混合鹽堿脅迫下外源茉莉酸甲酯對(duì)黑果枸杞種子萌發(fā)特性的影響

巫利梅，聶必林，如馬南木·尼合買提，王狄寧，呂海英*

（1.新疆師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.干旱區(qū)植物逆境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830054；3.新疆特殊環(huán)境物種保護(hù)與調(diào)控生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830054）

土壤鹽堿化是當(dāng)今農(nóng)牧業(yè)區(qū)域發(fā)展的非生物逆境因子之一［1］，嚴(yán)重制約著中國(guó)甚至全球農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展。據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織（UNESCO）和糧農(nóng)組織（FAO）不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，全球鹽漬土壤面積達(dá)9.54億hm2，我國(guó)約有9 913萬(wàn)hm2土壤存在不同程度的鹽漬化，且呈現(xiàn)不斷擴(kuò)張趨勢(shì)［2］。如何有效治理和高效利用鹽堿地逐漸成為近年來(lái)學(xué)者們研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)課題。耐鹽植物的培養(yǎng)及選育是提高鹽堿土壤利用率最直接有效的措施［3-4］，不僅可以對(duì)鹽堿地起到改良修復(fù)作用，還能產(chǎn)生較好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益［5］。近年來(lái)，生長(zhǎng)在鹽堿荒漠上的耐鹽植物——黑果枸杞（Lycium ruthenicum）備受人們關(guān)注［6］，正逐漸用于鹽堿荒漠化治理和小漿果產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

黑果枸杞系茄科（Solanceae）枸杞屬（Lycium）多刺落葉小灌木植物［7］，是一種集生態(tài)價(jià)值和藥用價(jià)值于一體的優(yōu)良資源植物［8］。其生態(tài)學(xué)價(jià)值體現(xiàn)于植株獨(dú)特的形態(tài)結(jié)構(gòu)，葉片高度肉質(zhì)化，角質(zhì)膜增厚，根系屬于根蘗型，主根發(fā)達(dá)，根毛濃密［9］，這些特征使得黑果枸杞對(duì)鹽堿、干旱、土壤貧瘠等逆境環(huán)境具有很強(qiáng)的耐受性，可作為荒漠干旱地區(qū)鹽堿地土壤治理、防風(fēng)固沙、保持水土的優(yōu)選樹(shù)種［10］；其藥用價(jià)值體現(xiàn)于果實(shí)富含花色苷、枸杞多糖、類黃酮等多種生物活性物質(zhì)［11］，具有抗氧化［12］、延緩衰老［13］、降血糖血脂［14］等多種生理功能，有植物“軟黃金”的美譽(yù)［15］。但是，由于人類對(duì)其果實(shí)掠奪式采摘及原生環(huán)境的破壞，黑果枸杞野生群居數(shù)量和規(guī)模不斷減小，果實(shí)產(chǎn)量及荒漠化治理能力遠(yuǎn)不能滿足人類需求。同時(shí)，經(jīng)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，黑果枸杞雖結(jié)實(shí)量大，但實(shí)生幼苗極少，可能是種子自身特性和鹽堿、干旱等逆境因子限制了種子萌發(fā)。

種子萌發(fā)是種胚從生命活動(dòng)相對(duì)靜止恢復(fù)到生理活躍狀態(tài)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，也是植物生活史中對(duì)環(huán)境刺激最為敏感的階段［16-17］。種子萌發(fā)受到外部環(huán)境因子和內(nèi)部生理調(diào)控雙重影響，影響種子萌發(fā)的外部環(huán)境因子很多，如光照、水分、溫度及土壤鹽堿度等［18-20］，其中土壤鹽堿度是種子萌發(fā)最重要的生態(tài)限制因子之一，它通過(guò)滲透、離子效應(yīng)及pH毒害等方式影響種子萌發(fā)［21-23］；種子萌發(fā)的內(nèi)部調(diào)控主要是激素調(diào)控，如生長(zhǎng)素（IAA）［24］、赤霉素（GA）［25］、脫落酸（ABA）［26］、乙烯（ETH）［27］等，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，茉莉酸類［28］激素在種子萌發(fā)和植物逆境脅迫調(diào)控方面也具有重要作用。茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate，MeJA）是一類典型的茉莉酸衍生物，化學(xué)名為反-3-氧代-2-（順-2-戊烯基）-環(huán)戊乙酸甲酯，常溫常壓下為淡黃色液體，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，極易揮發(fā)，是一類與損傷相關(guān)的植物激素和信號(hào)分子［29］。有研究發(fā)現(xiàn)，MeJA可傳導(dǎo)逆境信號(hào)，誘導(dǎo)植物防御基因表達(dá)，以減輕鹽堿、干旱及病原體等逆境脅迫對(duì)種子萌發(fā)和植物生長(zhǎng)過(guò)程造成的傷害［30-32］。也有研究認(rèn)為，MeJA對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控作用與脫落酸類似，具有抑制種子萌發(fā)、胚胎發(fā)生、花芽形成等作用［33-34］。那么，MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)是具有傷害緩解效應(yīng)，還是抑制其萌發(fā)有待進(jìn)一步研究?；谝陨戏治?，本試驗(yàn)以黑果枸杞種子為材料，探究外源MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)特性的影響，為進(jìn)一步深入研究黑果枸杞耐鹽堿機(jī)制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

