%，胚根長(zhǎng)分別增加到了86.27%～90.20%、100.00%～142.45%，萌發(fā)期幼苗干重也增加20.54%～30.27%、34.94%～36.75%，幼苗的葉片數(shù)分別增加28.35%～31.35%、32.14%～35.73%，莖粗分別增加18.75%～19.88%、22.42%～23.64%，株高分別增加36.04%～37.74%、38.91%～41.55%，幼苗的地上生物量分別增加39.54%～44.93%、36.73%～38.61%，地下生物量分別增加35.71%～33.87%、44.77%～44.90%。說(shuō)明在鹽脅迫下，施用外源EBR可以促進(jìn)苜蓿種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，有效緩解鹽脅迫對(duì)苜蓿幼苗生長(zhǎng)的抑制作用，這與諸多研究結(jié)果一致。

根系是植物吸收水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的主要器官，植物根系在感受到逆境信號(hào)后會(huì)通過(guò)信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)有關(guān)基因的表達(dá)進(jìn)行時(shí)間和空間的調(diào)整，并通過(guò)代謝途徑和方向的改變來(lái)影響碳同化產(chǎn)物在不同器官中的分配比例，最終又會(huì)影響根系生長(zhǎng)，并從形態(tài)和分布上來(lái)適應(yīng)環(huán)境脅迫[24]。根系作為植物體最活躍的吸收器官和合成器官，其生長(zhǎng)情況和活力水平直接影響地上部的生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)狀況及產(chǎn)量水平[12]。試驗(yàn)結(jié)果中，150 mmol/L NaCl脅迫顯著抑制了苜蓿幼苗根系的生長(zhǎng)及活力水平，和CK相比，150 mmol/L NaCl單獨(dú)處理時(shí)，中苜3號(hào)和隴中苜蓿的主根長(zhǎng)分別降低37.79%、47.12%，側(cè)根數(shù)分別減少42.36%、44.92%，根系活力在萌發(fā)期分別降低73.40%、65.65%，在幼苗期分別降低68.05%、68.34%。添加外源EBR可有效的緩解鹽脅迫對(duì)苜蓿幼苗根系生長(zhǎng)及活力水平的抑制作用，并具有明顯的濃度效應(yīng)，其中，以10-2、10-1μmol/L EBR處理的緩解作用效果最好。和150 mmol/L NaCl單獨(dú)處理相比，10-2、10-1μmol/L EBR處理下中苜3號(hào)和隴中苜蓿的主根長(zhǎng)分別增加到32.28%～34.76%、50.50%～53.51%，側(cè)根數(shù)分別增加39.32%～36.75%、48.54%～62.14%，根系活力在萌發(fā)期增加139.66%～143.33%、69.24%～115.97%，在幼苗期分別增加123.63%～131.04%、111.33%～117.60%。說(shuō)明苜蓿幼苗側(cè)根的發(fā)育依賴于EBR，EBR可能參與了苜蓿側(cè)根原基早期的發(fā)育，能夠通過(guò)增加側(cè)根數(shù)來(lái)補(bǔ)償鹽脅迫對(duì)主根的抑制效應(yīng)，并且提高苜蓿幼苗的根系活力水平，這與賈洪濤等[19]、吳雪霞等[23]的研究結(jié)果一致。此外，陸曉民等[25]的研究報(bào)道低氧脅迫下添加EBR可提高黃瓜幼苗的根系活力，也進(jìn)一步證實(shí)了外源EBR能夠促進(jìn)逆境脅迫下植物根系的生長(zhǎng)和活力水平。

本試驗(yàn)研究了外源EBR處理對(duì)NaCl脅迫下紫花苜蓿種子萌發(fā)及幼苗形態(tài)建成的影響，發(fā)現(xiàn)外源EBR明顯促進(jìn)了NaCl脅迫下紫花苜蓿種子的萌發(fā)及幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育，結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了EBR在誘導(dǎo)作物抗鹽性上的積極作用。

(1)150 mmol/L NaCl脅迫顯著抑制了苜蓿種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)，降低了幼苗根系活力。

(2)外源EBR可有效的緩解NaCl脅迫對(duì)苜蓿種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及根系活力的抑制作用，并具有明顯的濃度效應(yīng)。

(3)綜合發(fā)芽試驗(yàn)、幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)，10-1μmol/L EBR處理對(duì)150 mmol/L NaCl脅迫下苜蓿幼苗的緩解作用效果最好。

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Effect of 2，4-epibrassinolide on seed germination and seedling growth ofMedicagosativaunder salt stress

KOU Jiang-tao,SHI Shang-li

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

In order to figure out the mitigating effects of exogenous 2，4-epibrassinolide on seedling damage of Medicago sativa under salt stress,Medicagosativacv.Zhongmu No.3 and Longzhong treated with 150 mmol/L NaCl solution were used to study the effect of EBR with different concentrations on seed germinationand seedling growth.The results indicated that 1) seed germination,seedling growth and root vigor of alfalfa were restrained significantly under 150 mmol/L NaCl stress,aboveground and underground biomass were reduced as well.2) exogenous EBR mitigated the suppression effects of NaCl stress on seed germination,seedling growth and root vigor effectively,and showed an obvious concentration effect.3) under 150 mmol/L NaCl stress,10-1μmol/L EBR treatment had the best mitigating effect on alfalfa seedling,when the root vigor level in germination and seedling stage were enhanced,germination potential,germination rate,germination velocity,vigor index,sprout length,radical length and germination seedling dry weight were facilitated significantly,as well as the seedling leaf number,stem diameter,plant height,main root length,branch root number,aboveground and underground biomass.It suggested that exogenous 2，4-Epibrassinolide promoted seed germination and seedling growth ofMedicagosativaunder salt stress and EBR had positive impacts on inducing plant salt resistance.

Medicagosativa;NaCl stress;2，4-epibrassinolide;seed germination;seedling growth;root vigor

2014-10-27；

2014-11-14

國(guó)家現(xiàn)代牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARA-35)；全國(guó)牧草種質(zhì)資源保種項(xiàng)目(NB2130135)資助

寇江濤(1986-)，男，甘肅鎮(zhèn)原人，在讀博士，研究方向?yàn)槟敛莘N質(zhì)資源及育種。 E-mail：koujiangtao@st.gsau.edu.cn 師尚禮為通訊作者。

S 332.6

A

1009-5500(2015)01-0001-09