鹽堿脅迫下高羊茅種子萌發(fā)及幼苗生理特性的變化

李淑梅，嚴翔鵬

(1.信陽農(nóng)林學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，河南 信陽 464000；2.河南省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校 信陽市平橋區(qū)分校，河南 信陽 464000)

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鹽堿脅迫下高羊茅種子萌發(fā)及幼苗生理特性的變化

李淑梅1，嚴翔鵬2

(1.信陽農(nóng)林學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，河南 信陽 464000；2.河南省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校 信陽市平橋區(qū)分校，河南 信陽 464000)

摘要：為明確鹽堿脅迫對高羊茅種子萌發(fā)及幼苗生理指標的影響，將中性鹽NaCl、Na2SO4和堿性鹽Na2CO3按照2:1:1的比例混合，測定幼苗的苗長、根長、生物量及生理指標等。結(jié)果表明，隨著鹽堿濃度的增大，高羊茅植株的苗長、根長、植株生物量呈逐漸降低的趨勢，葉片中可溶性糖含量、MDA呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，葉綠素含量呈現(xiàn)先升后降的趨勢。

關(guān)鍵詞：高羊茅；苗長；根長；生物量；可溶性糖；MDA；葉綠素

由于各種人為或自然因素的影響，土壤鹽漬化已成為主要的環(huán)境問題之一。全球大約有3.8億hm2的土地存在不同程度的鹽漬化，約占可耕地面積的10%[1-3]，而且每年仍以100～150萬hm2的速度增長[4]。我國約有10%的耕地常年受到鹽漬化和次生鹽漬化的危害[5]。土壤的鹽害與堿化往往相伴發(fā)生，所以長期以來人們一直將土壤可溶性鹽分的增加籠統(tǒng)稱為“土壤鹽堿化”[6]。鹽堿脅迫是影響植物物生長發(fā)育，導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)下降的主要非生物逆境因素。土壤中的致害鹽類除了以NaCl為主的中性鹽以外，還有以Na2CO3和NaHCO3為主的堿性鹽，目前我國內(nèi)陸鹽堿地蘇打鹽堿土占的比重也越來越大[7]。

高羊茅又名羊茅，為禾本目禾本科羊茅屬多年生草本植物，具有較強的耐寒、耐熱、耐鹽堿及抗病能力，在我國分布廣泛?？梢宰鳛橛^賞草坪及牧草。本試驗通過利用中性鹽NaCl、Na2SO4和堿性鹽Na2CO3脅迫處理高羊茅種子，研究在不同的鹽堿脅迫下高羊茅的幼苗生長、植株生物量及生理指標的變化，旨在為高羊茅在鹽堿地的利用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

實驗所用的愛瑞3號為從種子市場購買的當(dāng)年收獲的種子，鹽堿脅迫處理在種子生理實驗室進行。

1.2實驗組合的設(shè)置

鹽堿脅迫試驗采用中性鹽NaCl、Na2SO4和堿性鹽Na2CO3，首選分別配制濃度為20、40、60、80、100mmol/L的3種鹽溶液，再將同濃度的鹽溶液分別按照2:1:1的質(zhì)量比混合，配制不同濃度的鹽堿溶液，依據(jù)濃度由低到高的順序分別記為處理1、2、3、4、5，蒸餾水作為對照(0mmol/L，CK)。

1.3培養(yǎng)方法

挑選經(jīng)過凈度分析的、籽粒飽滿、且大小一致的高羊茅種子，用0.1%HgCl2消毒10min后再用蒸餾水沖洗3次，備用。本試驗采用育苗盤培養(yǎng)法，所用的育苗基質(zhì)為市場購買的專用育苗基質(zhì)。將經(jīng)過處理的高羊茅種子播在育苗盤內(nèi)，種子出苗后間苗，每孔保留5株幼苗。精心管理幼苗，待其生長1個月后進行鹽堿脅迫試驗，每隔4天處理1次，共處理3次，設(shè)置3個重復(fù)，最后一次處理后第5天進行各指標的測定。

1.4測定指標

1.4.1幼苗長度、根長及相對生長率的測定待發(fā)芽實驗結(jié)束，從育苗盤中隨機取10株幼苗，測定每株幼苗的苗長和根長(cm)，然后計算幼苗相對生長率。

幼苗相對生長率=鹽堿脅迫下幼苗平均長度/對照幼苗平均長度。

1.4.2幼苗生物量的測定先將每株幼苗的根和莖葉分開，再分別稱重，最后置于烘箱中烘干至恒重后稱干重(g)。

1.4.3幼苗生理指標的測定采用蒽酮法進行可溶性糖含量的測定[8]、硫代巴比妥酸法[9]測定丙二醛(MAD)含量、丙酮乙醇混合液浸提法[10]測定葉綠素含量，每個處理3次重復(fù)。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用EXCEL和SAS軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析(P<0.05)。

2結(jié)果與分析

2.1鹽堿脅迫對高羊茅幼苗的苗長、根長及相對生長率的影響

混合鹽堿脅迫處理對高羊茅幼苗的苗長、根長及相對生長率產(chǎn)生了顯著的抑制作用，并且抑制程度與濃度呈正比，見表1。處理5對高羊茅幼苗的苗長和根長的抑制作用最顯著，分別為對照的81.35%和84.42%。說明混合鹽堿脅迫處理對苗長的抑制作用大于對根長的抑制作用。

注：同列相同字母表示在P<0.05水平上無顯著差異。

2.2鹽堿脅迫對高羊茅幼苗生物量的影響

表2表明，鹽堿脅迫處理對高羊茅幼苗的單株干鮮重產(chǎn)生了顯著的抑制作用，鹽分濃度越高，植株生長越慢，重量越小。與對照相比，植株干鮮重呈現(xiàn)先升后降的趨勢。處理5脅迫下，植株鮮重降為對照的31.80%，干重則降為了對照的27.27%。表明鹽堿脅迫處理對植株干重的影響較大。