黑果枸杞種子采集自新疆庫(kù)爾勒市哈拉玉宮鄉(xiāng)黑果枸杞人工種植基地。地理位置為N 41°25'22″，E 86°01'39″，海拔892 m。種子采集后人工去除果肉，漂洗干凈并自然風(fēng)干，保存于5 ℃冰箱中。

MeJA于2020年10月購(gòu)買于北京索萊寶科技股份有限公司，密度1.03 g/mL （25 ℃），純度≥95%。取適量MeJA于燒杯中，先用少量95%乙醇溶解，再用蒸餾水配成濃度為1 mmol/L的MeJA溶液為母液。取適量母液，稀釋成濃度為10 μmol/L（MJ-10）、20 μmol/L（MJ-20）、40 μmol/L（MJ-40）、80 μmol/L （MJ-80）的試驗(yàn)處理液各100 mL，以等量蒸餾水為對(duì) 照，記 為MJ-0。其 他 試 劑（NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3）均為分析純級(jí)別。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共涉及到鹽堿組成、鹽堿濃度和茉莉酸甲酯濃度3個(gè)因素。其中，鹽堿組成因素包括3個(gè)水平，即將中性鹽NaCl、Na2SO4和堿性鹽NaHCO3、Na2CO3按不同配比混合，以堿性鹽占比例遞增方式配置成中性混合鹽（L=10∶10∶0∶0）、中度堿性混合鹽（M =1∶9∶9∶1）、重度堿性混合鹽（H=9∶1∶1∶9）。鹽堿濃度因素在預(yù)試驗(yàn)和前人基礎(chǔ)上［35］，每組按Na+濃度由低到高設(shè)定50、100、200 mmol/L共3個(gè)鹽堿濃度梯度；茉莉酸甲酯濃度設(shè)置0、10、20、40、80 μmol/L共5個(gè)梯度，分別記為MJ-0、MJ-10、MJ-20、MJ-40、MJ-80。鹽堿組成和鹽堿濃度兩因素共模擬出9個(gè)鹽堿度及濃度不相同的鹽堿組合方式，各鹽堿組合的鹽分組成及pH值詳見(jiàn)表1，表中pH值利用PHS-3C型精密酸度計(jì)測(cè)定。鹽堿組成、鹽堿濃度和茉莉酸甲酯濃度3因素共計(jì)45個(gè)處理，標(biāo)記方式如表2。

表1 混合鹽堿組成及pHTable 1 The composition and pH of compound salt-alkali

表2 MeJA和鹽堿脅迫組合處理及標(biāo)記方式Table 2 Combinations treatment of MT and saline-alkali stress and labeling methods

萌發(fā)試驗(yàn)參照《林木種子檢驗(yàn)規(guī)程》（GB2772-1999），按紙床發(fā)芽法，挑選適量大小均一且飽滿的黑果枸杞種子，于40 ℃的恒溫水浴鍋中催芽24 h，將催芽后的種子再次挑選后整齊擺入直徑120 mm、墊有3層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿50粒，分別施加10 mL處理溶液，蓋上皿蓋，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。將所有培養(yǎng)皿

