環(huán)境脅迫對大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)特性的影響

朱志國，周守標(biāo)，張丹丹，晁天彩

(1.蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院 園林園藝學(xué)院，安徽 蕪湖 241003；2.安徽師范大學(xué) 生命科學(xué)院，安徽 蕪湖 241000；3.安徽省重要生物資源保護(hù)與利用研究重點實驗室，安徽 蕪湖 241000)

大花旋蒴苣苔(BoeaclarkeanaHemsl)為苦苣苔科(Gesneriaceae)旋蒴苣苔屬(Boea)多年生草本植物，中國特有種，主要分布于長江流域的浙江、安徽、湖南、湖北、陜西、重慶、四川、云南等地[1](P334-335)，多生長于北坡突出于地表的巖石表面淺薄的土層或石縫中，環(huán)境條件較為惡劣，土壤缺乏礦質(zhì)營養(yǎng)，極易失水。大花旋蒴苣苔植株高6～20 cm，花果期8～11月份，全草藥用，治外傷出血、跌打損傷等癥。不同pH條件下對該屬植物進(jìn)行試驗證明該屬植物具有較強(qiáng)的酸堿耐受性，是我國寶貴的抗鹽堿基因資源庫[2]。目前，國內(nèi)外一些學(xué)者對旋蒴苣苔(Boeahygrometrica)、Craterostigmaplantagineum等復(fù)蘇植物的抗干旱耐脫水復(fù)蘇機(jī)制做了較多的研究[3-5]，已從細(xì)胞微形態(tài)結(jié)構(gòu)[6-8]、生理生化[9-11]和分子水平[12-14]上探討復(fù)蘇植物的耐脫水保護(hù)和復(fù)蘇機(jī)理機(jī)制，其中光合作用和基因表達(dá)方面的研究已成為當(dāng)前的研究熱點。由于復(fù)蘇植物大花旋蒴苣苔生活史周期較長，生長緩慢，從種子萌發(fā)到開花結(jié)實需要幾年時間[15]，對于作為模式生物極為不利，使得將大花旋蒴苣苔改造成一種新的抗旱模式生物成為難題。因此有必要對大花旋蒴苣苔進(jìn)行種子生態(tài)學(xué)研究，找出抗干旱和耐鹽的優(yōu)良品種，為分子生物學(xué)和轉(zhuǎn)基因研究提供大量的實驗材料。

種子萌發(fā)是植物生活史中的重要階段，決定著幼苗能否存活以及此后群落的建成，因此植物具有特殊的萌發(fā)特性對于其生存繁衍具有重要意義。影響種子萌發(fā)的外部生態(tài)環(huán)境因子包括水分、溫度、光照、氧氣、化學(xué)物質(zhì)、土壤因子、生物因素等方面[16](97-102)，[17]，且不同植物種子萌發(fā)特性及對各種環(huán)境因子反應(yīng)存在很大差別。目前，國內(nèi)主要對苦苣苔科植物的組織培養(yǎng)和快速繁殖進(jìn)行研究[18-19]，但對大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)特性的研究尚未見報道，筆者通過研究不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)對環(huán)境因子，特別是干旱、鹽堿等地域性限制因子的響應(yīng)特征，找出最具抗干旱，耐鹽的植物居群，為優(yōu)良種源的早期選擇及進(jìn)一步的選種育種等實際工作提供參考，為該珍貴資源植物的保護(hù)和引種栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 種子來源

2013年10月在陜西(SX)、四川(SC)、浙江(ZJ)和安徽(AH)隨機(jī)采收大花旋蒴苣苔成熟種子，每個居群隨機(jī)采集50個以上植株的成熟種子(表1)。自然晾干，儲存于安徽師范大學(xué)實驗室備用。

表1 試驗材料及采集地點

1.2 試驗方法

挑選黑色飽滿的大花旋蒴苣苔種子，用蒸餾水清洗3次，將種子有序地放在鋪有兩層濾紙直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中，不同因子處理水平設(shè)置3個重復(fù)，每個處理100粒種子，以蒸餾水作為對照。然后置于光照時間12L/12D，光照強(qiáng)度250 μmol·m-2s，溫度為25 ℃的全智能人工氣候植物箱(RXZ-1500)中進(jìn)行培養(yǎng)。

