鹽分脅迫對(duì)雞冠花種子萌發(fā)的影響試驗(yàn)初報(bào)

張麗娟 姜志成 余秀萍 劉玉艷

摘 要 為了研究鹽分脅迫對(duì)種子萌發(fā)的影響，以雞冠花種子為試驗(yàn)材料，在其萌發(fā)過程中分別加入NaCl、復(fù)鹽、Na2SO4進(jìn)行鹽脅迫，測(cè)定種子萌發(fā)過程中蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量及淀粉酶活力的變化。結(jié)果表明：鹽脅迫使雞冠花種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽率顯著降低，而且隨著鹽濃度的增加，抑制作用增強(qiáng)；3種鹽對(duì)種子萌發(fā)的抑制作用強(qiáng)度依次為NaCl＞復(fù)鹽＞Na2SO4；鹽分脅迫使雞冠花萌發(fā)種子的蛋白質(zhì)含量升高，可溶性糖含量降低，一定濃度的鹽分處理對(duì)種子中的淀粉酶活力可能有一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞 雞冠花；種子萌發(fā)；鹽脅迫

中圖分類號(hào)：S685.99 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.03.036

雞冠花（Celosia cristata）為一年生草本植物，世界各地廣為栽培。株高20～150 cm，肉穗花序頂生，形狀色彩多樣，鮮艷明快，花期夏、秋季直至霜降，有較高的觀賞價(jià)值，是重要的花壇花卉，還是很好的切花材料。雞冠花對(duì)二氧化硫、氯化氫具有良好的抗性，可起到綠化、美化和凈化環(huán)境的多重作用，適宜作廠礦綠化用。

我國(guó)有鹽堿地2 666萬hm2[1]，是植物生長(zhǎng)的主要逆境之一。而鹽堿地域的城鎮(zhèn)綠化是當(dāng)前園林綠化領(lǐng)域的重要課題。目前篩選、引進(jìn)既耐鹽又具觀賞價(jià)值的園林植物，為鹽堿區(qū)域的城鄉(xiāng)綠化、鹽堿地改良提供適宜的觀賞植物種類是世界各國(guó)重要研究?jī)?nèi)容。長(zhǎng)期以來，植物耐鹽機(jī)理及如何提高植物的耐鹽性備受關(guān)注。我國(guó)有針對(duì)雞冠花抗逆性的研究，但尚無關(guān)于鹽脅迫對(duì)雞冠花種子萌發(fā)影響的研究報(bào)道。本試驗(yàn)以雞冠花作為對(duì)象，研究鹽脅迫對(duì)其種子萌發(fā)的影響，以期為以后雞冠花在鹽漬化條件下的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料來源

供試雞冠花種子由北京花仙子花卉公司購(gòu)置。

1.2 ?試驗(yàn)方法

1.2.1 ?種子萌發(fā)情況測(cè)定

將種子用3%高錳酸鉀消毒后用蒸餾水沖洗干凈。依照國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程，采用濾紙法，將供試種子置于鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿30粒。在濾紙上分別加入濃度為0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%的NaCl溶液；濃度為0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%的Na2SO4溶液；濃度為0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的復(fù)鹽溶液（兩者質(zhì)量比為1∶1）。每處理3次重復(fù)，用保鮮膜封緊，防止水分蒸發(fā)，置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)。第二天開始記錄各處理發(fā)芽數(shù)量，以胚根伸出長(zhǎng)度不小于種子長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)[2]，到種子不再萌發(fā)或處于低水平萌發(fā)為止。各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算公式如下。

發(fā)芽勢(shì)=發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到高峰時(shí)的正常發(fā)芽種子總數(shù)/供檢種子總數(shù)×100%

發(fā)芽率=正常發(fā)芽的種子數(shù)/供檢種子總數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)=∑（Gt/Dt），其中：Gt為第t天種子發(fā)芽增值數(shù)，Dt為對(duì)應(yīng)的種子發(fā)芽的天數(shù)[3]

種子耐鹽適宜范圍=發(fā)芽率達(dá)到對(duì)照發(fā)芽率75%時(shí)相對(duì)應(yīng)的鹽液濃度

種子耐鹽半致死濃度=發(fā)芽率達(dá)到對(duì)照發(fā)芽率的50%的鹽液濃度

種子耐鹽極限濃度=發(fā)芽率達(dá)到對(duì)照發(fā)芽率的10%的鹽液濃度

1.2.2 ?種子萌發(fā)過程中生理指標(biāo)的測(cè)定

參考以上各處理種子發(fā)芽結(jié)果，用濃度分別為0.3%、0.6%、0.9%的NaCl、Na2SO4兩種鹽溶液處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每培養(yǎng)皿中放置1.5 g種子。培養(yǎng)皿置于25℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，用保鮮膜封緊。每天取樣測(cè)定各生理指標(biāo)，蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法，可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽酮比色法，淀粉酶活力的測(cè)定采用3，5-二硝基水楊酸法[4]。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（F檢驗(yàn)）。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?鹽脅迫對(duì)雞冠花種子萌發(fā)的影響