按隨機(jī)區(qū)域方式置于RXZ智能型人工氣候箱，設(shè)置晝夜周期16 h/8 h，晝夜溫度25 ℃/15 ℃，晝夜相對(duì)濕度75%/85%，晝夜相對(duì)光照強(qiáng)度100%/0。萌發(fā)過(guò)程中，每5 d更換1次對(duì)應(yīng)的組合處理溶液，期間利用稱重法每1 d補(bǔ)充一次蒸餾水，以保證處理溶液的濃度穩(wěn)定。從培養(yǎng)第2天開(kāi)始，每24 h觀察統(tǒng)計(jì)種子的萌發(fā)狀況，萌發(fā)以肉眼看到白色幼根為標(biāo)準(zhǔn)。所有處理連續(xù)7 d無(wú)新增萌發(fā)時(shí)結(jié)束試驗(yàn)。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，從每個(gè)培養(yǎng)皿中隨機(jī)選取5株發(fā)芽幼苗，不足5株的全部選擇，蒸餾水清洗干凈并吸干表面水分，先用體視顯微鏡（Nikon SMZ1270）對(duì)幼苗進(jìn)行觀察拍攝，并使用測(cè)量功能測(cè)出 幼 苗 根 長(zhǎng)（length of root，LR）和 莖 長(zhǎng)（length of stem，LS），然后用電子天平（METTLER TOLEDOAL204）稱得幼苗鮮重。

1.3.2萌發(fā)指標(biāo)計(jì)算發(fā)芽率（germination percentage，GP）、發(fā)芽勢(shì)（germination rate，GR）、發(fā)芽指數(shù)（germination index，GI）、活力指數(shù)（vigor index，VI）、異 狀 發(fā) 芽 率（heteromorphic germination percentage，HGP）、日相對(duì)萌發(fā)率（daily germination percentage，DGP），各指標(biāo)計(jì)算公式如下［35］：

式中：n為萌發(fā)結(jié)束時(shí)發(fā)芽種子總數(shù)，N為試驗(yàn)種子總數(shù)，Gt為第t日發(fā)芽種子數(shù)，Dt為Gt的對(duì)應(yīng)發(fā)芽天數(shù)，S為幼苗鮮重（mg），Wt為第t天的種子萌發(fā)數(shù)，Wt-1為第t-1天的萌發(fā)種子數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2019 、SPSS 19.0和ANOVE LSD法進(jìn)行分析整理、多因素方差分析及對(duì)不同變量多重比較；用origin 8.5和Photoshop CS6繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源茉莉酸甲酯（MeJA）和混合鹽堿作用下黑果枸杞種子萌發(fā)期多因素方差分析

不同鹽堿組成和鹽堿濃度組合脅迫下施加不同濃度MeJA后，對(duì)黑果枸杞種子萌發(fā)期GP、GR、GI、VI、HGP、LS和LR 7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行多因素方差分析（表3）。結(jié)果顯示，上述7個(gè)指標(biāo)在不同鹽堿組成之間、不同鹽堿濃度之間、不同MeJA濃度之間以及鹽堿組成、鹽堿濃度和MeJA濃度交互作用之間均存在極顯著差異（P＜0.01）。

表3 外源MeJA及混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)指標(biāo)的多因素方差分析Table 3 Multivariate ANOVE of exogenous MeJA on germination indexes of Lycium ruthenicum under compound salt-alkali stress

2.2 外源茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞萌發(fā)進(jìn)程的影響

黑果枸杞種子萌發(fā)進(jìn)程因混合鹽堿組成、濃度以及MeJA濃度有所不同（圖1）。L和M混合鹽堿在濃度為50、100 mmol/L時(shí)，均在第4天開(kāi)始有種子萌發(fā)，第15天后無(wú)新增種子萌發(fā)，發(fā)芽延續(xù)11 d；在濃度為200 mmol/L時(shí)，萌發(fā)均開(kāi)始于第6天，分別結(jié)束于第12天和第10天，發(fā)芽延續(xù)6 d和4 d。H混合鹽堿在濃度為50 mmol/L時(shí)，萌發(fā)起始和結(jié)束時(shí)間分別在第6天和第12天；濃度為100、200 mmol/L時(shí)，均在第7天開(kāi)始有種子萌發(fā)，第11天結(jié)束萌發(fā)，發(fā)芽延續(xù)4 d。各混合鹽堿脅迫下，黑果枸杞種子萌發(fā)高峰集中于播種后的第9天。施加外源MeJA后，各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)起始和結(jié)束時(shí)間沒(méi)有明顯變化，萌發(fā)高峰也多集中在第9天，但低中濃度MeJA（MJ-10、MJ-20）處理后，各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞的日相對(duì)萌發(fā)率有明顯升高趨勢(shì)，高（MJ-80）濃度MeJA處理后，日相對(duì)萌發(fā)率明顯下降。以上說(shuō)明，中性混合鹽（L）和中度堿性混合鹽堿（M）在適當(dāng)?shù)?、中濃度時(shí)能在一定程度上加速黑果枸杞種子萌發(fā)，延長(zhǎng)萌發(fā)總時(shí)長(zhǎng)，重度堿性混合鹽堿（H）則使黑果枸杞的萌發(fā)起始時(shí)間延后，萌發(fā)總時(shí)長(zhǎng)縮短；MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)起止時(shí)間和發(fā)芽延續(xù)時(shí)間沒(méi)有明顯影響，但適當(dāng)?shù)?、中濃度MeJA能在一定程度上提高混合鹽堿脅迫下黑果枸杞的日相對(duì)萌發(fā)率。

