超聲波對(duì)鹽脅迫下紫松果菊種子萌發(fā)和幼苗生理特性的影響

尹 娟，朱慶松，趙晶晶，曹永奕，馬桂花

（信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000）

我國(guó)鹽堿地總面積高達(dá)9 913 萬(wàn)hm2，已被開(kāi)發(fā)用于農(nóng)業(yè)種植的面積較小[1]。根據(jù)土壤中含鹽量差異，可將其分為輕度（含鹽量＜0.3%）、中度（含鹽量0.3%～0.6%）和重度（含鹽量＞0.6%）鹽堿地[2]。鹽脅迫不僅對(duì)植物種子萌發(fā)有一定影響，甚至對(duì)植物的整個(gè)生長(zhǎng)期都有一定影響。有研究表明，我國(guó)土地鹽堿化程度有加重趨勢(shì)[3]。耐鹽植物種植布局以及完善的配套農(nóng)業(yè)管理措施有助于合理開(kāi)發(fā)利用鹽堿地，對(duì)改善生態(tài)環(huán)境及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

河南是我國(guó)花卉產(chǎn)業(yè)大省，近5 a 來(lái)，花卉年均種植面積達(dá)到10 萬(wàn)hm2以上，年產(chǎn)值已突破100 億元，位居全國(guó)第二，全省形成南陽(yáng)月季、洛陽(yáng)牡丹、開(kāi)封菊花等特色花卉生產(chǎn)集聚區(qū)[4]。紫松果菊（Echinacea purpurea）是一種菊科松果菊屬宿根草本植物，我國(guó)從20 世紀(jì)80 年代開(kāi)始，陸續(xù)在北京、吉林、河南等地開(kāi)展引種栽培[5]。紫松果菊因顏色亮麗、造型奇特，大面積應(yīng)用于城市公園景觀中，在河南開(kāi)封、信陽(yáng)、南陽(yáng)等地已廣泛種植[6]。隨著城市建設(shè)加劇，園林土壤普遍硬化，不透水導(dǎo)致鹽分大量積累產(chǎn)生脅迫[7]。鹽脅迫下，植物體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)失衡，氧化和抗氧化平衡被打破，活性氧（ROS）大量積累，導(dǎo)致植物的生理代謝紊亂，生長(zhǎng)發(fā)育受到明顯抑制[8]。研究表明，紫松果菊在一定濃度鹽脅迫下，種子萌發(fā)和生長(zhǎng)會(huì)受到明顯抑制[9]。另外，隨著鹽濃度的升高，紫松果菊幼苗株高、生物量以及體內(nèi)抗氧化酶活性均顯著降低[10]。因此，提高紫松果菊的耐鹽性有利于其在鹽環(huán)境中正常生長(zhǎng)。

超聲波是一種波長(zhǎng)極短的機(jī)械波，已廣泛應(yīng)用于谷物、豆類(lèi)、花卉和中藥材等，提高種子萌發(fā)質(zhì)量[11]。超聲波具有操作簡(jiǎn)單、環(huán)保、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)，被視為可提高種子萌發(fā)期耐鹽堿能力的一項(xiàng)物理技術(shù)[12]。超聲波處理可提高水稻[13]和毛竹[14]種子鹽脅迫下的萌發(fā)率。然而超聲波對(duì)鹽脅迫尤其是高鹽脅迫下紫松果菊種子萌發(fā)的影響鮮有報(bào)道。鑒于此，擬以紫松果菊種子為試驗(yàn)材料，利用不同時(shí)長(zhǎng)超聲波處理，研究其對(duì)不同含量鹽脅迫下種子萌發(fā)的影響，以期為紫松果菊的耐鹽性應(yīng)用和優(yōu)質(zhì)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用紫松果菊（匠心系列品種）種子于2020 年7 月購(gòu)于江蘇長(zhǎng)景種業(yè)有限公司；超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、丙二醛（MDA）等試劑盒購(gòu)買(mǎi)于南京建成生物工程研究所；超聲波清洗儀（KH5200）購(gòu)自江蘇省昆山市禾創(chuàng)超聲儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

