鹽脅迫對兩個黑麥草品種種子萌發(fā)期生理特性的影響

辛慧慧

（新疆維吾爾自治區(qū)草原總站，新疆 烏魯木齊 830049）

鹽脅迫對兩個黑麥草品種種子萌發(fā)期生理特性的影響

辛慧慧

（新疆維吾爾自治區(qū)草原總站，新疆 烏魯木齊 830049）

10.16863/j.cnki.1003-6377.2017.04.008

為了解多年生黑麥草草坪型品種鳳凰和飼用型品種夜影萌發(fā)期的耐鹽性，采用營養(yǎng)液水培育苗法，利用NaCl(氯化鈉)模擬鹽分脅迫，研究記錄不同品種在鹽脅迫下其發(fā)芽率、活力指數(shù)、丙二醛含量、相對電導(dǎo)率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等指標(biāo)的變化。綜合分析各指標(biāo)得出隨鹽濃度的增加，發(fā)芽率和活力指數(shù)呈下降趨勢，丙二醛含量和相對電導(dǎo)率呈升高趨勢，可溶性蛋白和可溶性糖含量呈先升高后降低的趨勢，且飼用型黑麥草的變化趨勢小于草坪型黑麥草的變化趨勢。結(jié)果表明：飼用型黑麥草品種夜影的耐鹽性好于草坪型黑麥草品種鳳凰。

飼用型；草坪型；耐鹽性

我國各類鹽漬化土壤面積為3467萬hm2，而且還在逐年增加，土壤鹽漬化已經(jīng)成為影響生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要制約因素。尤其在新疆就有鹽（堿——化土壤560萬hm2，約占中國鹽堿土壤的1/4[1-3]。黑麥草（Lolium perenne L.）是多年生植物，營養(yǎng)價值高，富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素，飼用型黑麥草是禾本科牧草中可消化物質(zhì)產(chǎn)量最高的牧草之一，是優(yōu)質(zhì)的放牧用牧草，具有生長快、分蘗多、能耐牧等優(yōu)點。草坪型黑麥草也是高爾夫球道常用草種。鹽脅迫使植物體內(nèi)外的壓力平衡被破壞，導(dǎo)致植物吸水困難，細(xì)胞內(nèi)代謝平衡被破壞并積累過多的活性氧，導(dǎo)致膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能受損，從而引起細(xì)胞內(nèi)各種水溶性物質(zhì)不同程度外滲，外滲液相對電導(dǎo)率增加，植物組織中丙二醛含量升高[4，5]。而可溶性蛋白和可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞的膨壓穩(wěn)定[6]。因此，通過綜合評定發(fā)芽率、相對活力指數(shù)、丙二醛含量、相對電導(dǎo)率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等指標(biāo)的變化，得出黑麥草的耐鹽機(jī)理，以及比較出飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的耐鹽能力的大小，對新疆鹽漬化土壤的改善具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為新疆常種植的2種多年生黑麥草品種，購置于烏魯木齊市南昌路種子公司，飼用型選的是鳳凰品種，草坪型選用的是夜影品種，兩個品種都來自美國，生產(chǎn)于2016年。

1.2 實驗方法

將供試種子用5%NaClO溶液消毒10min，用蒸餾水沖洗干凈，擦干表面水分備用。將培養(yǎng)皿清洗干凈，待晾干后按實驗處理做好標(biāo)注，加入定量的溶液，設(shè)6個NaCl濃度梯度，其濃度分別為0、100、200、300、400、500mmol/L，每處理設(shè)3個重復(fù)，從備用的供試種子中分別選取種粒飽滿、大小均勻的種子分置于事先標(biāo)注好的培養(yǎng)皿，每只培養(yǎng)皿放入100粒，加入適量的蒸餾水，置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。每天給予8 h光照并噴灑適量蒸餾水以保證種子萌發(fā)期水分的正常供應(yīng)。在培養(yǎng)第15 d時測定發(fā)芽率、相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量等指標(biāo)。另取一批種子用不同濃度的NaCl浸泡5 d后測定其活力指數(shù)。