圖1 外源MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)進(jìn)程的影響Fig 1 Effect of exogenous MeJA on the germination process of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.3 外源茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞發(fā)芽率（GP）和發(fā)芽勢(shì)（GR）的影響

在L、M、H 3種混合鹽中，黑果枸杞種子的GP均隨鹽堿脅迫濃度升高而降低，濃度為50 mmol/L最大，與濃度為100、200 mmol/L差異顯著（P＜0.05）。施加外源MeJA后，各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GP表現(xiàn)出相同規(guī)律，均隨外源MeJA濃度遞增呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)，峰值出現(xiàn)在MJ-20處理，并與MJ-10處理間差異不顯著，且MJ-40與MJ-0差異不顯著，MJ-80顯著低于MJ-0（P＜0.05）。3種混合鹽堿中，GR隨鹽堿濃度升高也表現(xiàn)為逐漸降低；GR隨外源MeJA濃度升高的變化趨勢(shì)與GP一致，均為先升后降，在MJ-20處理時(shí)出現(xiàn)峰值（圖2）。以上結(jié)果表明，鹽堿脅迫對(duì)黑果枸杞種子萌發(fā)具有明顯的抑制作用；外源MeJA對(duì)各類混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的萌發(fā)具有傷害緩解和傷害加劇雙重作用，適當(dāng)?shù)椭袧舛龋∕J-10、MJ-20）能夠在一定程度上緩解鹽堿脅迫的傷害作用，高濃度則使傷害加劇（MJ-40、MJ-80），以MJ-20處理的緩解效果更佳。

圖2 外源MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響Fig.2 Effect of exogenous MeJA on the germination percentage and germination rate of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.4 外源茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞發(fā)芽指數(shù)（GI）和活力指數(shù)（VI）的影響

各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GI、VI表現(xiàn)出與GP和GR一致的變化規(guī)律，即L、M、H 3種混合鹽堿中，GI和VI隨鹽堿脅迫濃度升高呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，濃度為50 mmol/L時(shí)最大，均顯著高于濃度為100、200 mmol/L處理（P＜0.05）。施加外源MeJA后，各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GI和VI均表現(xiàn)出隨外源MeJA濃度遞增呈先升后降的變化趨勢(shì)。在L和M混合鹽堿中，3種鹽堿濃度脅迫下，黑果枸杞種子GI和VI的峰值均出現(xiàn)在MJ-20處理時(shí)，與MJ-10處理差異不顯著，且GI在MJ-40處理時(shí)與對(duì)照MJ-0差異不顯著，MJ-80處理時(shí)顯著低于MJ-0（P＜0.05）；VI在MJ-80處 理 時(shí) 顯 著 低 于MJ-0（P＜0.05）。H混合鹽堿中，鹽堿濃度為50和100 mmol/L時(shí)，GI的峰值出現(xiàn)在MJ-20處理，鹽堿濃度為200 mmol/L時(shí)GI的在MJ-10處理時(shí)出現(xiàn)峰值；3種鹽堿濃度脅迫下黑果枸杞種子VI的峰值均出現(xiàn)在MJ-10（圖3）。以上結(jié)果表明，混合鹽堿組成、鹽堿濃度及外源MeJA對(duì)黑果枸杞種子的GI和VI均有明顯影響。各鹽堿脅迫降低了黑果枸杞種子的GI和VI；施加外源MeJA能夠在一定程度上提高鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GI和VI，MeJA濃度過(guò)高則使混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GI和VI進(jìn)一步降低，以MJ-10或MJ-20處理綜合提升效果更佳。