大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)的過程，根據(jù)《國際種子發(fā)芽規(guī)程》(胚根突出種皮的長度為種子長度的一半即為發(fā)芽的種子)，每24 h鏡檢發(fā)芽情況，統(tǒng)計發(fā)芽粒數(shù)，試驗第10 d測定發(fā)芽勢，試驗第30 d測定根長苗長，計算萌發(fā)率，萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)。

發(fā)芽率(%)=正常發(fā)芽粒數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(%)=規(guī)定日數(shù)內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

萌發(fā)指數(shù)Gi =∑Gt/Dt(Gt為第t日的萌發(fā)數(shù)，Dt為相應(yīng)的萌發(fā)日數(shù))；

活力指數(shù)Vi=S∑Gt/Dt(S為幼苗的平均長度)。

1.2.1 不同干旱脅迫試驗

采用PEG(6000)脅迫處理。通過預(yù)試驗，將PEG(6000)水分脅迫溶液分別設(shè)為質(zhì)量濃度為0(蒸餾水)、25、50、100、150、200 g·L-1共6個水平。

1.2.2 不同濃度鹽脅迫試驗

鹽分脅迫可分為不同濃度的CaCl2和NaCl兩種脅迫，通過預(yù)試驗，將CaCl2濃度設(shè)置為0、2.5、5、10、20、40、80 mmol·L-1七個濃度梯度，NaCl濃度為0、0.1%、0.2%、0.4%、0.8%、1.6%六個濃度梯度，對種子進(jìn)行處理。

1.2.3 不同pH處理試驗

用0.2 mol·L-1NaOH和0.2 mol·L-1HCl配置出pH酸堿度通過預(yù)試驗，將pH酸堿度配置為5、6、6D5、7、7.5、8、9共七個處理水平，對種子進(jìn)行處理。進(jìn)行種子萌發(fā)試驗。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 19.0對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)和多重比較(Duncan法)。采用Microsoft Excel2010軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)的影響

2.1.1 PEG脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽率的影響

如圖1所示，PEG脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子的發(fā)芽率具有顯著抑制作用(P<0.05)，且抑制程度隨著PEG濃度的升高而增加，但不同居群大花旋蒴苣苔種子對PEG脅迫響應(yīng)程度不同(圖1-A)。ZJ、SC和AH三居群種子發(fā)芽率隨PEG濃度的升高呈明顯的下降趨勢，在PEG濃度為200 g·L-1時ZJ居群種子不萌發(fā)，在PEG濃度為150 g·L-1時，SC居群種子不萌發(fā)。和其他三居群種子相比，SX居群種子的發(fā)芽率在0～150 g·L-1濃度期間始終高于其他三居群，且在PEG濃度為200 g·L-1時種子不萌發(fā)。

圖1 PEG脅迫對大花旋蒴苣苔的影響(A為PEG對不同居群種子發(fā)芽率的影響；B為PEG對不同居群種子發(fā)芽勢的影響；C為PEG對不同居群種子萌發(fā)指數(shù)的影響；D為PEG對不同居群種子活力指數(shù)的影響；E為PEG對不同居群幼苗根長的影響)

2.1.2 PEG脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽勢的影響

如圖1-B所示，PEG脅迫對SX、SC和AH三居群種子的發(fā)芽勢抑制作用，且抑制程度隨著PEG濃度的升高而增加。ZJ居群種子的發(fā)芽勢隨著PEG濃度的升高呈先上升后下降的趨勢，且發(fā)芽勢在PEG濃度為25 g·L-1時達(dá)到最大，之后隨著PEG濃度的升高呈下降趨勢。在PEG濃度為25 g·L-1和50 g·L-1時，SX居群種子的發(fā)芽勢與對照組無顯著差異(P>0.05),且在0～150 g·L-1濃度期間，SX居群種子的發(fā)芽勢始終高于其他三個居群。

2.1.3 PEG脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)指數(shù)的影響

PEG脅迫對四居群種子的萌發(fā)指數(shù)均具有抑制作用，且抑制程度隨著PEG濃度的升高而增加(圖1-C)。SX居群種子萌發(fā)指數(shù)在PEG濃度為25 g·L-1和50 g·l-1時與對照組無顯著差異(P>0.05)，之后隨著PEG濃度的升高呈下降趨勢，ZJ居群種子的萌發(fā)指數(shù)在PEG濃度為25 g·L-1時達(dá)到最大，之后隨著PEG濃度的升高呈下降趨勢。