選取顆粒飽滿(mǎn)、大小均勻的紫松果菊種子，放入0.5%的高錳酸鉀溶液中浸泡消毒8 min，然后用無(wú)菌蒸餾水清洗消毒后的種子，重復(fù)清洗3 次。將清洗后的種子分成4 組，每組3 次重復(fù)，采用超聲波清洗儀（頻率40 kHz、功率200 W）對(duì)清洗干凈的4組種子進(jìn)行不同時(shí)長(zhǎng)（0、5、25、45 min）超聲波處理，并向超聲儀槽內(nèi)注入不同含量的NaCl 溶液［0、0.45%（低鹽）、0.90%（高鹽）］進(jìn)行處理。最后將超聲波處理后的種子在25 ℃下用無(wú)菌水浸泡10 h，室內(nèi)風(fēng)干。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

1.2.1 種子發(fā)芽試驗(yàn) 采用濾紙床發(fā)芽法，提前將濾紙和培養(yǎng)皿進(jìn)行高壓滅菌處理。將種子放入墊有2 層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿40 粒種子，每個(gè)處理5 個(gè)培養(yǎng)皿，3 次重復(fù)。按照表1，每個(gè)培養(yǎng)皿加入對(duì)應(yīng)含量的NaCl 溶液15 mL，每天補(bǔ)充相應(yīng)的新溶液至原刻度。將培養(yǎng)皿放入植物生長(zhǎng)氣候箱中進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，設(shè)置溫度為25 ℃、光照/黑暗時(shí)間為14 h/10 h、光照強(qiáng)度為2 000 lx。

表1 鹽脅迫下紫松果菊種子超聲波處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.1 Ultrasonic experimental design of E.purpurea seeds under salt stress

1.2.2 盆栽幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn) 待紫松果菊種子小苗長(zhǎng)出2 片子葉后，按照不同處理選取長(zhǎng)勢(shì)較一致的紫松果菊幼苗，移栽于裝有等量砂土的培養(yǎng)盆中。砂土提前以高溫滅菌。培養(yǎng)盆規(guī)格為直徑50 cm、深度40 cm。每盆15株為1個(gè)處理，3次重復(fù)。將移栽后的幼苗放入恒溫氣候室中培養(yǎng)，控制溫度為25 ℃、濕 度 為65%～75%、光 照/黑 暗 時(shí) 間 為12 h/12 h。配制Hoagland’s營(yíng)養(yǎng)液。前期每天每盆澆灌100 mL無(wú)菌蒸餾水和20 mL Hoagland’s 營(yíng)養(yǎng)液，當(dāng)紫松果菊幼苗長(zhǎng)出3 片子葉時(shí)，向盆中噴施對(duì)應(yīng)處理組的不同含量NaCl 溶液50 mL 或無(wú)菌蒸餾水，后期常規(guī)管理直到試驗(yàn)結(jié)束。將第1 次噴施不同含量NaCl溶液的時(shí)間記為鹽脅迫第0天。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 種子萌發(fā)指標(biāo)測(cè)定 紫松果菊種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)測(cè)定依照參考文獻(xiàn)[15]中的方法進(jìn)行。當(dāng)胚根長(zhǎng)度接近種子長(zhǎng)度時(shí)，記作萌發(fā)。并于第7、10、13 天記錄發(fā)芽種子數(shù)，在第13天記錄萌發(fā)種子的胚根、胚芽長(zhǎng)度。

發(fā)芽率=第13 天發(fā)芽種子數(shù)/試驗(yàn)種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(shì)=第10 天發(fā)芽種子數(shù)/試驗(yàn)種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)=Σ（第n天種子的發(fā)芽數(shù)/相應(yīng)種子發(fā)芽天數(shù)）；

活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×（胚根長(zhǎng)度+胚芽長(zhǎng)度）。