2.1.1 ?鹽脅迫對(duì)雞冠花種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的影響

種子發(fā)芽是植物生長(zhǎng)發(fā)育的起點(diǎn)，保證較高的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率是園林綠化的前提，同時(shí)種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率也是檢測(cè)種子質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)[5]。種子發(fā)芽率的高低，是檢驗(yàn)種子萌發(fā)的重要指標(biāo)。發(fā)芽勢(shì)是反映種子萌發(fā)速度的一個(gè)重要指標(biāo)，發(fā)芽指數(shù)是發(fā)芽整齊度的直接體現(xiàn)。

鹽脅迫下雞冠花種子發(fā)芽的差異如表1所示。3種鹽處理對(duì)雞冠花種子的萌發(fā)均有不同程度的抑制作用，其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均隨濃度的升高而呈下降趨勢(shì)，濃度越高抑制作用越強(qiáng)。但在Na2SO4和復(fù)鹽的脅迫下，雞冠花種子的發(fā)芽率呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中復(fù)鹽0.3%，復(fù)鹽0.6%，Na2SO40.3%，Na2SO40.6%的發(fā)芽率均略高于對(duì)照，除NaCl0.3% ，復(fù)鹽0.3%，復(fù)鹽0.6%，Na2SO40.3%，Na2SO40.6%，Na2SO40.9%處理外其他處理發(fā)芽率均極顯著低于對(duì)照；NaCl0.9%，復(fù)鹽1.2%，Na2SO41.8%處理種子發(fā)芽率僅僅為12.22%，1.11%，3.33%。發(fā)芽勢(shì)除復(fù)鹽0.3%處理外其他處理均極顯著低于對(duì)照；Na2SO40.3%，Na2SO40.6%，復(fù)鹽0.3%的發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照差異不顯著，其他處理均顯著或極顯著低于對(duì)照。說明鹽處理使雞冠花種子發(fā)芽速度降低，發(fā)芽不整齊。綜合發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)各指標(biāo)可以看出，3種鹽對(duì)雞冠花種子的萌發(fā)抑制影響大小依次為NaCl最大，復(fù)鹽其次，Na2SO4影響最小。

2.1.2 ?鹽脅迫對(duì)雞冠花種子萌發(fā)進(jìn)程的影響

與對(duì)照比較，除復(fù)鹽0.3%外各種不同種類鹽處理的種子，均降低了雞冠花種子的萌發(fā)率，延遲了種子的初始萌發(fā)時(shí)間。3種鹽對(duì)雞冠花種子初始萌發(fā)時(shí)間整體趨勢(shì)為隨鹽濃度的增大而往后推遲，其發(fā)芽速度和整齊度均比對(duì)照低。當(dāng)鹽濃度為0.9%水平時(shí)，種子初始萌發(fā)時(shí)間均比0.3%和0.6%鹽水平推遲，但復(fù)鹽和Na2SO4處理的雞冠花種子仍能保持較高的發(fā)芽率，復(fù)鹽的發(fā)芽率為45.55%，Na2SO4的發(fā)芽率為88.89%，而NaCl的發(fā)芽率僅只有12.22%（見表1）。在1.2%、1.5%高濃度鹽水平下，雞冠花種子萌發(fā)整齊度均比其低濃度鹽處理要低，但其初始萌發(fā)時(shí)間并無太大差異，其中NaCl處理的種子則幾乎一直處于未萌發(fā)狀態(tài)。

根據(jù)各處理與對(duì)照的相對(duì)發(fā)芽率與鹽濃度之間進(jìn)行相關(guān)回歸，得到回歸方程（見表2），根據(jù)回歸方程計(jì)算相對(duì)發(fā)芽率分別為75%、50%、10%時(shí)的對(duì)應(yīng)鹽濃度，從而計(jì)算耐鹽適宜范圍、耐鹽半致死濃度、耐鹽極限濃度。NaCl處理下其相關(guān)性達(dá)到顯著水平，耐鹽適宜范圍為0.41%，耐鹽半致死濃度為0.67%，耐鹽極限濃度為1.10%；Na2SO4處理下其相關(guān)性達(dá)到極相關(guān)水平，耐鹽適宜范圍為0.73%，耐鹽半致死濃度為1.12%，耐鹽極限濃度為1.75%；復(fù)鹽處理下其相關(guān)性達(dá)到極相關(guān)水平，耐鹽適宜范圍為0.55%，耐鹽半致死濃度為0.86%，耐鹽極限濃度為1.35%。