2.1.4 PEG脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子活力指數(shù)的影響

四居群種子的活力指數(shù)與對照組相比均具有顯著性差異(P<0.05)，且隨PEG濃度的升高均呈先上升后降低的趨勢(圖1-D)。四居群種子活力指數(shù)均在PEG濃度為25 g·L-1時達(dá)到最大值，之后隨著PEG濃度的升高均呈下降趨勢。在0～200 g·L-1濃度期間AH居群種子的活力指數(shù)始終高于其他三居群。

2.1.5 PEG脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔幼苗根長的影響

四居群幼苗根長與對照組相比均具有顯著性差異(P<0.05)，且隨PEG濃度的升高均呈先上升后下降的趨勢(圖1-E)。四居群幼苗根長均在PEG濃度為25 g·L-1時達(dá)到最大值，之后隨著PEG濃度的升高均呈下降趨勢。在0～200 g·L-1濃度期間AH居群幼苗根長始終高于其他三個居群。

2.2 鹽脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)的影響

2.2.1 氯化鈣脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)的影響

2.2.1.1 氯化鈣脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽率的影響

不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽率隨氯化鈣濃度的升高均呈先上升后下降的趨勢(圖2-A)。SX和ZJ兩居群種子發(fā)芽率在氯化鈣濃度為5 mol·L-1時達(dá)到最大，在0～20 mol·L-1濃度期間，SX居群種子發(fā)芽率與對照相比無顯著差異(P>0.05)，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢，氯化鈣濃度為80 mol·L-1時SX居群種子不萌發(fā)。SC居群種子發(fā)芽率在氯化鈣濃度為10 mol·L-1時達(dá)到最大，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢。AH居群種子發(fā)芽率在氯化鈣濃度為2.5 mol·L-1時達(dá)到最大，在0～10 mol·L-1濃度期間，種子發(fā)芽率與對照組相比無顯著差異(P>0.05)，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢。SX和AH兩居群種子的發(fā)芽率高于另外兩居群。

2.2.1.2 氯化鈣脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽勢的影響

在氯化鈣脅迫下，ZJ、SC和AH三居群種子的發(fā)芽勢隨氯化鈣濃度的升高呈先上升后下降的趨勢，SX居群種子發(fā)芽勢隨氯化鈣濃度的升高呈下降的趨勢(圖2-B)。SX居群種子發(fā)芽勢在氯化鈣濃度為2.5～10 mol·L-1期間與對照組相比無明顯差異(P>0.05)，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢，ZJ和AH兩居群種子發(fā)芽勢在氯化鈣濃度為5 mol·L-1時達(dá)到最大，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢，SC居群種子發(fā)芽勢在氯化鈣濃度為10 mol·L-1時達(dá)到最大，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢。SX居群種子發(fā)芽勢高于其他三居群。

2.2.1.3 氯化鈣脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)指數(shù)的影響

在氯化鈣脅迫下，四居群種子的萌發(fā)指數(shù)隨氯化鈣濃度的升高均呈先上升后下降的趨勢(圖2-C)。SC和ZJ兩居群種子的萌發(fā)指數(shù)均在氯化鈣濃度為5 mol·L-1時達(dá)到最大，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢。SC居群種子的萌發(fā)指數(shù)在氯化鈣濃度為10 mol·L-1時達(dá)到最大，之后隨著氯化濃度的升高呈下降趨勢。AH居群種子的萌發(fā)指數(shù)在氯化鈣濃度為2.5 mol·L-1時達(dá)到最大，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢。在2.5～20 mol·L-1濃度期間，SX居群種子萌發(fā)指數(shù)與對照組相比無顯著差異(P>0.05)，在0～40 mol·L-1濃度期間，SX居群種子萌發(fā)指數(shù)始終高于其他三居群。

圖2 氯化鈣脅迫對大花旋蒴苣苔的影響(A為氯化鈣對不同居群種子發(fā)芽率的影響；B為氯化鈣對不同居群種子發(fā)芽勢的影響；C為氯化鈣對不同居群種子萌發(fā)指數(shù)的影響；D為氯化鈣對不同居群種子活力指數(shù)的影響；E為氯化鈣對不同居群幼苗根長的影響)

