水楊酸對鹽脅迫下玉米雜交種萌發(fā)的影響

曹珊珊，杜 錦，林建華

（1.天津市優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)示范中心，天津 300061；2.天津農(nóng)學院 農(nóng)學與資源環(huán)境學院，天津300392；3.天津市薊州區(qū)種植業(yè)發(fā)展服務中心，天津 301900）

玉米對鹽脅迫比較敏感，會影響玉米出苗，根系生長不良，植株矮小，進而影響玉米產(chǎn)量。水楊酸（Salicylic acid，SA）是一種具有信號傳遞功能的小分子酚類物質(zhì)，普遍存在于高等植物體內(nèi)，參與植物對逆境脅迫反應等。近年來，眾多學者開展了SA對作物影響的研究，取得了一些進展，葉梅榮[1]研究NaCl脅迫下水楊酸浸種對水稻幼苗生長的影響，發(fā)現(xiàn)使用0.1 g·L-1的水楊酸處理濃度50 mmol·L-1NaCl脅迫，能夠有效地提高水稻幼苗的抗性；黃希連和陳菊[2]發(fā)現(xiàn)0.1～1 mmol·L-1SA處理提高了鹽脅迫下小麥種子發(fā)芽率，促進小麥幼苗生長，提高小麥幼苗葉綠素含量、超氧化物歧化酶的活性，抑制MDA積累，緩解鹽脅迫對小麥幼苗的傷害。侯麗霞等[3]的研究發(fā)現(xiàn)，外施水楊酸可緩解低溫對玉米幼苗的傷害，以0.5 mmol·L-1水楊酸效果最佳。目前，研究水楊酸對鹽脅迫下玉米出苗和幼苗生長的影響報告較少，本試驗擬研究不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米種子萌發(fā)的影響，為外源水楊酸在玉米苗期的施用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試玉米品種：“農(nóng)單113”，由河北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 發(fā)芽試驗 試驗采用室內(nèi)砂培法進行幼苗培養(yǎng)，設置100 mmol·L-1NaCl（T1），0.1 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T2），0.2 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T3），0.3 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T4），0.4 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T5），0.5 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T6）等6個處理，3次重復。

在發(fā)芽盒中加入600 g滅菌砂子，將次氯酸鈉消毒后的玉米種子平鋪擺放于發(fā)芽盒中，每盒50粒，再分別加入各試驗處理的溶液120 mL，放入人工氣候箱中25 ℃恒溫培養(yǎng)，相對濕度保持在75%。每天光照16 h，黑暗8 h。

1.2.2 測定項目 每天記錄發(fā)芽個數(shù)，第4天測定玉米種子發(fā)芽勢，第7天測定玉米種子發(fā)芽率。發(fā)芽試驗結束后，每個處理選10株，測量植株的苗高、根長。將苗和根放入105 ℃烘箱殺青15 min，80 ℃烘箱烘至恒重，測定玉米種子苗和根的干重。計算公式如下：

發(fā)芽勢（GE）= 第4天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽率（GR）= 第7天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用SPSS軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

表1表明，“農(nóng)單113”種子發(fā)芽勢在不同SA濃度下，處理間差異均達到顯著水平。

表1 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的方差分析

由表2可以看出，鹽脅迫條件下，“農(nóng)單113”種子發(fā)芽勢隨水楊酸濃度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。T1處理下，種子發(fā)芽勢最低為84.67%，T2和T3處理種子發(fā)芽勢最高，達到93.33%，高于T4、T5和T6處理，顯著高于T1處理，較T1處理提高8.66%。鹽脅迫下，“農(nóng)單113”種子發(fā)芽率隨水楊酸濃度的增加呈先增加后降低的趨勢。T2處理下，種子發(fā)芽勢均高于其他處理，顯著高于T1處理；T3～T6處理的種子發(fā)芽率差異未達到顯著水平（P＜0.05）。

表2 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率的影響

2.2 不同濃度的水楊酸對鹽脅迫下玉米苗長和根長的影響

表3顯示，“農(nóng)單113”種子苗長和根長在不同SA濃度處理下，各處理間差異均達到顯著水平。

表3 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗長和根長的方差分析

“農(nóng)單113”種子苗高和根長在鹽脅迫條件下，隨水楊酸濃度的升高，均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢（表4）。T2處理的玉米苗高高于其他處理，與T3、T4處理差異不顯著，但顯著高于T1、T5和T6處理；T6處理的苗高最低，為11.99 cm，較T1處理降低0.3%。玉米根長為T2處理最長，T3次之，T1處理根長最小，顯著低于T2、T3和T4處理，分別降低了16.5%，14.3%和12.5%。

表4 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗長、根長的影響

2.3 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗干重和根干重的影響

表5表明，“農(nóng)單113”種子苗干重和根干重在不同SA濃度處理下，各處理間差異均達到顯著水平。

表5 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗干重和根干重的方差分析

由表6可知，鹽脅迫條件下，“農(nóng)單113”玉米苗干重和根干重均隨水楊酸濃度的升高呈現(xiàn)先增加后逐步降低的趨勢。T2處理下，苗干重高于其他5個處理，但差異不顯著。在T2和T3處理下，根干重高于其他處理，但差異均未達到顯著水平。T1處理的根干重最低，為0.28 g，低于其他5個處理，但差異均未達到顯著水平。

表6 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗干重、根干重的影響

3 結論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下玉米種子的發(fā)芽和幼苗的生長均受到抑制，加入外源水楊酸后，玉米的發(fā)芽勢和發(fā)芽率較對照均有一定程度的提升。這可能是由于水楊酸提高萌發(fā)玉米胚乳內(nèi)的淀粉酶和蛋白酶活性，以及可溶性糖、可溶性蛋白、游離氨基酸的含量，加快胚乳內(nèi)貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和幼苗干物質(zhì)的形成與積累，進而促進玉米幼苗的快速生長[4]。

研究發(fā)現(xiàn)，0.1 mmol·L-1的水楊酸可提高鹽脅迫下玉米的苗高、根長、苗干重和根干重，這與李才生等[5]的研究結果一致，即適宜濃度的水楊酸可提高玉米幼苗的酶活性，減少逆境脅迫的傷害，增強植株的抗性。

研究表明，較低濃度水楊酸可緩解鹽脅迫對玉米萌發(fā)和幼苗生長的抑制作用，提高玉米種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗高、根長、苗干重和根干重等指標。鹽脅迫下，促進“農(nóng)單113”玉米種子萌發(fā)較適宜的水楊酸濃度為0.1 mmol·L-1。