1.3.2 幼苗抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)測(cè)定 分別在鹽脅迫第5、10、20天采集紫松果菊幼苗頂部功能葉。每個(gè)處理每次采集5 株，每株采集1 片功能葉，無(wú)菌蒸餾水清洗干凈后晾干備用。按照試劑盒說(shuō)明書(shū)方法分別測(cè)定紫松果菊幼苗葉片內(nèi)SOD、POD、CAT 活性和MDA 含量。并在第20 天采集全部紫松果菊幼苗葉片及根，分別測(cè)定根和地上部分干質(zhì)量，并計(jì)算根冠比（根干質(zhì)量/地上干質(zhì)量）。第20 天幼苗根系脯氨酸、可溶性糖含量測(cè)定參考張治安等[16]的方法，同時(shí)采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定可溶性蛋白含量[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013 及SPSS 22.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析，種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊種子萌發(fā)的影響

超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響見(jiàn)表2。與空白對(duì)照（UaS0）相比，未經(jīng)超聲波處理的0.45%、0.90%NaCl 溶液脅迫下紫松果菊種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著減?。≒＜0.05）；在非鹽脅迫下，種子經(jīng)超聲波處理后，與空白對(duì)照相比，種子萌發(fā)指標(biāo)均明顯提高，隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加各項(xiàng)指標(biāo)均出現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)，說(shuō)明適宜時(shí)長(zhǎng)的超聲波處理有助于提高種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。在超聲波和鹽脅迫協(xié)同處理下，相同時(shí)長(zhǎng)超聲不同鹽含量處理中，隨著鹽含量的增加種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均呈不同程度的降低；在相同鹽脅迫下，隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)，且均在25 min 超聲波處理時(shí)達(dá)到最高值?？梢?jiàn)，對(duì)種子進(jìn)行超聲波處理能明顯緩解鹽脅迫對(duì)紫松果菊種子萌發(fā)造成的傷害，以25 min 超聲波處理為最佳處理時(shí)長(zhǎng)。

表2 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊種子萌發(fā)的影響Tab.2 Effect of ultrasonic treatment on germination of E.purpurea seeds under salt stress

2.2 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗生長(zhǎng)的影響

超聲波處理鹽脅迫下20 d 后紫松果菊幼苗生長(zhǎng)情況見(jiàn)表3。未經(jīng)超聲波處理的UaS0、UaS1、UaS2，隨著鹽含量的升高紫松果菊幼苗地上干質(zhì)量和根部干質(zhì)量整體上顯著降低（P＜0.05），可見(jiàn)鹽脅迫明顯抑制了紫松果菊幼苗的生長(zhǎng)。非鹽脅迫下，經(jīng)超聲波處理的種子，其幼苗地上干質(zhì)量整體上較空白對(duì)照顯著增加（P＜0.05）。在0.45% NaCl 溶液脅迫和超聲波共同處理下，幼苗地上干質(zhì)量和根干質(zhì)量均隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加而先升高后降低，均以25 min 超聲波處理紫松果菊幼苗地上干質(zhì)量和根干質(zhì)量最大；幼苗的根冠比隨著超聲波時(shí)長(zhǎng)的增加而逐漸降低。在0.90% NaCl 溶液脅迫和超聲波共同處理下，幼苗地上干質(zhì)量、根干質(zhì)量和根冠比均隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加而先升高后降低，均在25 min 超聲波處理下達(dá)到最大值。另外，鹽脅迫和超聲波共同處理下幼苗的地上干質(zhì)量和根干質(zhì)量整體上高于對(duì)應(yīng)的單獨(dú)鹽脅迫組。綜上，鹽脅迫下紫松果菊種子經(jīng)超聲波處理有助于增加幼苗的地上干質(zhì)量和根干質(zhì)量，且隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加表現(xiàn)為先升高后降低趨勢(shì)?？梢?jiàn)，超聲波處理在一定程度上能緩解鹽脅迫對(duì)紫松果菊幼苗生長(zhǎng)的抑制作用。

表3 超聲波處理對(duì)鹽脅迫20 d紫松果菊幼苗生長(zhǎng)的影響Tab.3 Effect of ultrasound on the seedling growth of E.purpurea seedling under salt stress for 20 days

