V C對鹽脅迫下紫蘇種子萌發(fā)的影響

蹇黎 楊婧 余丹鳳 秦小軍

摘要 為了解V C對鹽脅迫下紫蘇種子萌發(fā)的作用機制，研究不同濃度V C浸種和NaCl處理對野生紫蘇種子萌發(fā)率、活力指數(shù)和鹽害指數(shù)的影響。結果表明，V C浸種和低濃度鹽（25、50 mmol/L）均能促進紫蘇種子萌發(fā);V C浸種能緩解75和100 mmol/L鹽對種子萌發(fā)的脅迫;V C浸種在其余鹽濃度對種子萌發(fā)脅迫上產生協(xié)同疊加毒害效應。40 mg/L V C浸種耐鹽臨界度為100 mmol/L（20、25 ℃），20 mg/L V C浸種耐鹽臨界度為100 mmol/L（30 ℃），20和30 ℃條件下，極限耐鹽度為175 mmol/L;20 mg/L? V C浸種極限耐鹽度為175 mmol/L（25 ℃）。

關鍵詞 V C;紫蘇;萌發(fā);鹽脅迫

中圖分類號 S 567.21+9? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）18-0052-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.014

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effect of V C and Salt Stress on Seed Germination of Perilla frutescens（L.） Britt.

JIAN Li，YANG Jing，YU Dan-feng et al

（Department of Ecological Engineering， Guizhou University of Engineering Science，? Bijie， Guizhou? 551700）

Abstract In order to understand the mechanism of vitamin C on Perilla frutescens（L.） Britt seeds germination under salt stress， the germination rate， vigor index and salt damage index of wild Perilla frutescens（L.） Britt seeds were analyzed by soaking and treatment with different concentrations of vitamin C and NaCl treatment.The results showed that soaking seeds with V C and low concentration of NaCl （25， 50 mmol/L） could promote the Perilla frutescens（L.） Britt seeds germination;soaking seeds with V C could alleviate the salt stress under the 75? and 100 mmol/L concentration of NaCl condition. However， for other treatments，soaking seeds with V C had synergistic toxic effect on salt stress with the increase of salt concentration. Under 20 and 25 ℃ conditions， the critical salt tolerance was 100 mmol/L by soaking seeds with 40 mg/L V C. The ultimate salt tolerance was 175 mmol/L. Under 30 ℃ condition， the critical salt tolerance was 100 mmol/L by soaking seeds with 20 mg/L V C. The ultimate salt tolerance was 175 mmol/L by soaking seeds with 20 mg/L V C.

Key words Vitamin C;Perilla frutescens（L.） Britt.;Germination;Salt stress

基金項目 貴州省教育廳青年科技人才成長項目（黔科合KY字〔2018〕399）;貴州省典型高原濕地生態(tài)保護與修復重點實驗室（黔科合平臺人才〔2020〕2002）。

作者簡介 蹇 黎（1978—），女，四川廣元人，教授，博士，從事植物分子育種研究。

收稿日期 2021-01-20

紫蘇（Perilla frutescens（L.）Britt.）是唯一唇形科紫蘇屬一年生草本植物，紫蘇含有豐富的維生素和礦物質，紫蘇籽含有Omega-3和omega-6人體自身不能合成的必需脂肪酸，經人體轉化為DHA和EPA的生命活性因子，有植物腦黃金的美譽，因此紫蘇葉和紫蘇籽被我國衛(wèi)生部首批列入既有食用價值也有藥用價值的健材食材名單，美國FDA證實紫蘇含有的天然化合物（紫蘇醇、檸檬烯）具有預防和治療多種癌癥（肝癌、乳腺癌、肺癌）的功效[1-6]。我國野生紫蘇和栽培紫蘇種質資源極為豐富，在浙江、江西、山西、湖南、臺灣、云南、廣西、貴州、廣東、河北、四川等地均有分布;生長在海拔較高、地理條件干旱、高鹽堿等生態(tài)脆弱的喀斯特山區(qū)生境中的紫蘇，形成了一套抗環(huán)境脅迫機制，形成多種抗脅迫因子。研究表明維生素在植物營養(yǎng)和生殖生長過程中，可作為一種酶活性和機體免疫力增加調節(jié)劑;V C可以通過抑制真菌來防治霉變，提高植物的抗病性和抗逆功能[7-12]。筆者選用不同濃度的V C對畢節(jié)野生紫蘇種子進行浸種，在不同濃度鹽脅迫作用下，探討V C是否具有耐鹽或緩解鹽對種子萌發(fā)生長的脅迫作用，旨在為維生素在紫蘇種子萌發(fā)中的作用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料采自貴州畢節(jié)威寧、七星關區(qū)、大方、金沙等地，采集植株長勢好、抗性強、籽粒飽滿完整的種子。

1.2 方法

設置維生素C濃度梯度：0、20、40、80、160 mg/L，將供試種子分別浸泡48 h。

設置NaCl濃度梯度：0、25、50、75、100、125、150、175、200 mmol/L，分別在20、25、30 ℃條件下對V C浸種NaCl處理的紫蘇種子進行萌發(fā)，利用重量補水法確保NaCl濃度不變。試驗重復3次。