1.3 測定指標(biāo)及方法

將正常發(fā)芽的種子作為實驗材料，先進(jìn)行酶液的提取，然后根據(jù)具體的方法測定各指標(biāo)?？扇苄缘鞍缀康臏y定采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[7]?？扇苄蕴呛康臏y定采用用蒽酮比色法[7]。丙二醛含量的測定采用硫代巴比妥酸法[8]。相對電導(dǎo)率采用DDS-307型電導(dǎo)率儀測定[9]。發(fā)芽率（Gr）＝n/N×100%（n為發(fā)芽數(shù)，N為種子數(shù)）[9]?；盍χ笖?shù)（Vi）＝S×∑Gt/Dt（S為幼苗生長勢，即胚根平均鮮重）[9]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2010和SPSS19.0等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析作圖，圖中的誤差線表示標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對黑麥草種子活力和發(fā)芽率的影響

隨著鹽濃度的增加，種子的發(fā)芽率和種子活力都受到不同程度的影響。圖1表明，鹽濃度為0～200mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的活力指數(shù)和發(fā)芽率受鹽分脅迫影響較小，鹽濃度為300～400mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的活力指數(shù)和發(fā)芽率明顯受到了鹽分脅迫的影響，鹽濃度為400mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的活力指數(shù)比未脅迫種子分別降低了66.32%、45.26%，發(fā)芽率比未脅迫種子分別降低了66.46%、37.38%。鹽濃度為500mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的活力指數(shù)比未脅迫種子分別降低了75.79%、72.63%，發(fā)芽率比未脅迫種子分別降低了82.71%、73.09%。表明隨鹽濃度的增加，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的活力指數(shù)和發(fā)芽率均呈降低趨勢，而飼用型黑麥草鳳凰品種受鹽脅迫傷害小于草坪型黑麥草夜影品種。

圖1 鹽脅迫對黑麥草種子活力和發(fā)芽率的影響

2.2 鹽脅迫對黑麥草種子相對電導(dǎo)率和丙二醛含量的影響

在鹽分脅迫下，質(zhì)膜相對透性增加，丙二醛含量增加，細(xì)胞內(nèi)各種水溶性物質(zhì)、電解質(zhì)等大量浸入無離子的水中。圖2表明，鹽濃度為0～200mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的相對電導(dǎo)率和丙二醛含量受鹽分脅迫影響較小，鹽濃度為300～400mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的相對電導(dǎo)率和丙二醛含量明顯受到了鹽分脅迫的影響，鹽濃度為400mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的相對電導(dǎo)率比未脅迫種子分別升高173.21%、101.44%，丙二醛含量比未脅迫種子分別升高106.31%、69.72%。鹽濃度為500mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的相對電導(dǎo)率比未脅迫種子分別升高184.61%、143.05%，丙二醛含量比未脅迫種子分別升高138.80%、97.29%。表明，隨鹽脅迫的增加，黑麥草的細(xì)胞膜透性增大，丙二醛含量升高，但飼用型黑麥草鳳凰品種受鹽脅迫傷害小于草坪型黑麥草夜影品種。

圖2 鹽脅迫對黑麥草種子相對電導(dǎo)率和丙二醛含量的影響

2.3 鹽脅迫對黑麥草種子可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的影響

可溶性糖和可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物的含量可以通過調(diào)節(jié)植物細(xì)胞的膨壓穩(wěn)定性、保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性和提高細(xì)胞持水能力來降低水分脅迫對自身的損傷。圖3表明，鹽濃度為0～200mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量受鹽分脅迫影響較?。畸}濃度為300～400mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量明顯受到了鹽分脅迫的傷害；鹽濃度為400mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的可溶性糖含量與未脅迫種子相比分別升高了120.75%、164.76%，可溶性蛋白含量與未脅迫種子相比分別升高96.77%、112.50%。鹽濃度為500mmol/L時，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量比其他濃度處理都有了大幅度的降低。

圖3 鹽脅迫對黑麥草種子可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的影響

3 討論

通常，鹽脅迫對中生植物種子的萌發(fā)具有抑制作用，耐鹽性好的種質(zhì)資源在較高濃度的鹽溶液脅迫下發(fā)芽率較高[10]。本研究中，隨鹽濃度的增加，飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的種子活力和發(fā)芽率均呈下降趨勢，且飼用型黑麥草的下降趨勢小于草坪型黑麥草。說明飼用型黑麥草品種夜影在一定濃度鹽脅迫下的發(fā)芽率和活力指數(shù)均高于草坪型黑麥草品種鳳凰。