2.2.1.4 氯化鈣脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子活力指數(shù)的影響

在氯化鈣脅迫下，SX、ZJ、和SC三居群種子的活力指數(shù)隨著氯化鈣濃度的升高呈先升高后降低的趨勢，氯化鈣對AH居群種子的活力指數(shù)具有抑制作用，且抑制程度隨氯化鈣濃度的升高而增加(圖2-D)。SX和ZJ兩居群種子活力指數(shù)在氯化鈣濃度為5 mol·L-1時達(dá)到最大，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢，且SX居群種子的活力指數(shù)在氯化鈣濃度為2.5 mol·L-1和5 mol·L-1時與對照組相比無顯著差異(P>0.05)。SC居群種子活力指數(shù)在氯化鈣濃度為10 mol·L-1時達(dá)到最大，之后隨著氯化鈣濃度的升高呈下降趨勢。在氯化鈣為0～40 mol·L-1濃度期間，SX居群種子的活力指數(shù)始終高于其他三個居群。

2.2.1.5 氯化鈣脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔幼苗根長的影響

從圖2-E中可以看出，低濃度的氯化鈣能夠促進(jìn)SX、ZJ、和SC三居群幼苗生根，SX和SC兩居群幼苗根長在氯化鈣濃度為5 mol·L-1時達(dá)到最大，ZJ居群幼苗根長在氯化鈣濃度為10 mol·L-1時達(dá)到最大，之后氯化鈣濃度的升高對三居群幼苗生根具有抑制作用。氯化鈣對AH居群幼苗生根具有抑制作用，且抑制程度隨氯化鈣濃度的升高而增加。

2.2.2 氯化鈉脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子的影響

2.2.2.1 氯化鈉脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽率的影響

圖3 氯化鈉脅迫對大花旋蒴苣苔的影響A為氯化鈉對不同居群種子發(fā)芽率的影響；B為氯化鈉對不同居群種子發(fā)芽勢的影響；C為氯化鈉對不同居群種子萌發(fā)指數(shù)的影響；D為氯化鈉對不同居群種子活力指數(shù)的影響；E為氯化鈉對不同居群幼苗根長的影響

從圖3-A中可以看出，氯化鈉脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子的發(fā)芽率均具有先促進(jìn)后抑制的作用。低濃度的氯化鈉對四居群種子的發(fā)芽率均具有促進(jìn)作用，且種子發(fā)芽率均在氯化鈉濃度為0.1%時達(dá)到最大，且SX和AH兩居群與對照組相比無顯著性差異(P<0.05)，之后隨著氯化鈉濃度的升高呈下降趨勢。在氯化鈉濃度為1.6%時，四居群種子均不萌發(fā)。但SX居群種子的發(fā)芽率始終高于其他三居群。

2.2.2.2 氯化鈉脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽勢的影響

不同居群大花旋蒴苣苔種子的發(fā)芽勢對氯化鈉脅迫的響應(yīng)程度不同(圖3-B)，氯化鈉脅迫對SX和ZJ兩居群種子發(fā)芽勢具有抑制作用，且抑制程度隨氯化鈉濃度的升高而增加。SX和AH兩居群種子發(fā)芽勢隨氯化鈉濃度的升高呈先升高后降低的趨勢，兩居群種子發(fā)芽勢均在氯化鈉濃度為0.1%時達(dá)到最大，與對照組相比均具有顯著性差異(P>0.05)，之后隨著氯化鈉濃度的升高而降低。SX居群種子發(fā)芽勢始終高于其他三個居群。

2.2.2.3 氯化鈉脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)指數(shù)的影響

從圖3-C中可以看出，氯化鈉脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子的萌發(fā)指數(shù)均具有先促進(jìn)后抑制的作用，低濃度的氯化鈉對四居群種子的萌發(fā)指數(shù)具有促進(jìn)作用，且種子的萌發(fā)指數(shù)均在氯化鈉濃度為0.1%時達(dá)到最大，且SX、SC和ZJ三居群萌發(fā)指數(shù)與對照組相比有顯著性差異(P>0.05)，之后隨著氯化鈉濃度的升高呈下降趨勢。SX居群種子的萌發(fā)指數(shù)始終高于其他三個居群。