2.3 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗抗氧化酶活性的影響

2.3.1 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗SOD活性的影響 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗抗氧化酶SOD 活性的影響見(jiàn)圖1。紫松果菊幼苗在非鹽脅迫下，超聲波處理組中幼苗SOD 活性均顯著高于空白對(duì)照（P＜0.05），且SOD 活性隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加先升高后降低。說(shuō)明超聲波處理種子有助于提高幼苗SOD 活性，但超聲波處理時(shí)長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)，會(huì)降低SOD 活性。紫松果菊幼苗在鹽脅迫下，0.45%低鹽脅迫組中SOD 活性均高于0.90%高鹽脅迫組。以上說(shuō)明，鹽脅迫提高了紫松果菊幼苗葉片內(nèi)SOD 活性，而當(dāng)鹽含量高于一定值時(shí)，SOD活性則下降。在鹽脅迫處理第5、10、20 天時(shí)，5、25 min 處理組中的幼苗SOD 活性總體上均顯著高于相同鹽含量脅迫下的未經(jīng)超聲波處理組（P＜0.05），且25 min 處理組中幼苗SOD 活性均高于相同鹽脅迫下5 min 處理組；45 min 處理組中，隨著鹽含量的增高，SOD 活性下降?？梢?jiàn)，適量的超聲波處理種子，能提高幼苗SOD 活性，而長(zhǎng)時(shí)超聲波處理在一定程度上對(duì)幼苗SOD 活性帶來(lái)了負(fù)影響。另外，5、25、45 min 處理組幼苗葉片內(nèi)SOD 活性均隨著鹽脅迫時(shí)長(zhǎng)的增加而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

圖1 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗SOD活性的影響Fig.1 Effect of ultrasonic treatment on SOD enzyme activity of E.purpurea seedlings under salt stress

2.3.2 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗CAT活性的影響 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗抗氧化酶CAT活性的影響見(jiàn)圖2。未經(jīng)超聲波處理組中，鹽脅迫處理第5、10 天時(shí)，紫松果菊幼苗CAT 活性均隨著鹽脅迫含量的升高而升高；在脅迫處理的第20天時(shí)，低鹽脅迫下的CAT活性顯著高于空白對(duì)照和高鹽脅迫處理；鹽脅迫處理第10 天時(shí)，紫松果菊幼苗CAT 活性顯著高于相同鹽脅迫下第5、20 天?？梢?jiàn)，隨著鹽脅迫時(shí)長(zhǎng)的延長(zhǎng)，未經(jīng)超聲波處理幼苗CAT 活性先升高后降低。在超聲波處理組中，鹽脅迫第5、10、20 天時(shí)，25 min 處理組中CAT 活性均顯著高于相同鹽脅迫下5、45 min 處理組（P＜0.05）。這一結(jié)果與SOD 活性趨勢(shì)相似，且隨著脅迫天數(shù)的增加，紫松果菊幼苗CAT 活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。

圖2 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗CAT活性的影響Fig.2 Effect of ultrasonic treatment on CAT enzyme activity of E.purpurea seedlings under salt stress

2.3.3 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗POD活性的影響 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗抗氧化酶POD活性的影響見(jiàn)圖3。適量的超聲波處理能提高幼苗POD 活性，而超聲波處理時(shí)長(zhǎng)超出一定范圍后會(huì)抑制幼苗細(xì)胞內(nèi)POD 活性，這一結(jié)果與其對(duì)SOD 活性影響的結(jié)果相同。不同含量鹽脅迫條件下，未經(jīng)超聲波處理的幼苗在鹽脅迫第5、10天時(shí)，其葉內(nèi)POD 活性隨著鹽脅迫含量的升高而升高；在脅迫處理的第20 天時(shí)，葉內(nèi)POD 活性隨著鹽脅迫含量的升高而降低。在超聲波處理組中，鹽脅迫處理第5、10天，25 min處理組中POD活性均顯著高于相同鹽脅迫條件下5、45 min 處理組（P＜0.05），這一結(jié)果與SOD、CAT 活性趨勢(shì)相似。鹽脅迫處理第20 天時(shí)，5 min 處理組中POD 活性均顯著高于相同鹽脅迫條件下25、45 min 處理組（P＜0.05）。綜上，POD 活性與SOD、CAT 活性趨勢(shì)一樣，均隨著鹽脅迫天數(shù)的增加，紫松果菊幼苗POD 活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。