鹽脅迫使萌發(fā)期的牧草種子細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列生理生化反應(yīng)，代謝平衡被破壞，產(chǎn)生大量的過氧化反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞膜透性增大，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累等[11，12]。張改過[13]研究表明在鹽脅迫下，黑麥草細(xì)胞中的游離脯氨酸含量、可溶性糖含量均呈上升趨勢。李孔晨等[14]研究發(fā)現(xiàn)隨著鹽濃度的升高,黑麥草的發(fā)芽率、相對發(fā)芽勢、相對含水量呈現(xiàn)出下降的趨勢;相對電導(dǎo)率、脯氨酸含量與鹽濃度成正比。質(zhì)膜相對透性和丙二醛含量在一定程度上代表了細(xì)胞的完整性。本研究中鹽脅迫嚴(yán)重影響了飼用型黑麥草和草坪型黑麥草種子的細(xì)胞膜透性，隨鹽濃度的增加飼用型黑麥草和草坪型黑麥草的相對電導(dǎo)率和丙二醛含量均呈逐漸升高的趨勢，但飼用型黑麥草的升高趨勢小于草坪型黑麥草?？扇苄蕴呛亢涂扇苄缘鞍缀侩S鹽濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，且飼用型黑麥草的變化趨勢小于草坪型黑麥草。說明在萌發(fā)期飼用型黑麥草耐鹽能力強(qiáng)于草坪草黑麥草種子。

植物對鹽脅迫的適應(yīng)機(jī)理是多方面的，本研究中只對黑麥草萌發(fā)期的幾個生理指標(biāo)做了分析，且對過氧化物酶系統(tǒng)的指標(biāo)沒有做研究，導(dǎo)致試驗結(jié)果缺少全面性。此外本文中選的黑麥草品種單一，對飼用型黑麥草和草坪型黑麥草抗性的得出的結(jié)論僅適用于本研究中的兩個品種。在以后的研究中我們將會從氧化物酶系統(tǒng)和光合系統(tǒng)等方面進(jìn)一步研究黑麥草對鹽脅迫的抗性機(jī)理。

4 結(jié)論

通過對不同鹽濃度處理下飼用型黑麥草品種夜影和草坪型黑麥草品種鳳凰的發(fā)芽率、活力指數(shù)、丙二醛含量、相對電導(dǎo)率、可溶性糖、可溶性蛋白等指標(biāo)的測定與分析，綜合得出萌發(fā)期飼用型黑麥草品種夜影耐鹽能力強(qiáng)于草坪型黑麥草品種鳳凰耐鹽能力。

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Effect of Salt Stress on the Germination of Two Lolium perenne L Species

XIN Hui-hui
（Xinjiang Grassland Station,Urumqi 830049,China)

To understand the salt resistance between the lawn type and forage type of Lolium perenne L, during the germination,nutrient solution culture method was adopted.Using NaCl(sodium chloride)to simulate salt stress,Record the change of the indicators of different types of germplasm resources under salt stress including the rate of germination,dynamic index,propylene dialdehyde content,relative conductivity，and soluble sugar content and soluble protein content.The results showed that with the increase of the salt concentration,the rate of germination and the vigor index were decreasing.The levels of propyl dialdehyde and relative conductivity are increasing,Solubility of soluble protein and soluble sugar was reduced in advance,And the trend of the change of the lawn type is smaller than forage type.The results showed that the forage type of night shadow salt resistance was better than the lawn type of phoenix.

Lolium perenne L；Forage type;The lawn type;Salt resistance

S816.32

A

1003－6377（2017）04－0039-05

牧草種質(zhì)資源保護(hù)項目（2130135）資助

辛慧慧（1988-），女，研究生，畜牧師，現(xiàn)主要從事牧草種子檢驗及野生牧草種質(zhì)資源保護(hù)工作。E-mail：327645156@qq.com

2017-05-08，

2017-05-10