2.2.2.4 氯化鈉脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子活力指數(shù)的影響

不同居群大花旋蒴苣苔種子的活力指數(shù)對氯化鈉脅迫的響應(yīng)程度不同(圖3-D)，氯化鈉脅迫對SX和AH兩居群種子活力指數(shù)具有抑制作用，且抑制程度隨氯化鈉濃度的升高而增加。ZJ和SC兩居群種子的活力指數(shù)隨氯化鈉濃度的升高呈先升高后降低的趨勢，且均在氯化鈉濃度為0.1%時達(dá)到最大，且與對照組相比均具有顯著性差異(P<0.05)。但SX種子活力指數(shù)始終高于其他三個居群。

2.2.2.5 氯化鈉脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔幼苗根長的影響

不同居群大花旋蒴苣苔幼苗根長對氯化鈉脅迫的響應(yīng)程度不同(圖3-E)，氯化鈉脅迫對SX、ZJ和AH三居群幼苗生根具有顯著抑制作用(P<0.05)，且抑制程度隨氯化鈉濃度的升高而增加。低濃度的氯化鈉能夠促進(jìn)SC居群幼苗生根，SC居群幼苗根長在氯化鈉濃度為0.1%時達(dá)到最大，且與對照組相比均具有顯著性差異(P<0.05)，之后隨著氯化鈉濃度的升高呈下降趨勢。

2.3 pH酸堿度對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)的影響

2.3.1 pH酸堿度對不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽率的影響

用NaOH和HCl所配置的不同pH酸堿度對不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽率的影響如圖4-A所示，從圖中可以看出，不同pH酸堿度對ZJ和AH兩居群大花旋蒴苣苔種子的發(fā)芽率影響極小，對SC居群種子發(fā)芽率的影響相對較大。四居群種子發(fā)芽率均在pH為7.5是達(dá)到最大，SC居群種子的發(fā)芽率低于其他三個居群。

2.3.2 pH酸堿度對不同居群大花旋蒴苣苔種子發(fā)芽勢的影響

從圖4-B中可以看出，不同的pH酸堿度對AH居群種子的發(fā)芽勢影響相對較小，對SX、ZJ和SC三居群種子的發(fā)芽勢影響相對較大。四居群種子發(fā)芽勢均在pH為7.5時達(dá)到最大，且SX、ZJ和SC三居群種子發(fā)芽勢與對照組相比均具有顯著性差異(P<0.05)，在不同的pH酸堿度處理條件下，SX和AH兩居群的發(fā)芽勢稍微高于ZJ和SC兩居群。

2.3.3 pH酸堿度對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)指數(shù)的影響

從圖4-C中可以看出，不同的pH酸堿度處理對不同居群的大花旋蒴苣苔種子的萌發(fā)指數(shù)影響極小，SX、ZJ和SC三居群種子的萌發(fā)指數(shù)均在pH為7.5時達(dá)到最大，且SX和SC與對照組相比均具有顯著差異(P<0.05)，SX居群種子的萌發(fā)指數(shù)高于其他三個居群。

2.3.4 pH酸堿度對不同居群大花旋蒴苣苔種子活力指數(shù)的影響

從圖4-D中可以看出，不同pH處理對SX、ZJ和SC三居群種子的活力指數(shù)影響相對較小，但是AH居群種子的活力指數(shù)受pH酸堿度變化影響較大。四居群種子的活力指數(shù)均在pH酸堿度為7.5時達(dá)到最大，且SX、ZJ和SC與對照組相比均無顯著差異(P>0.05)。

圖4 pH酸堿度脅迫對大花旋蒴苣苔的影響A為pH對不同居群種子發(fā)芽率的影響；B為pH對不同居群種子發(fā)芽勢的影響；C為pH對不同居群種子萌發(fā)指數(shù)的影響；D為pH對不同居群種子活力指數(shù)的影響；E為pH對不同居群幼苗根長的影響

2.3.5 pH酸堿度對不同居群大花旋蒴苣苔幼苗根長的影響

從圖4-E中可以看出，不同pH酸堿度對SX、ZJ和SC三居群幼苗的根長的影響極小，但是AH居群幼苗的根長隨著pH酸堿度變化較大。四居群幼苗的根長均在pH為7.5時達(dá)到最大。