圖3 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗POD活性的影響Fig.3 Effect of ultrasonic treatment on POD enzyme activity of E.purpurea seedlings under salt stress

2.3.4 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗MDA含量的影響 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗MDA 含量的影響見(jiàn)圖4。紫松果菊在鹽脅迫條件下，葉片內(nèi)MDA 含量均隨著鹽含量的增加而增加，同時(shí)隨著鹽脅迫天數(shù)的增加而明顯增加?？梢?jiàn)，鹽脅迫產(chǎn)生的逆境對(duì)紫松果菊幼苗生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生了一定的負(fù)影響。紫松果菊種子在經(jīng)過(guò)超聲波處理后，幼苗體內(nèi)MDA 含量出現(xiàn)了較大變化，5、25 min 處理組葉片內(nèi)MDA 含量整體上較未經(jīng)超聲波處理組顯著降低（P＜0.05）。45 min 處理組中，低鹽脅迫下第5、10 天時(shí)，幼苗體內(nèi)MDA 含量與未經(jīng)超聲波處理低鹽脅迫組相比無(wú)顯著差異（P＞0.05）；而在第20 天時(shí)，低鹽脅迫組幼苗MDA 含量則顯著高于未經(jīng)超聲波處理低鹽脅迫組（P＜0.05）；高鹽脅迫下第5、10、20 天時(shí)的幼苗MDA 含量均顯著高于其他組（P＜0.05）。說(shuō)明紫松果菊種子經(jīng)適量超聲波處理后可降低鹽脅迫下幼苗葉片MDA含量，減輕細(xì)胞的脂質(zhì)過(guò)氧化，緩解鹽脅迫對(duì)紫松果菊生長(zhǎng)的危害。

圖4 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗MDA含量的影響Fig.4 Effect of ultrasonic treatment on MDA content of E.purpurea seedlings under salt stress

2.4 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量的影響

超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗根系滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響見(jiàn)表4。由表4 可知，未經(jīng)超聲波處理組，紫松果菊幼苗根系脯氨酸、可溶性糖含量均隨著鹽脅迫程度的增加而顯著增加（P＜0.05），可溶性蛋白則隨著鹽脅迫程度的增加而顯著降低（P＜0.05）。非鹽脅迫下，紫松果菊種子經(jīng)5、25、45 min 超聲波處理后，幼苗根系中脯氨酸、可溶性糖含量均隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加而升高，而可溶性蛋白含量則隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加而先升高后降低。低鹽脅迫下，與0 min（UaS1）相比，5、25 min 超聲波處理組脯氨酸含量分別降低了12.17%、27.23%，可溶性糖含量分別降低了20.33%、12.23%，45 min 超聲波處理則分別提高了29.11%、29.60%，5、25、45 min 處理組可溶性蛋白含量則分別提高了40.42%、92.81%、47.10%；高鹽脅迫下，與0 min（UaS2）相比，5、25 min 超聲波處理組脯氨酸含量分別降低了14.65%、11.43%，可溶性糖含量分別降低了23.02%、12.75%，45 min 超聲波處理則分別提高了17.55%、12.49%，5、25、45 min 處理組可溶性蛋白含量則分別提高了53.52%、87.83%、40.43%?？梢?jiàn)，25 min 超聲波處理對(duì)紫松果菊幼苗根系鹽脅迫緩解作用較好。綜上，超聲波和鹽脅迫處理均能提高紫松果菊幼苗根系可溶性糖、脯氨酸含量，可溶性蛋白含量隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加而先升高后降低。說(shuō)明在一定時(shí)長(zhǎng)范圍內(nèi)超聲波處理能提高幼苗根系可溶性蛋白含量，但超出一定時(shí)長(zhǎng)范圍后，幼苗根系可溶性蛋白含量開(kāi)始降低。

表4 超聲波處理對(duì)鹽脅迫下紫松果菊幼苗脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響Tab.4 Effect of ultrasonic treatment on the contents of proline，soluble sugar and soluble protein in E.purpurea seedlings under salt stress