圖3 外源MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響Fig.3 Effect of exogenous MeJA on the germination index and vigor index of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.5 外源茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子異狀發(fā)芽率（HGP）的影響

黑果枸杞種子的HGP與鹽堿脅迫程度密切相關(guān)。當(dāng)鹽堿濃度一定時(shí)，堿性鹽占比例增加（L→M→H），黑果枸杞種子的HGP明顯增大，H混合鹽堿中，3種鹽堿濃度脅迫下黑果枸杞種子的HGP均為100%；當(dāng)鹽堿組成一致時(shí)，黑果枸杞種子的HGP均隨鹽堿濃度升高而增大，濃度升高到200 mmol/L時(shí)，3種混合鹽堿的HGP均達(dá)100%。施加外源MeJA后，L混合鹽中，3種鹽堿濃度脅迫下黑果枸杞種子的HGP均隨外源MeJA濃度遞增而先降后升，鹽堿濃度為50、100 mmol/L時(shí)，HGP峰值出現(xiàn)在MJ-20處理，分別為5.82%、

34.26%；鹽堿濃度為200 mmol/L時(shí)，HGP的峰值出現(xiàn)在MJ-10，為96.67%。M混合鹽堿中，50、100 mmol/L鹽堿濃度脅迫下，HGP隨外源MeJA濃度增加呈現(xiàn)先降后升趨勢(shì)，峰值均出現(xiàn)在MJ-20，分別為26.54%、61.28%；當(dāng)鹽堿濃度升高到200 mmol/L時(shí)，各MeJA濃度處理下，黑果枸杞種子的HGP均達(dá)100%。H混合鹽堿中，除50 mmol/L鹽堿濃度脅迫下的MJ-10、MJ-20處理以外，其他處理的HGP均為100%。

圖4 外源MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子異狀發(fā)芽率的影響Fig.4 Effect of exogenous MeJA on the heteromorphic germination percentage of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.6 外源茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞莖長(zhǎng)（LS）和根長(zhǎng)（LR）的影響

不同鹽堿組成和鹽堿濃度脅迫對(duì)黑果枸杞幼苗LS和LR的影響程度不同。當(dāng)鹽堿濃度一定時(shí)，堿性鹽所占比例增加（L→M→H）時(shí)，黑果枸杞幼苗的LS和LR均呈現(xiàn)明顯降低趨勢(shì)。當(dāng)鹽堿組成一致時(shí)，L、M和H 3種混合鹽堿中，LS和LR隨鹽堿濃度升高逐漸降低，各鹽堿濃度脅迫均顯著低于CK（P＜0.05）。施加外源MeJA后，各鹽堿脅迫下黑果枸杞的LS和LR均呈先升后降的變化趨勢(shì)，除M混合鹽的LS和L混合鹽的LR在濃度為200 mmol/L時(shí)的峰值出現(xiàn)在MJ-10處理外，其他鹽堿組成和鹽堿濃度脅迫下，黑果枸杞LS和LR的峰值均出現(xiàn)在MJ-20，且MJ-10和MJ-20處理間多差異不顯著（P＞0.05），MJ-40低 于MJ-0，MJ-80均 顯 著 低 于MJ-0（P＜0.05）（圖5）。以上結(jié)果說(shuō)明，低濃度中性混合鹽（L）對(duì)黑果枸杞萌發(fā)期幼苗生長(zhǎng)具有一定促進(jìn)作用，中度（M）和重度（H）堿性混合鹽及高濃度中性混合鹽則對(duì)黑果枸杞萌發(fā)期幼苗生長(zhǎng)具有明顯抑制作用；適當(dāng)濃度外源MeJA（MJ-10、MJ-20）能夠在一定程度上緩解鹽堿脅迫對(duì)黑果枸杞幼苗生長(zhǎng)的傷害效應(yīng)，高濃度外源MeJA（MJ-40、MJ-80）則使鹽堿脅迫對(duì)黑果枸杞幼苗生長(zhǎng)的傷害效應(yīng)加劇，以MJ-10或MJ-20處理的傷害緩解效果更佳。

圖5 外源MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞幼苗芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)的影響Fig.5 Effect of exogenous MeJA on the length of root and stem of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.7 外源茉莉酸甲酯（MeJA）對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)期生長(zhǎng)表型的影響