通過pH酸堿度對不同居群的大花旋蒴苣苔發(fā)芽率、發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)的影響的試驗結(jié)果可以看出，pH酸堿度對不同居群大花旋蒴苣苔種子影響不大，但是弱堿的環(huán)境有利于大花旋蒴苣苔種子的萌發(fā)和幼苗生根。SX居群種子的萌發(fā)情況總體好于其他三個居群。

3 討論

有觀點認(rèn)為，隱域分布是造成苦苣苔科某些屬種分布區(qū)受局限的重要原因。例如苦苣苔科中的小花苣苔屬(Chiritopsis)、蛛毛苣苔屬(Paraboea)和半蒴苣苔屬(Hemiboea)等，僅生長在裸露的石灰?guī)r上，而被不能生長這些植物的酸性紅壤所隔離[20](P60-68)。大花旋蒴苣苔偏向于分布在上方有遮蔽的裸露石灰?guī)r表面和石縫里，石灰?guī)r裸露地區(qū)普遍具有土體淺薄，保水性差，基質(zhì)、土壤和水等環(huán)境富鈣的生態(tài)特征[21]，這種特殊的生境要求是導(dǎo)致大花旋蒴苣苔分布點面積狹小，種群數(shù)量少的主要原因。充分說明了該物種對環(huán)境要求很嚴(yán)格，其自身對環(huán)境適應(yīng)性十分特殊。

3.1 干旱脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)的影響

干旱引起的000滲透脅迫對植物的生長發(fā)育有很大的影響[22]，PEG模擬干旱脅迫，是通過調(diào)節(jié)溶液的滲透壓來達(dá)到限制水分進(jìn)入種子內(nèi)的目的。在某種意義上，PEG處理對種子萌發(fā)起到了水分脅迫的作用。通過PEG處理對不同居群大花旋蒴苣苔種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)的影響可以看出，PEG脅迫對四居群種子的萌發(fā)具有抑制作用，這與鄭艷玲等的研究結(jié)果一致[23]。李文嬈等在研究水分脅迫下紫花苜蓿和高粱種子萌發(fā)特性時也發(fā)現(xiàn)PEG脅迫對種子的萌發(fā)具有抑制作用[24]。在不同濃度PEG脅迫下SX居群種子的萌發(fā)情況好于其他三個地區(qū)，說明SX居群種子的耐旱性高于其他三個居群。但是，低濃度的PEG能夠促進(jìn)不同居群大花旋蒴苣苔幼苗生根。

3.2 鹽脅迫對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)的影響

鹽分對種子萌發(fā)的影響一般歸結(jié)為滲透效應(yīng)與離子效應(yīng)[25](P365-434)，[26]。種子耐鹽性的實質(zhì)是種子萌發(fā)過程中對鹽分造成的滲透與離子效應(yīng)的綜合適應(yīng)，而生態(tài)因子(如鹽分類型和溫度等) 則通過改變鹽溶液滲透效應(yīng)與離子效應(yīng)的大小來影響種子耐鹽性[27]。本試驗中低濃度氯化鈣(5、10 mmol·L-1)和氯化鈉(0.1%)溶液促進(jìn)四居群大花旋蒴苣苔種子的萌發(fā)，這可能是由于低濃度鹽溶液刺激種子打破休眠，導(dǎo)致種子萌發(fā)高峰提前，最終萌發(fā)率增加[28]。低濃度氯化鈉在一定程度上促進(jìn)了大花旋蒴苣苔種子的萌發(fā)，這在鵝觀草和紫蘇等其他植物氯化鈉脅迫研究中都有報道[29-30]。野外觀察發(fā)現(xiàn)，大花旋蒴苣苔多生長在含鈣鹽較豐富的石灰?guī)r山地中，這可能與低濃度鈣鹽有利于大花旋蒴苣苔種子的萌發(fā)有關(guān)。在不同鈉鹽和鈣鹽脅迫下，SX居群種子的萌發(fā)情況始終好于其他三居群，說明SX居群種子的耐鹽性強(qiáng)于其他三個居群。氯化鈣處理對AH居群幼苗生根具有抑制作用，氯化鈉處理能夠抑制SX、ZJ和AH三居群幼苗生根。