1.3 測定項目與方法 計算公式：

發(fā)芽率（G r，%）=（G 11/G T）×100%

發(fā)芽指數(shù)（G I）=∑（G d/D d）

活力指數(shù)（V I）=G I×S

脅迫指數(shù)=[（對照-處理）發(fā)芽率/對照]×100%

式中，G T為總數(shù);G d為第d天發(fā)芽數(shù)，D d為第d天;S為胚根長。

耐鹽極限值：0%發(fā)芽率時鹽濃度;耐鹽臨界值：50%發(fā)芽率時鹽濃度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 18.0軟件和Excel對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 NaCl對種子萌發(fā)率的影響

不同處理培養(yǎng)的紫蘇種子其萌發(fā)率均不相同（圖1）。在3種萌發(fā)溫度下，隨著NaCl濃度的增加，紫蘇種子的發(fā)芽率先上升后下降，直至萌發(fā)完全受到抑制。當NaCl濃度為25、50 mmol/L 時，種子的發(fā)芽率均比對照高，對種子萌發(fā)具有一定的促進作用;種子發(fā)芽率受溫度影響表現(xiàn)為20 ℃< 30 ℃< 25 ℃，發(fā)芽率最高可達90%以上，比最低溫度發(fā)芽率分別高14.8%、14.4%、12.9%。當NaCl濃度大于50 mmol/L 時，種子的發(fā)芽率隨鹽濃度的增加急劇減少，當NaCl濃度為175 mmol/L時，僅 20 ℃有1%發(fā)芽率，其余2種溫度下萌發(fā)完全受到抑制作用;當NaCl濃度為75、100、125 mmol/L時，種子發(fā)芽率受溫度影響表現(xiàn)為30 ℃< 20 ℃< 25 ℃，最高發(fā)芽率比最低分別高14.2%、18.0%、39.4%;當NaCl濃度為150 mmol/L時，種子發(fā)芽率受溫度影響表現(xiàn)為30 ℃= 20 ℃< 25 ℃，最高發(fā)芽率比最低分別高63.6%。當NaCl濃度為200 mmol/L時，3種溫度培養(yǎng)的種子其萌發(fā)受到完全抑制（發(fā)芽率為0）。

2.2 V C對NaCl脅迫紫蘇種子萌發(fā)的影響

不同濃度V C

浸種及NaCl處理對紫蘇種子萌發(fā)影響均不相同（圖2）。當NaCl濃度小于100 mmol/L時，紫蘇種子的發(fā)芽率均在80%以上，最高可達95%，與對照相比，種子的萌發(fā)率隨著V C濃度的增加呈先上升后下降趨勢，只有V C濃度為160 mg/L時，發(fā)芽率低于對照。其中發(fā)芽率最優(yōu)的V C含量為40和80 mg/L，表明適量的V C濃度能促進種子的萌發(fā)，并能適當緩解和降低紫蘇種子受NaCl的脅迫程度。當NaCl濃度大于100 mmol/L時，紫蘇種子的發(fā)芽率急劇下降，直至175 mmol/L NaCl時，紫蘇種子萌發(fā)受到完全抑制（發(fā)芽率為0）;與對照比較，隨著V C浸種濃度的增加種子的發(fā)芽率也急劇減少，表明V C浸種NaCl脅迫種子萌發(fā)產生抑制毒害作用上表現(xiàn)出疊加協(xié)同效應。V C對NaCl脅迫紫蘇種子，其種子發(fā)芽率受溫度影響表現(xiàn)為20 ℃< 30 ℃< 25 ℃。t測驗結果表明，不同V C濃度浸種下，0和50與125、150、175、200 mmol/L鹽處理間其發(fā)芽率存在顯著差異。

2.3 V C對NaCl脅迫紫蘇種子活力指數(shù)的影響

穩(wěn)產高產作物的基本保障是高品質種子，種子質量的好壞評定重要標準之一就是種子活力大小。種子活力是由內因（基因）和外因（環(huán)境）共同作用表現(xiàn)出來的生理特征。不同處理的紫蘇種子其活力指數(shù)不相同（圖3）。與對照比較，不同V C濃度浸種、相同NaCl濃度處理，NaCl濃度低于100 mmol/L其活力指數(shù)均呈上升趨勢;當NaCl濃度高于100 mmol/L，活力指數(shù)呈急劇下降趨勢。V C浸種、NaCl（50、125 mmol/L）處理下，紫蘇種子活力指數(shù)受溫度影響表現(xiàn)為30 ℃<20 ℃<25 ℃;其余NaCl濃度處理，活力指數(shù)受溫度影響表現(xiàn)為20 ℃<30 ℃<25 ℃。當NaCl濃度超過100 mmol/L，所有種子的活力指數(shù)隨著NaCl濃度的增加而逐漸降低，其種子的活力指數(shù)急劇下降直至為0。由此可知，在低NaCl濃度處理下，V C對鹽脅迫種子的萌發(fā)具有緩解作用，能夠促進種子活力增強;而在高鹽脅迫處理下，V C不再具有緩解作用，而是增加脅迫作用，導致種子的活力指數(shù)急劇下降直至喪失活力。

