不同鈉鹽脅迫對黑心菊種子萌發(fā)的影響

張麗輝++王相威++張智航++陳冊

摘要 為了解鹽脅迫對黑心菊種子萌發(fā)的影響，采用紙上發(fā)芽法研究了不同濃度（0、50、100、150 mmol/L）Na2CO3、NaHCO3、NaCl脅迫對黑心菊種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及胚生長的影響。結(jié)果表明：隨著鹽溶液濃度的增加，黑心菊種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)呈下降趨勢，當(dāng)鹽濃度達到150 mmol/L時，NaHCO3和NaCl處理的發(fā)芽勢均等于0。種子對3種鹽的耐受力大小為Na2CO3>NaHCO3>NaCl；不同種類的鹽脅迫對胚根和胚芽的影響不同，但總體表現(xiàn)為高鹽抑制了胚根的生長，反映出胚根是對鹽分脅迫較敏感的部位。

關(guān)鍵詞 黑心菊；種子萌發(fā)；鹽脅迫；堿性鹽

中圖分類號 S648 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）17-0190-02

Effects of Salinities Stress on Seed Germination of Rudbeckia hybrida

ZHANG Li-hui WANG Xiang-wei ZHANG Zhi-hang CHEN Ce

（School of Life Sciences，Changchun Normal University，Changchun Jilin 130032）

Abstract In order to understand the effects of salt stress on the seed germination of R. hybrida，the salt tolerance of Rudbeckia hybrida seeds were tested under four salt solutions（0 mmol/L，50 mmol/L，100 mmol/L，150 mmol/L）to research the effect of salt stress on germination rate，germination potential and germination index of Rudbeckia hybrida seeds. The results showed that the germination rate，germination potential and germination index significantly decreased than the control with the increasing of salt concentration. When the NaHCO3 and NaCl concentration were up to 150 mmol/L，the germination potential were 0.The sodium salts were Na2CO3，NaHCO3，NaCl，respectively，based on salt injury rates of seed germination from high to low，under the same concentrations of sodium salts solutions. The radicle and germ had different response to the salts. The salt at higher concentrations could inhibit the growth of radicle.

Key words Rudbeckia hybrida；germination；salt stress；alkaline salt

黑心菊（Rudbeckia hybrida）是菊科金光菊屬多年生草本植物。性喜陽光，既耐寒又耐旱，適應(yīng)性強，不擇土壤，是城市園林綠化中重要的觀賞植物之一[1]。種子萌發(fā)是每個植物生活周期的重要階段[2]，在此階段，該植物的生理活動極易受到外界環(huán)境的影響[3]，從而影響該植物的生長和發(fā)育。鹽脅迫就是影響種子萌發(fā)的重要因素之一，國內(nèi)外諸多研究表明，鹽脅迫抑制植物的生長發(fā)育，降低種子萌發(fā)速率及萌發(fā)的百分率[4-7]。以往的研究多數(shù)集中在中性鹽脅迫[8-11]，較少涉及堿性鹽脅迫和二者之間的比較[12-13]，目前對黑心菊種子萌發(fā)期間的耐鹽性系統(tǒng)研究未見報道。本試驗對黑心菊種子進行不同濃度Na2CO3、NaHCO3、NaCl 3種鹽脅迫處理，研究不同鹽處理下黑心菊種子萌發(fā)的特性，探討黑心菊種子萌發(fā)指標(biāo)及幼苗生長指標(biāo)與鹽脅迫程度之間的關(guān)系，以期為鹽堿地區(qū)的花卉生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為黑心菊種子，于2014年秋天采自長春師范大學(xué)校園內(nèi)。主要儀器與試劑：GZP-250光照培養(yǎng)箱；NaCl、Na2CO3、NaHCO3均為分析純。

1.2 試驗方法

采用NaCl、Na2CO3、NaHCO3溶液進行脅迫，設(shè)計5個濃度處理為0、50、100、150、200 mmol/L的溶液。采用紙上發(fā)芽法，選飽滿黑心菊種子，用75%乙醇消毒10 min，然后用蒸餾水沖洗3次，用吸水紙吸干表面水分后置于鋪入雙層濾紙培養(yǎng)皿內(nèi)，培養(yǎng)皿直徑9 cm，每皿50粒種子，分別加入3 mL不同濃度的鹽溶液（以等量蒸餾水作對照處理），各濃度處理重復(fù)3次，蓋上培養(yǎng)皿蓋，放入25 ℃/15 ℃（14 h/10 h），每日用相應(yīng)濃度的鹽溶液沖洗以維持鹽濃度的恒定。第4天種子開始萌發(fā)，每天觀察記錄發(fā)芽情況，以胚根長度等于種子長度時作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，14 d試驗結(jié)束。試驗結(jié)束后每個處理隨機抽取10株幼苗，測定其根長、芽長。