3.3 pH對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)的影響

在進(jìn)行pH酸堿度對種子萌發(fā)影響的試驗中，用NaOH和HCl配置下的pH溶液中，pH酸堿度對不同居群大花旋蒴苣苔種子萌發(fā)的影響不大，這與高健等的報道相一致[31]。但是弱堿的環(huán)境更有利于大花旋蒴苣苔種子的萌發(fā)，這是因為在弱堿的環(huán)境條件下，種子吸脹過程中酶的活性加強(qiáng)，加速各種生理代謝過程，為種子萌發(fā)提供各種必須物質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)種子的萌發(fā)[32]?？傮w而言，在不同pH酸堿度處理條件下，SX居群種子萌發(fā)情況好于其他三居群。pH值對SX、ZJ和SC三居群幼苗生根的影響并不大，但是對AH居群幼苗生根影響較大。

以上結(jié)果表明，在干旱、鹽和酸堿度脅迫下，SX居群大花旋蒴苣苔種子的萌發(fā)情況明顯好于其他三個居群。研究表明，同一物種因地理種源的不同，種子萌發(fā)和幼苗生長均表現(xiàn)出明顯的地理變異，這種地理變異的形成與植物對不同環(huán)境條件的適宜密切相關(guān)[33-34]。而另有研究表明作為種質(zhì)資源的種子，蘊(yùn)藏有親本的遺傳特性，因此種子活力的高低更主要的還是取決于遺傳特性[35]。而SX居群種子的高耐旱性和耐鹽性與環(huán)境條件和遺傳物質(zhì)之間的作用關(guān)系，還需要進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]李振宇，王印政.中國苦苣苔科植物[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

[2]邱志敬，梁瓊芳，鄒純清，等.基質(zhì)pH對野生苦苣苔科植物生長的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41(18)：7746-7747，7779.

[3]鄧馨，胡志昂，王洪新，等.脫水和復(fù)水對復(fù)蘇植物牛耳草離體葉片光合作用的影響[J].植物學(xué)報，2000，42(3)：321-323.

[4]Bartels D. Desiccation Tolerance Studied in the Resurrection Plant Craterostigma plantagineum[J].Integrative and Comparative Biology, 2005(45): 696-701.

[5]Moore J P, Le N T, Brandt W F,et al. Towards a Systems-based Understanding of Plant Desiccation Tolerance[J]. Trends Plant Science, 2009(14): 110-117.

[6]Moore J P, Nguema-Ona E, Chevalier L,et al. Response of the Leaf Cell Wall to Desiccation in the Resurrection Plant Myrothamnus Flabellifolius[J]. Plant PHysiology, 2006(141): 651-662.

[7]Kranner I, Birtic S. A Modulating Role for Antioxidants in Desiccation Tolerance[J]. Integrative and Comparative Biology, 2005(45): 734-740.

[8]Moore, John P, Nguema-Ona,et al. Arabinose-rich Polymers as an Evolutionary Strategy to Plasticize Resurrection Plant Cell Walls Against Desiccation[J]. Planta, 2013, 237(7): 739-754.

[9] Gashi, Bekim, Babani,et al. ChloroPHyll Fluorescence Imaging of PH Otosynthetic Activity and Pigment Contents of the Resurrection Plants Ramonda serbica and Ramonda nathaliae During Dehydration and Rehydration[J]. PHysiology and Molecular Biology of Plants: an International Journal of Functional Plant Biology, 2013, 19(3): 333-341.

[10]Kidric, Marjetka, Sabotic, et al; Desiccation Tolerance of the Resurrection Plant Ramonda serbica is Associated with Dehydration-dependent Changes in Levels of Proteolytic Activities[J]. Journal of Plant Physiology, 2014, 171(12): 998-1002.

[11]Whittaker A, Martinelli T, Farrant J M,et al; Sucroses PHosPHate Synthase Activity and the Co-ordination of Carbon Partitioning during Surcrose and Amino Acid Accumulation in the Desiccation-tolerance Leaf Material of the C4 Resurrection Plant Sporobolus stapfianus during Dehydration[J]. Journal of Experimental Botany, 2007(58): 3775-3787.