3 結(jié)論與討論

在植物的整個(gè)生長(zhǎng)周期中，種子活力起著決定性作用[14]，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)常被用來(lái)評(píng)價(jià)種子的活力變化。如果種子在萌發(fā)時(shí)期抵抗力弱，一旦環(huán)境對(duì)種子產(chǎn)生了逆境脅迫將會(huì)直接影響種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致植株生理和形態(tài)發(fā)生改變。對(duì)種子進(jìn)行改良處理的目的是提高種子發(fā)芽率和增強(qiáng)抗性，以增強(qiáng)種子的活力，使植株健康生長(zhǎng)。

鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)的影響主要包括滲透效應(yīng)與毒性效應(yīng)2個(gè)方面：滲透效應(yīng)使種子吸水下降，從而影響種子發(fā)芽；毒性效應(yīng)則對(duì)細(xì)胞膜產(chǎn)生毒害，干擾代謝，從而影響種子萌發(fā)[18]。超聲波是一種能被種子吸收的特殊能量，適量的超聲波處理可有效刺激種子，提高發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，有效緩解鹽害作用，促進(jìn)生長(zhǎng)[19]。本研究中，鹽脅迫對(duì)紫松果菊種子萌發(fā)具有明顯的抑制作用，且隨著鹽含量的增加其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)降低，這與張紅玲[15]的研究結(jié)果相似。在非鹽脅迫處理下，種子經(jīng)超聲波處理后其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均明顯提高，同時(shí)還顯著增加了幼苗的地上干質(zhì)量和根干質(zhì)量，并提高了根冠比，這一結(jié)果與MIRSHEKARI 等[20]、曹福麟等[21]的研究結(jié)果相似。說(shuō)明超聲波處理對(duì)幼苗生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用。但隨著超聲波處理時(shí)長(zhǎng)的增加，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及幼苗的地上干質(zhì)量和根干質(zhì)量等指標(biāo)逐漸下降，說(shuō)明短時(shí)超聲波處理對(duì)幼苗有促進(jìn)作用，而長(zhǎng)時(shí)處理則表現(xiàn)出一定的抑制作用。這可能是超聲波處理種子后使種子內(nèi)部某些結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定變化，這種變化加快了種子內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)輸，從而提高了新陳代謝能力；但長(zhǎng)時(shí)超聲波處理，其所具有的強(qiáng)穿透性破壞了種子內(nèi)部細(xì)胞膜的流動(dòng)性，種子活力下降，從而導(dǎo)致后期幼苗生長(zhǎng)異常[22]。