1.3 指標(biāo)測定

各項指標(biāo)計算公式如下：

發(fā)芽率（%）=第14天種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100endprint

發(fā)芽勢（%）=第8天種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100

發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt /Dt），

其中，Gt為t時間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)發(fā)芽日數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 16.0，用Excel軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對黑心菊種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

由圖1可知，經(jīng)過鹽脅迫處理的種子其發(fā)芽率低于對照。隨著鹽濃度的上升，種子發(fā)芽率呈下降趨勢，且Na2CO3處理種子的發(fā)芽率顯著高于NaCl和NaHCO3處理（P<0.05）。NaCl和NaHCO3處理種子發(fā)芽率大致相似，但NaHCO3處理種子發(fā)芽率高于NaCl。濃度為50 mmol/L時，NaCl和NaHCO3處理組發(fā)芽率均出現(xiàn)一低峰，濃度為100 mmol/L時，Na2CO3處理組發(fā)芽率出現(xiàn)低峰。由此可知，50 mmol/L是種子對NaCl和NaHCO3耐受力較弱的濃度，100 mmol/L是種子對Na2CO3耐受力較弱的濃度，種子對3種鹽的耐受力大小為Na2CO3>NaHCO3>NaCl。

發(fā)芽勢指種子在發(fā)芽前期，在規(guī)定的時間內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)占種子總數(shù)的比例，它可反映種子發(fā)芽的整齊度和發(fā)芽速度[14]。由圖2可知，在濃度為50 mmol/L時，Na2CO3處理組發(fā)芽勢較高，發(fā)芽整齊度較好，隨著鹽濃度升高，3個處理組的種子發(fā)芽勢降低，發(fā)芽整齊度變差。

2.2 鹽脅迫對黑心菊種子發(fā)芽指數(shù)的影響

種子發(fā)芽指數(shù)在一定程度上可反映種子的發(fā)芽速度[15]。由圖3可知，隨著鹽濃度的不斷升高，3個處理組的發(fā)芽指數(shù)呈下降趨勢。在濃度為50 mmol/L時，發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)為Na2CO3>NaCl>NaHCO3；在濃度≥100 mmol/L時，Na2CO3處理的發(fā)芽指數(shù)顯著高于NaCl和NaHCO3處理（P<0.05），但NaCl和NaHCO3處理的發(fā)芽指數(shù)無差異（P>0.05）。由此表明，高鹽濃度下，種子發(fā)芽速度受到抑制，發(fā)芽時間推遲。

2.3 鹽脅迫對黑心菊胚根長和胚芽長的影響

由圖4可知，黑心菊幼苗胚根長隨著鹽濃度的升高而降低，但鹽溶液在50 mmol/L時，NaCl處理的胚根長大于Na2CO3和NaHCO3處理（P<0.05），但Na2CO3和NaHCO3處理的胚根長無顯著差異（P>0.05）；鹽溶液濃度為100 mmol/L時，胚根長表現(xiàn)為Na2CO3>NaCl>NaHCO3處理，當(dāng)濃度增加到150 mmol/L時，胚根長表現(xiàn)為NaHCO3>NaCl>Na2CO3。由此表明，鹽脅迫對胚根的抑制作用較強，反映出胚根是對鹽分脅迫較敏感的部位。由圖5可知，鹽脅迫處理的黑心菊胚芽長均低于對照，在濃度為50 mmol/L時，3種鹽脅迫芽長表現(xiàn)為NaCl>NaHCO3>Na2CO3；但在濃度為100 mmol/L時Na2CO3和NaHCO3胚芽長驟然降低，但NaCl處理的胚芽長下降較緩慢。

3 討論

種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)反映了種子的發(fā)芽速度、發(fā)芽的整齊度和幼苗的健壯程度[16]，這不僅與植物本身的生物學(xué)特性有關(guān)，還與多種外界條件如水分、光照、溫度等密切相關(guān)[17]。諸多研究表明，在鹽脅迫下對種子萌發(fā)活力指數(shù)和種子的相對發(fā)芽率都有比較大的影響，表現(xiàn)在降低種子的發(fā)芽率，推遲種子萌發(fā)的初始時間，種子的發(fā)芽率和活力指數(shù)隨著鹽濃度的升高而顯著下降，顯示出鹽分對種子萌發(fā)產(chǎn)生明顯的抑制作用[18]。