2.3鹽堿脅迫對高羊茅幼苗生理指標的影響

逆境脅迫下，植物體內(nèi)的可溶性糖會大量積累，既可作為能量儲備，又是植物體內(nèi)主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，用于減少外界對植物造成的傷害[11]。由圖1可以看出隨著鹽堿濃度的增加可溶性糖含量逐漸增高，其中處理4和處理5增加非常迅速，分別為對照糖含量的1.93和2.56倍。

圖1鹽堿脅迫對植株葉片中可溶性糖含量的影響圖2鹽堿脅迫對植株葉片中MDA含量的影響

表3　鹽堿脅迫對高羊茅葉片葉綠素含量的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同大寫英文字母表示在0.05水平上的差異顯著性。

丙二醛含量的高低可以反映細胞膜質(zhì)過氧化的程度和植物對逆境條件反應(yīng)的強弱[12]。MDA含量越高，膜質(zhì)過氧化作用越強。圖2可以看出，MDA含量隨著鹽堿濃度的增高逐漸增高，表明細胞膜已經(jīng)受到了嚴重的損害。處理5的MDA含量高達對照的3.63倍，說明其膜系統(tǒng)受到的損害最為嚴重。

由表3可以看出，隨著鹽分濃度的增大，葉綠素a、b的含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，至處理3時達到最大值，以后迅速下降，每個處理之間的差異均達到了顯著水平。另外表還顯示，處理3的濃度水平可以刺激葉片光合色素的形成，處理4和處理5濃度下，葉綠素酶活性提高，光合色素分解增加、合成減少，總量顯著降低。葉綠素a/b變化較大，有顯著差異。

3結(jié)論與討論

3.1對幼苗苗長、根長和生物量的影響

研究結(jié)果表明，高羊茅幼苗的苗長、根長隨著鹽堿濃度的增高呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，且鹽分濃度越大，降低越明顯。生物量雖然有小幅的上升，但是隨后逐漸降低。這是因為在高濃度鹽分脅迫下，植株的生長發(fā)育受阻，從而表現(xiàn)出一系列外在和內(nèi)在的變化。研究還發(fā)現(xiàn)，在高濃度的鹽堿脅迫下，高羊茅幼苗葉片的邊緣變黃萎蔫，株高降低顯著。

3.2對幼苗生理生化特性的影響

可溶性糖是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在干旱、低溫、高溫、鹽漬等逆境下都會造成植物體內(nèi)可溶性糖含量的增加，是植物對逆境脅迫的一種生理生化反應(yīng)[13]。本實驗結(jié)果表明，可溶性糖含量隨著隨著鹽分濃度的增加而增加，兩者呈正比，這與前人研究的在逆境脅迫下，植物積累的可溶性糖越多，則抗逆性越強的結(jié)果相同。

MDA是膜質(zhì)過氧化水平的標志，也是植物細胞膜不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化作用的終產(chǎn)物，其含量高低可以作為植物細胞膜質(zhì)損傷程度的參數(shù)[14]。研究結(jié)果表明，MDA含量隨著鹽堿濃度的增大逐漸增加，表明其膜結(jié)構(gòu)受到了損傷，且損傷程度與鹽濃度成正比。

光合色素含量的穩(wěn)定有利于幼苗在脅迫下維持正常的光合作用，從而增強植物幼苗對鹽脅迫的耐受能力[15]。研究結(jié)果表明，隨著鹽濃度的增高，幼苗葉片的葉綠素含量呈現(xiàn)先升后降的趨勢，說明低濃度的鹽脅迫能刺激葉片光合色素的合成，而高濃度鹽脅迫則提高葉綠素酶活性，最終導(dǎo)致光合色素合成減少，分解增加，總含量降低，這與前人的研究結(jié)果相同。

綜上所述，可溶性糖和MDA可作為高羊茅耐鹽性的生理指標，由于耐鹽性的機理非常復(fù)雜，若僅僅依據(jù)一兩個指標來進行衡量是不科學(xué)的，需將多個因素綜合起來進行評價才較合理，以后會繼續(xù)進行高羊茅耐鹽性相關(guān)方面的研究。

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(編輯：嚴佩峰)

Salinity Stress on Germination and Seedling Physiological Indexes of Tall Fescue

LI Shu-mei1，YAN Xiang-peng2

(1. Agriculture College, Xinyang College of Agriculture and Forestry, Xinyang 464000,China;2. Agricultural Broadcasting and Television School in Pingqiao District, Xinyang City of Henan Province, Xinyang 464000, China)

Abstract：In order to clear salinity-alkalinity stress on germination and seedling physiological indexes of tall fescue, according to the ratio of 2:1:1, the neutral salt NaCl and Na2SO4and alkaline salt Na2CO3were mixed to determine the seedling length, root length, seedling biomass and physiological indexes, etc. The results show that with the increase of salt concentration, the seedling length, root length, plant biomass of tall fescue plant showed a trend of gradually reducing, soluble sugar content and MDA in leaf showed a trend of gradually increasing, the chlorophyll content showed a trend of first increased and later lowered.

Keywords：tall fescue; seedling length; root length; biomass; soluble sugar; MDA; chlorophyll

中圖分類號：S543+.9

文獻標識碼：A

文章編號：2095-8978(2016)01-0100-03

作者簡介：李淑梅(1979—)，女，河北冀州人，講師，碩士，主要從事植物逆境生理及作物遺傳育種的教學(xué)科研工作.

收稿日期：2015-11-18