鹽芥的組織培養(yǎng)及抗鹽堿性研究

高順航　張鑫蒙　張潔　杜春雪　王漢海

摘要為研究不同NaCl濃度和pH值對鹽芥種子萌發(fā)和組培苗生長的影響，探討其作用機(jī)理，本文設(shè)置不同NaCl濃度和pH值梯度的MS培養(yǎng)基，測定鹽堿脅迫下鹽芥種子萌發(fā)和組培苗生長的各項(xiàng)指標(biāo)。結(jié)果表明，低鹽濃度（50～100mmol/L）、低pH值（5.0～8.0）下組培苗生長良好，隨NaCl濃度升高（>200mmol/L）和pH值增加，對組培苗生長的抑制作用也逐漸增強(qiáng)。可見，高鹽堿可降低鹽芥種子萌發(fā)率，延緩或抑制鹽芥組培苗的生長。

關(guān)鍵詞 鹽芥;組織培養(yǎng);抗鹽堿;繼代苗

中圖分類號 Q945

文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-5739（2019）05-0160-01

土壤鹽堿化、土壤次生鹽漬化和沙漠化已成為影響社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要環(huán)境因素之一，工業(yè)發(fā)展、城市擴(kuò)容加速等也促進(jìn)了國內(nèi)外對耐鹽堿植物的抗逆性研究。構(gòu)建具有自我恢復(fù)和調(diào)節(jié)功能的人工植物群落，可有效解決鹽堿地區(qū)綠化美化、改善生態(tài)環(huán)境的問題。

鹽芥作為耐鹽植物，其耐鹽堿機(jī)制相對明確，建立鹽芥無性系且繼代培養(yǎng)，測定鹽芥在不同鹽、堿脅迫下的生長量及生理生化指標(biāo)，從而確定鹽芥適宜的生長環(huán)境和最大抗鹽堿能力，可以為抗鹽堿作物的研究和推廣提供理論指導(dǎo)和試驗(yàn)支持，對鹽堿地區(qū)糧食生產(chǎn)和綠化等也具有一定的參考價值。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

鹽芥種子采自山東濰坊濱海地區(qū)，為當(dāng)年新鮮種子。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1培養(yǎng)基梯度的設(shè)定。在MS培養(yǎng)基中分別添加NaOH和NaCl以調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH值和鹽濃度，pH值梯度設(shè)7個處理，分別為5.5～6.0（CK1）、7.0（A）、8.0（B）9.0（C）、10.0（D）、11.0（E）、12.0（F），NaCl濃度梯度設(shè)8個處理，分別為0（CK2）、50（I）、100（II）、200（I）、300（IV）、400（V）、500（VI）、600（VII）mmo/L，每組10瓶。

1.2.2培養(yǎng)方法。將鹽芥種子放入70%ALC中10s后于0.1%升汞溶液中消毒10min，用無菌水沖洗3次，分別均勻播種于1.2.1設(shè)定的培養(yǎng)基中，每瓶15～20枚，置于恒溫光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為（25+1）°C，光照度為3000Lx，光照時間為16h/d，隨時記錄發(fā)芽情況;待鹽芥幼苗長至6片葉左右后，取5株生長均勻的植株測定其平均根長、鮮重、干重、葉綠素含量等生理生化指標(biāo)，其余植株轉(zhuǎn)接于相同的培養(yǎng)基中，每瓶4～6株，培養(yǎng)條件同上。繼代培養(yǎng)5～6周幼苗生長至6片葉左右，取5株生長水平適中的幼苗按以，上方法測量其生理生化指標(biāo)，并按相同方法連續(xù)繼代培養(yǎng)。

每天觀察記錄種子萌發(fā)情況，連續(xù)2周，判定萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)為露白長度達(dá)到種子長度的1/212。

1.3測定方法

植株鮮重、干重均采用全株測定，用分光光度法測定總?cè)~綠素含量8。因鹽芥組培苗和繼代苗生長量較低，葉綠素含量宜全株（根除外）測定且僅測定第1代幼苗。

2結(jié)果與分析

如表1所示，隨pH值升高鹽芥種子的萌發(fā)率逐漸降低，pH值越高對種子萌發(fā)的抑制效果越明顯，即使pH值達(dá)到12.0時，仍有超過30%的種子可以萌發(fā)，但生長量明顯降低。

由表2可知，低濃度的NaCl對鹽芥種子萌發(fā)抑制效果不明顯，NaCl濃度為200mmo/L時開始出現(xiàn)抑制效應(yīng)，達(dá)到400mmo/L時抑制效應(yīng)明顯。本次試驗(yàn)鹽芥種子在NaCl濃度為600mmo/L時萌發(fā)率為0。

由表3可知，隨pH值升高代表鹽芥生長量的各項(xiàng)指標(biāo)均下降，但在pH值5.5～8.0之間，不論是根系生長還是鮮干重、葉綠素含量等降低均不明顯，當(dāng)pH值達(dá)到9.0后，各項(xiàng)指標(biāo)均開始明顯降低。

由表4可知，隨NaCl濃度的升高，鹽芥繼代苗的生長量逐漸降低，但在NaCl濃度為0、50、100mmo/L時，生長量之間的差異并不明顯，甚至在NaCl濃度為50mmo/L時實(shí)測數(shù)據(jù)略高于空白對照（CK2），只有NaCl濃度為200mmo/L時各項(xiàng)指標(biāo)才顯著降低，葉綠素含量也明顯降低，能明顯觀察鹽芥葉片失色素現(xiàn)象。

3結(jié)論與討論

研究表明，同時受到鹽堿脅迫時對鹽芥的生長抑制作用會加大，通過抗逆訓(xùn)練繼代植株抗逆性會有所增高，故多次繼代可以提高鹽芥的抗鹽堿能力。因研究能力所限，本試驗(yàn)僅測定了鹽芥在單獨(dú)受鹽或堿脅迫時各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的變化。

鹽芥與擬南芥都是抗鹽能力較強(qiáng)的植物，在濰坊三北（壽光、昌邑、寒亭）濱海地區(qū)鹽芥分布非常廣泛，低鹽堿灘涂甚至田間都有鹽芥生長。鹽芥在自然條件下萌發(fā)時間早間，生命周期短，5-6月即可采集種子。進(jìn)行組織培養(yǎng)時，鹽芥在pH值為9或NaCl濃度為200mmo/L的環(huán)境中依然可以正常生長，在含鹽量500mmo/L的環(huán)境中可以存活。本次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鹽芥的致死NaCl濃度為600mmo/L，但即使pH值達(dá)到12時，部分鹽芥種子仍能發(fā)芽、繼代組培苗仍能生長，甚至低濃度氯化鈉還可以促進(jìn)鹽芥生長，100mmo/L的鹽濃度下鹽芥生長與對照組無明顯差異。

需注意，對鹽芥進(jìn)行組織培養(yǎng)時，鹽芥的生命周期并無明顯延長，且繼代苗很容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象。煉苗移栽種植（花盆）后，與野生鹽芥相比植株明顯纖弱（圖1）、種子稀少;野生鹽芥營養(yǎng)豐富，微酸微辣，在當(dāng)?shù)厥桥c薺菜齊名的春季小菜，組培煉苗后其營養(yǎng)價值也需重新確定，同時其生長周期也明顯延長，可繼續(xù)生長至8月中旬，其作用機(jī)制尚待研究。

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