本試驗結(jié)果顯示，黑心菊種子在蒸餾水中萌發(fā)良好，但隨著鹽濃度的升高，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均下降；在鹽脅迫下，50 mmol/L NaCl和NaHCO3 2個處理組發(fā)芽率均出現(xiàn)一低峰，100 mmol/L Na2CO3處理組發(fā)芽率出現(xiàn)低峰。濃度高于150 mmol/L，種子開始不發(fā)芽，這種現(xiàn)象說明高濃度鹽脅迫引起溶液滲透勢降低，阻礙了種子吸水的速度，且鹽的濃度越高，這種阻礙作用越強?？梢姡啕}不利于種子發(fā)芽。黑心菊種子對這3種鹽的耐受力大小為Na2CO3>NaHCO3>NaCl。在Na2CO3脅迫下，濃度為100 mmol/L時種子各發(fā)芽指標(biāo)驟然下降；濃度為150 mmol/L時，種子開始不發(fā)芽，造成這種現(xiàn)象是由于Na2CO3堿性較強，達到一定濃度時，對種子的組織或結(jié)構(gòu)造成了不可修復(fù)的傷害，使種子內(nèi)各種代謝紊亂，內(nèi)源激素的含量發(fā)生變化，抑制了種子的發(fā)芽，各發(fā)芽指標(biāo)下降。這一研究結(jié)果與張秀玲[19]、高新中[20]、韓毅強[21]等人的研究結(jié)果相一致。

本試驗中，高濃度的鹽顯著抑制胚的生長，胚根和胚芽對不同鹽分的敏感程度不同，黑心菊的胚根對鹽分更敏感，在較高濃度鹽溶液中，黑心菊種子前期萌動，胚根伸長突破種皮，伸長后期，胚根生長受到抑制，難以形成正常幼苗。

4 參考文獻

[1] 杜國平，鄒青，連芳青，等.黑心菊抗旱性生理生化指標(biāo)的研究[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，24（12）：42-45.

[2] RAJJOU L，DUVAL M，GALLARDO K，et al. Seed germination and vigor[J].Annu Rev Plant Biol，2012，63：507-533.

[3] 金美芳，朱曉清.NaCl脅迫對油菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].種子，2009，28（9）：76-79.

[4] 許桂芳，劉明久，黃小玲.鹽分脅迫對4種花卉種子萌發(fā)的影響[J].種子，2007，26（8）：39-41.

[5] 賈亞雄，劉榮堂，袁慶華.披堿草野生種質(zhì)材料芽期耐鹽性研究[J].草原與草坪，2007（2）：47-51.

[6] 劉克彪，張元愷，李發(fā)明. 黑果枸杞種子萌發(fā)對水分和鈉鹽脅迫的響應(yīng)[J].經(jīng)濟林研究，2014，32（4）：45-51.endprint

[7] 龔洪恩，呂芳德，司芳芳，等.離子注入對傘樹種子發(fā)芽的影響[J].經(jīng)濟林研究，2014，32（2）：156-158.

[8] 吳瓊，韓亞楠，高睿，等.中生與鹽生烏拉甘草種群種子萌發(fā)階段耐鹽性能的比較[J].種子，2014，33（11）：31-35.

[9] 徐小玉，張鳳銀，曾慶微.NaCl-Na2SO4鹽脅迫對波斯菊種子萌發(fā)的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014，45（4）：55-59.

[10] 管博，周道瑋，田雨，等.鹽堿及變溫條件對花苜蓿種子發(fā)芽的影響[J].中國草地學(xué)報，2010，32（1）：58-63.

[11] 顏宏，矯爽，趙偉，等.不同大小堿地膚種子的萌發(fā)耐鹽性比較[J].草業(yè)學(xué)報，2008，17（2）：26-32.

[12] 司馬義·巴拉提.3種鹽脅迫對光果甘草種子萌發(fā)的影響研究[J].種子，2014，33（10）：15-19.

[13] 王恩軍，李善家，韓多紅，等.中性鹽和堿性鹽脅迫對黑果枸杞種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（6）：64-69.

[14] 趙可夫.NaCl抑制棉花幼苗生長的機理：鹽離子效應(yīng)[J].植物生理學(xué)報，1989，15（2）：173-178.

[15] 李宏，程平，鄭朝暉，等.鹽旱脅迫對3種新疆造林樹木種子萌發(fā)的影響[J].西北植物學(xué)報，2011，31（7）：1466-1473.

[16] 白玉娥，易津，谷安琳，等.八種根莖類禾草種子耐鹽性研究[J].中國草地，2005，27（2）：55-59.

[17] 劉艷君，祁娟，柳茜.垂穗披堿草種子萌發(fā)的耐鹽性研究[J].草原與草坪，2014，34（4）：61-65.

[18] LI L，ZHANG X M.Germination strategies of two halophytes in Salt Desert of northwestern China[J].Sci China Ser D-Earth Sci，2007，50：115-121.

[19] 張秀玲.鹽脅迫下野大豆種子萌發(fā)特性研究[J].中國野生植物資源，2013，32（6）：21-24.

[20] 高新中，趙祥，孫潔，等.鹽脅迫對達烏里胡枝子種子萌發(fā)的影響[J].草原與草坪，2008，128（3）：49-51.

[21] 韓毅強，張云超，張紅梅.NaCl脅迫對大豆種子萌發(fā)及其生理變化的影響[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，2011，23（4）：11-14.endprint