在不施加外源MeJA的情況下（MJ-0），鹽分組成一致時(shí)，隨鹽堿濃度增加，黑果枸杞幼苗長(zhǎng)勢(shì)明顯減弱；當(dāng)鹽堿濃度相同時(shí)，黑果枸杞幼苗的長(zhǎng)勢(shì)隨堿性鹽占比增加（L→M→H）而減弱，且鹽堿濃度和堿性鹽所占比例增加對(duì)黑果枸杞幼苗根部的影響明顯高于地上部分。施加適當(dāng)濃度外源MeJA（MJ-10、MJ-20）后，各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞幼苗的長(zhǎng)勢(shì)均有所改善，外源MeJA濃度過(guò)高時(shí)（MJ-40、MJ-80），黑果枸杞幼苗長(zhǎng)勢(shì)較混合鹽堿脅迫更弱，這說(shuō)明MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞幼苗生長(zhǎng)的緩解效應(yīng)有明顯的劑量效應(yīng)，適當(dāng)?shù)汀⒅袧舛萂eJA能夠緩解混合鹽堿脅迫對(duì)黑果枸杞幼苗生長(zhǎng)的傷害效應(yīng)，過(guò)高濃度MeJA使傷害效應(yīng)加?。▓D6）。這與外源MeJA對(duì)黑果枸杞幼苗LS和LR的分析結(jié)果基本一致。

圖6 外源MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)21 d后生長(zhǎng)表型的影響Fig.6 Effect of exogenous MeJA on the phenotype of Lycium ruthenicum seeds under compound salt-alkali stress after 21 days germination

3 討論

3.1 黑果枸杞種子萌發(fā)對(duì)不同鹽堿組成和鹽堿濃度脅迫的響應(yīng)

植物耐鹽能力的大小是一種綜合性狀的表現(xiàn)，受植物體多種因素共同控制，而種子萌發(fā)作為植物生長(zhǎng)發(fā)育和接受鹽堿脅迫的起點(diǎn)，是植物耐鹽性鑒定及耐鹽個(gè)體與品種早期選擇的基礎(chǔ)［36］。前人研究表明，鹽堿脅迫對(duì)種子萌發(fā)的影響與鹽類型、鹽濃度及植物自身耐鹽能力等因素有關(guān)［37-39］。本試驗(yàn)對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)期GP、GR、GI、VI、HGP、LS、LR指標(biāo)的多因素方差分析結(jié)果支持這一觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)不同鹽堿組成之間、不同鹽堿濃度之間以及兩者交互作用下各萌發(fā)指標(biāo)均具有極顯著差異（P＜0.01），且各指標(biāo)的F值均表現(xiàn)為鹽堿組成＞鹽堿濃度，說(shuō)明鹽堿組成、鹽堿濃度是影響黑果枸杞種子萌發(fā)的重要因素，且兩者之間鹽堿組成的影響更大。對(duì)不同程度混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)期各指標(biāo)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，黑果枸杞種子的GP、GR、GI、VI、LS、LR在中性混合鹽（L）、中度（M）和重度（H）堿性混合鹽處理下均隨鹽堿濃度升高而降低，說(shuō)明鹽堿脅迫對(duì)黑果枸杞種子萌發(fā)具有抑制作用，且隨堿性鹽占比升高和鹽堿脅迫濃度升高抑制作用越強(qiáng)。分析原因可能是在中性混合鹽條件下，鹽濃度較低時(shí)，Na+和Cl－等可作為肥料效應(yīng)促進(jìn)黑果枸杞種子萌發(fā)或Na+與Cl－同SO2-4相互偶聯(lián)在一定程度上緩解了Na+的毒害作用［22］，鹽濃度過(guò)高時(shí)，過(guò)量Na+和Cl－引起種子質(zhì)膜破壞，選擇透性部分或全部喪失，內(nèi)外離子平衡失調(diào)，物質(zhì)代謝出現(xiàn)紊亂［40］，種子萌發(fā)被嚴(yán)重抑制；堿性鹽脅迫下，不僅有Na+為主的離子脅迫和滲透脅迫，還有離子間相互作用產(chǎn)生的pH脅迫［39］，其抑制效果遠(yuǎn)大于單一脅迫的簡(jiǎn)單加和效應(yīng)。王恩軍等［41］就中性鹽（NaCl）和堿性鹽（Na2CO3）脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)的研究結(jié)果顯示，低濃度鹽促進(jìn)黑果枸杞種子萌發(fā)，高濃度則抑制萌發(fā)，且堿性鹽更適合黑果枸杞種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，這與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果部分不一致，造成這一現(xiàn)象的原因可能是混合鹽堿脅迫多離子共同作用與單鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)的調(diào)控機(jī)制不同［42］，也可能是黑果枸杞種源差異導(dǎo)致。