[12]Ingle R A, Schmidt U G, Farrant J M,et al. Proteomic Analysis of Leaf Proteins during Dehydration of the Resurrection Plant XeroPHyta viscosa[J]. Plant Cell and Environment, 2007(30): 435-446.

[13]Gechev, Tsanko S, Benina, et al. Molecular Mechanisms of Desiccation Tolerance in the Resurrection Glacial Relic Haberlea rhodopensis[J]. Cellular and Molecular Life Sciences: CMLS, 2013, 70(4): 689-709.

[14]Zhao Y, Xu, T S, et al. Identification of a Retroelement from the Resurrection Plant Boea Hygrometrica that Confers Osmotic and Alkaline Tolerance in Arabidopsis Thaliana[J]. PloS one, 2014, 9(5): e98098.

[15] Alpert P. Constraints of Tolerance: Why are Desiccation-tolerant Organisms so Small or Rare[J]. Indian Journal Of Experimental Biology, 2006(209): 1575-1578.

[16]顏啟傳.種子學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001.

[17]段春華.不同處理對12種高寒植物種子萌發(fā)特性的影響[D].蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)(碩士學(xué)位論文)，2013.

[18]湯正輝.苦苣苔科植物的組織培養(yǎng)和快速繁殖[D].開封：河南大學(xué)(碩士學(xué)位論文)，2004.

[19]王輝.三種苦苣苔科野生花卉的繁育與抗逆性研究[D].臨安：浙江農(nóng)林大學(xué)(碩士學(xué)位論文)，2011.

[20]韋毅剛.華南苦苣苔科植物[M].南寧：科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

[21]吳靜，秦飛，王維，等.我國石灰?guī)r地區(qū)特有植物研究進(jìn)展[J].江蘇林業(yè)科技，2010，37(2)：50-54.

[22]Zhang L J, F J J, Ruan Y Y,et al. Application of Polyethylene Glycol in the SStudy of Plant Osmotic Stress pH Ysiology[J]. Plant pH Ysiology Communications, 2004, 40(3): 361-364.

[23]鄭艷玲，馬煥成，Scheller Robert，等.環(huán)境因子對木棉種子萌發(fā)的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2013，33(2)：382-387.

[24]李文嬈，張歲岐，山侖.水分脅迫下紫花苜蓿和高粱種子萌發(fā)特性及幼苗耐旱性[J].生態(tài)學(xué)報，2009，29(6)：3066-3074.

[25]Levit J. Reponses of Plants to Environmental Stress[M].New York: Academic Press, 1980.

[26]Ungar I A. HaloPHyte Seed Germination[J].The Botanical Review，1978(44): 233-264.

[27]Fercha, Azzedine, Capriotti, et al. Comparative Analysis of Metabolic Proteome Variation in Ascorbate-primed and Unprimed Wheat Seeds during Germination under Salt Stress[J].Journal of Proteomics, 2014(108): 238-257.

[28]曾秀存，許耀照.不同NaCl濃度對黃瓜種子萌發(fā)特性的影響[J].河西學(xué)院學(xué)報，2008，24(2)：55-58.

[29]陳景芋，李衛(wèi)軍，解繼紅，等.3種鵝觀草屬植物種子萌發(fā)期耐鹽性研究[J].種子，2009，28(1)：64-66.

[30]馬玉濤，惠榮奎，劉焰.紫蘇種子萌發(fā)特性的研究[J].種子，2009，28(11)：49-51.

[31]高健，熊勤，李祝，等.溶氧、pH及其他理化因子對蓖齒眼子菜種子萌發(fā)的影響[J].水生生物學(xué)報，2006，30(5)：524-529.

[32]于秋良，楊志賢，李忠芳，等.PH值對綠豆種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，43(10)：1466-1469.

[33]李娜，邵愛娟，袁媛.不同產(chǎn)地牛膝種子的生活力及形態(tài)的比較研究[J].中國中藥雜志，2008，33(9)：1001-1003.

[34]魏勝利，王文全，秦淑英.甘草種源種子形態(tài)與萌發(fā)特性的地理變異研究[J].中國中藥雜志，2008，33(8)：869-873.

[35]方升佐，朱梅，唐羅忠，等.不同種源青檀種子的營養(yǎng)成分及種子的活力差異[J].植物資源與環(huán)境，1998，7(2)：16-21.