種子在逆境脅迫條件下，細(xì)胞內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧和自由基，從而使植物細(xì)胞膜產(chǎn)生脂質(zhì)過(guò)氧化[23]。較多的研究表明，種子或植株經(jīng)高鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致其細(xì)胞質(zhì)滲透壓發(fā)生顯著變化，細(xì)胞膜的通透性增強(qiáng)，產(chǎn)生過(guò)多的活性氧使抗氧化酶防御體系被破壞，從而大大降低種子或植株的活力[23-24]。種子在經(jīng)過(guò)超聲波處理后，其耐受性得到提高的生理機(jī)制之一就是超聲波提高了植物細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶的活性，降低了細(xì)胞的脂質(zhì)過(guò)氧化程度，從而緩解了外界環(huán)境對(duì)其造成的脅迫[25]。種子經(jīng)一定時(shí)長(zhǎng)超聲波處理后，可提高細(xì)胞活力，細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活性被激活，加速細(xì)胞有絲分裂促使植物生長(zhǎng)，從而提高植株的耐受性，緩解外界環(huán)境刺激[26]；超聲波處理時(shí)長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)，會(huì)改變細(xì)胞膜的流動(dòng)性，抑制細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶的活性，降低植株對(duì)外界環(huán)境耐受性[25]。本研究結(jié)果表明，在鹽脅迫下，5、25、45 min 超聲波處理組幼苗SOD 活性在第5、10、20 天時(shí)逐漸下降，CAT、POD 活性則先升高后降低；另外，在鹽脅迫的第5、10 天時(shí)，25 min 處理組中的幼苗SOD、CAT、POD 活性均顯著高于相同鹽脅迫下5、45 min 處理組?？梢?jiàn)，適量的超聲波處理，能提高種子活力，而長(zhǎng)時(shí)超聲波處理在一定程度上對(duì)種子活力造成了負(fù)影響，表明種子經(jīng)適量超聲波處理有助于提高幼苗抗氧化酶活性。這可能是鹽脅迫初期幼苗體內(nèi)產(chǎn)生了較多的活性氧，為維持體內(nèi)氧化還原系統(tǒng)平衡，細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活性得到增強(qiáng)，種子通過(guò)適量超聲波處理后，激活了種子內(nèi)部抗氧化酶系統(tǒng)，使得幼苗抗氧化酶活性進(jìn)一步增強(qiáng)。綜上可知，紫松果菊種子經(jīng)超聲波處理可以通過(guò)增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化酶的活性來(lái)幫助消除活性氧，減輕細(xì)胞的脂質(zhì)過(guò)氧化，緩解鹽脅迫對(duì)植株的危害。這一研究結(jié)果與較多學(xué)者的研究結(jié)果相似，如CHEN 等[27]用超聲波處理小麥種子后，CAT、SOD、谷胱甘肽酶（GSH）活性得到了顯著提高；柳旭等[28]研究發(fā)現(xiàn)，自然老化的麥草種子經(jīng)適宜時(shí)長(zhǎng)超聲波處理后顯著提高了其抗氧化酶活性，同時(shí)降低了MDA 含量；王思蒙等[29]用超聲波處理苦蕎麥種子后，不僅促進(jìn)了種子萌發(fā)，還提高了幼苗內(nèi)抗氧化酶活性。

植物體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累和釋放也是適應(yīng)逆境脅迫的重要生理機(jī)制[30]。植物在鹽脅迫條件下體內(nèi)會(huì)積累大量有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，以此提高細(xì)胞質(zhì)間滲透壓，增強(qiáng)滲透調(diào)節(jié)能力，維持正常吸水和代謝活動(dòng)[31]。脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白均是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其在植物體內(nèi)的含量變化可以衡量植物在逆境脅迫下組織和功能受損的程度[32]。本研究結(jié)果顯示，鹽脅迫下，紫松果菊在未經(jīng)超聲波處理的條件下，幼苗根系脯氨酸、可溶性糖含量均隨著鹽脅迫程度的增加而顯著增加，可溶性蛋白則隨著鹽脅迫程度的增加而顯著降低。這可能是鹽脅迫對(duì)紫松果菊幼苗形成滲透脅迫，當(dāng)鹽含量增加時(shí)，滲透脅迫隨之增強(qiáng)，幼苗根系通過(guò)積累脯氨酸、可溶性糖使得細(xì)胞液濃度迅速升高，更好地從外界環(huán)境中吸收水分維持體內(nèi)生長(zhǎng)平衡，從而提高紫松果菊的耐鹽性。在種子經(jīng)過(guò)5、25 min 超聲波處理后，根系脯氨酸、可溶性糖含量相較未超聲波處理組出現(xiàn)了不同程度的下降，45 min 處理則進(jìn)一步提高了脯氨酸、可溶性糖含量。另外，種子經(jīng)過(guò)5、25、45 min 超聲波處理后，根系可溶性蛋白含量出現(xiàn)先升高后降低。由此可見(jiàn)，種子經(jīng)過(guò)適量超聲波處理后一定程度上能緩解根系的鹽脅迫效應(yīng)，且在25 min 超聲波處理時(shí)效果較好。

綜上，鹽脅迫對(duì)紫松果菊種子萌發(fā)具有較強(qiáng)的抑制作用，鹽含量越高其脅迫抑制作用越強(qiáng)，而將種子用適量的超聲波處理后能顯著提高其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗的生物量。同時(shí)，一方面能提高幼苗葉片內(nèi)抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性，降低MDA 含量；另一方面還能提高可溶性蛋白含量。表明適量的超聲波處理對(duì)紫松果菊種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)起著一定的促進(jìn)作用。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)紫松果菊種子超聲處理的最適宜時(shí)長(zhǎng)為25 min。