3.2 外源MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)的調(diào)控作用

植物防御反應(yīng)是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的保護(hù)機(jī)制，用于抵御各種不良生存環(huán)境及病原微生物的侵襲［43］。MeJA作為一種普遍存在于植物界的信號(hào)調(diào)控物質(zhì)，對(duì)植物生長(zhǎng)具有極為廣譜的防御保護(hù)效應(yīng)，山雨思等［44］研究表明，外源MeJA能在一定程度上緩解鹽脅迫對(duì)顛茄（Atropa belladonna）的傷害效應(yīng)；衛(wèi)昭君等［45］研究發(fā)現(xiàn)，MeJA預(yù)處理能不同程度的緩解鹽堿脅迫對(duì)偏關(guān)苜蓿（Medicago sativa ‘Pianguan’）種子的鹽害作用，以25 μmol/L的MeJA浸種3 h的促進(jìn)效果最佳。本實(shí)驗(yàn)對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子施加外源MeJA，證實(shí)了外源MeJA對(duì)黑果枸杞鹽堿脅迫同樣具有傷害緩解效應(yīng)。不同混合鹽堿脅迫下，黑果枸杞種子的GP、GR、GI、VI均隨外源MeJA濃度升高先升后降，HGP的變化趨勢(shì)恰好相反，峰值出現(xiàn)在MJ-20或MJ-10，且各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)多在MJ-20與MJ-10處理間差異不顯著，MJ-80均顯著低于MJ-0（P＜0.05）；同時(shí)，隨鹽堿脅迫濃度和堿性鹽占比升高，外源MeJA對(duì)各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)的緩解效應(yīng)變差。這說(shuō)明外源MeJA緩解黑果枸杞鹽堿脅迫的傷害具有明顯劑量效應(yīng)，適當(dāng)?shù)椭袧舛绕鹁徑鈧π?yīng)，高濃度使傷害加??；同時(shí)，MeJA具有對(duì)各類鹽堿脅迫都起防御作用的共性，也有對(duì)不同種類和濃度鹽堿脅迫下調(diào)控能力的差異性。原因可能是MeJA作為一種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，能夠誘導(dǎo)啟動(dòng)黑果枸杞種子內(nèi)一系列與抗鹽害有關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)多種抗逆物質(zhì)合成，達(dá)到抵御鹽堿脅迫的目的［46］，同時(shí)MeJA也有與脫落酸類似的調(diào)控作用［33-34］，抑制種子萌發(fā)，實(shí)際效果取決于促進(jìn)和抑制作用之和［47］。另外，對(duì)黑果枸杞萌發(fā)期幼苗LS和LR分析發(fā)現(xiàn)，隨外源MeJA濃度升高，幼苗LS和LR也呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)，除L和H混合鹽堿在濃度為200 mmol/L的峰值出現(xiàn)在MJ-10，其他混合鹽堿處理下的峰值均出現(xiàn)在MJ-20，說(shuō)明MeJA對(duì)混合鹽堿脅迫下黑果枸杞幼苗生長(zhǎng)同樣具有傷害緩解和傷害加劇雙重作用，濃度為10 μmol/L或20 μmol/L時(shí)緩解效果更佳，進(jìn)一步的生長(zhǎng)表現(xiàn)分析結(jié)果很好的支持了這一結(jié)論。

4 結(jié)論

混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發(fā)與鹽堿組成和鹽堿濃度密切相關(guān)，中性混合鹽（L）、中度（M）及重度堿性混合鹽（H）在50、100、200 mmol/L濃度下對(duì)黑果枸杞種子萌發(fā)均具有抑制作用。外源MeJA可有效緩解混合鹽堿脅迫對(duì)黑果枸杞種子萌發(fā)的傷害效應(yīng)，但緩解效果有明顯的劑量效應(yīng)，以MeJA濃度為20 μmol/L時(shí)的整體緩解效果最佳。施加外源MeJA能在一定程度上提高黑果枸杞種子的抗鹽性，這為MeJA在黑果枸杞生產(chǎn)中的合理運(yùn)用提供了一定理論依據(jù)。