2.4 V C對NaCl脅迫紫蘇種子鹽害指數(shù)的影響

不同V C濃度浸種對NaCl處理紫蘇種子的鹽害指數(shù)影響均不相同（圖4）。V C浸種、NaCl（25、50 mmol/L）處理下，紫蘇種子鹽害指數(shù)為負值（25 ℃< 20 ℃< 30 ℃），萌發(fā)未受到鹽害脅迫，而表現(xiàn)出促進萌發(fā)作用。NaCl（75 mmol/L）處理下，未用V C浸種，則會表現(xiàn)出明顯的鹽害作用，用不同V C濃度浸種，則表現(xiàn)出鹽害指數(shù)有所減少，表明V C在一定程度上能減少鹽害。當NaCl濃度大于100 mmol/L，表現(xiàn)出V C浸種的鹽害程度表現(xiàn)為V C浸種>>未用V C浸種，表現(xiàn)出V C浸種與NaCl處理對在鹽害堿脅迫上有疊加協(xié)同作用，直至種子萌發(fā)完全受到抑制。紫蘇種子耐鹽濃度臨界度V C浸種（40 mg/L）為100 mmol/L（20、25 ℃）、V C浸種（20 mg/L）為100 mmol/L（30 ℃），極限耐鹽度為175 mmol/L（20、30 ℃）、V C浸種（20 mg/L）為175 mmol/L（25 ℃）。

3 討論

種子萌發(fā)生長是系列有序生理和形態(tài)變化過程，萌發(fā)生長成功的關鍵不僅取決于完整生命力胚和營養(yǎng)成分等自身因素，還取決于適宜溫度、充足水分和氧氣、土壤結構和鹽堿程度等外界條件。屬于半天然生境脆弱喀斯特地貌的貴州畢節(jié)，生長的植株抗逆性、耐環(huán)境脅迫能力較強。該研究結果表明，溫度、V C和鹽都對紫蘇種子萌發(fā)產生影響。低濃度鹽（小于50 mmol/L）會促進紫蘇種子的發(fā)芽率，V C在鹽濃度50～100 mmol/L 時，降低了鹽對種子的脅迫程度，增強紫蘇種子的萌發(fā)和抗鹽能力。在NaCl濃度大于100 mmol/L處理下，V C會加速鹽脅迫的鹽害指數(shù)，直至紫蘇種子喪失活力，完全抑制萌發(fā)。

參考文獻

[1] 姜濤，劉靈娣，田偉，等.紫蘇SNP分子標記開發(fā)及遺傳多樣性分析[J].分子植物育種，2021，19（4）：1243-1249.

[2] 易家寧，王康才，張琪綺，等.干旱脅迫對紫蘇生長及品質的影響[J].核農學報，2020，34（6）：1320-1326.

[3] 蹇黎，楊婧，秦小軍，等.不同溫度和浸種時長對紫蘇種子萌發(fā)的影響[J].種子，2019，38（1）：93-95.

[4] 周勤梅，朱德偉，羅孟蘭，等.紫蘇屬植物的化學成分及其生物活性研究進展[J].中華中醫(yī)藥學刊，2019，37（8）：1826-1831.

[5] 張琛武，郭佳琪，郭寶林.紫蘇中酚酸類成分研究進展[J].中國現(xiàn)代中藥，2017，19（11）：1651-1658.

[6] 包宇欣，陳寶英，馬妍妍，等.紫蘇提取物的抗氧化性能及其對晚期糖基化末端產物的抑制作用[J].食品工業(yè)科技，2020，41（3）：58-64.

[7] 魏長玲，郭寶林，張琛武，等.中國紫蘇資源調查和紫蘇葉揮發(fā)油化學型研究[J].中國中藥雜志，2016，41（10）：1823-1834.

[8] 李洋，李春雷，路明，等.植物激素、維生素引發(fā)老化玉米種子的研究[J].作物雜志，2015（6）：150-154.

[9] 申玉華，徐振軍，李文輝，等.維生素C浸種對鹽脅迫下紫花苜蓿種子發(fā)芽特性的影響[J].種子，2009，28（7）：42-44.

[10] 楊萍，羅慶熙，張珂珂，等.外源維生素對鹽脅迫下黃瓜種子發(fā)芽特性的影響[J].西南師范大學學報（自然科學版），2010，35（3）：103-105.

[11] 劉艷軍，范晶，韓學珅，等.外源維生素對高NaCl脅迫下紫花苜蓿種子萌發(fā)及恢復性的影響[J].中國農學通報，2015，31（26）：12-17.

[12] 盧精林，高彥娟，常玉嬌.外源V C 對鹽脅迫下油葵種子萌發(fā)和幼苗生理特性的影響[J].安徽農業(yè)科學，2014，42（30）：10503-10505.