2.2 ?鹽脅迫對(duì)雞冠花種子萌發(fā)過程生理指標(biāo)的影響

2.2.1 ?鹽脅迫對(duì)雞冠花種子萌發(fā)中蛋白質(zhì)含量的影響

NaCl和Na2SO4兩種鹽處理下雞冠花萌發(fā)種子中蛋白質(zhì)含量隨萌發(fā)時(shí)間呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中蛋白質(zhì)的含量隨鹽濃度的升高而降低（見表3）。說明鹽分脅迫抑制了蛋白質(zhì)的水解，從而抑制了種子的萌發(fā)。

2.2.2 ?鹽脅迫對(duì)雞冠花種子萌發(fā)中可溶性糖含量的影響

可溶性糖是很多非鹽生植物的主要滲透調(diào)節(jié)劑[6]，它也是合成其他有機(jī)溶質(zhì)的碳架和能量來源，對(duì)細(xì)胞膜和原生質(zhì)膠體亦有穩(wěn)定作用，還可在細(xì)胞內(nèi)無機(jī)離子濃度高時(shí)起保護(hù)酶類的作用[7]。NaCl和Na2SO4兩種鹽處理下雞冠花萌發(fā)種子中可溶性糖含量隨萌發(fā)時(shí)間呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中可溶性糖的含量隨鹽濃度的升高而降低，且含量均低于對(duì)照，且差異均達(dá)到顯著水平（見表4）。說明淀粉在淀粉酶的作用下可水解為可溶性糖，鹽處理使淀粉水解為可溶性糖的過程受阻，在不同濃度的鹽脅迫下，淀粉水解受阻的程度也不同，同種鹽濃度越高受阻程度越高。

2.2.3 ?鹽脅迫對(duì)雞冠花種子萌發(fā)中淀粉酶活力的影響

植物體內(nèi)廣泛存在的淀粉酶能將貯藏型碳水化合物淀粉水解成麥芽糖。植物組織中貯藏的淀粉只有水解成麥芽糖之后才能用于呼吸和轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，而此水解過程正是在淀粉酶的催化下完成的。植物體內(nèi)的淀粉酶有α-淀粉酶及β-淀粉酶兩類，其中β-淀粉酶是組成酶，α-淀粉酶是誘導(dǎo)酶[8]。它們都可以將淀粉水解為麥芽糖。淀粉酶是種子萌發(fā)過程中最主要的水解酶類，而萌發(fā)初期起作用的又以α-淀粉酶為主。

由表5、表6可以看出，淀粉酶活力隨處理時(shí)間逐漸達(dá)到較高水平，而后隨著種子萌發(fā)又呈下降趨勢(shì)。萌發(fā)初期淀粉大量分解，進(jìn)一步發(fā)芽后α-淀粉酶作用底物減少，酶活性降低，此時(shí)分解淀粉的酶以β-淀粉酶為主。

萌發(fā)初期，各處理的α-淀粉酶活力呈上升趨勢(shì)，NaCl0.9%和Na2SO40.9%處理下雞冠花萌發(fā)種子中α-淀粉酶活力與對(duì)照無明顯差別，其他處理α-淀粉酶活力的差異性均顯著于對(duì)照，其中，Na2SO40.3%和Na2SO40.6%處理達(dá)到了極顯著水平（見表4）。隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，到試驗(yàn)后期，鹽分脅迫抑制了雞冠花種子中蛋白質(zhì)的水解，淀粉的水解，使可溶性糖含量減少，所以各處理的α-淀粉酶活力呈急劇下降趨勢(shì)，然后在一個(gè)水平上保持動(dòng)態(tài)平衡。

在整個(gè)試驗(yàn)過程中，各處理的淀粉酶總活力呈先上升后下降的趨勢(shì)。在脅迫前期，除Na2SO40.3%、Na2SO40.6%處理的淀粉酶總活力與對(duì)照差異不顯著外，其他各處理均顯著高于對(duì)照，其中3種濃度NaCl的處理與對(duì)照間達(dá)到了極顯著水平（見表5）。隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，到脅迫后期，除Na2SO41.2%處理外，其他處理的總酶活力均低于對(duì)照（見表6），這是由于Na2SO41.2%條件下生理進(jìn)程緩慢，萌發(fā)速度較慢。隨著鹽處理濃度越大，淀粉酶總活力下降的程度越大，這可能是由于高濃度鹽脅迫下種子的吸水受到影響，從而影響了種子的淀粉酶活性。

3 ?結(jié)論與討論

1）鹽處理使雞冠花種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)明顯降低，隨著鹽濃度的增加，抑制作用增強(qiáng)；3種鹽對(duì)種子萌發(fā)的抑制作用強(qiáng)度依次為NaCl＞復(fù)鹽＞Na2SO4。鹽處理使雞冠花種子萌發(fā)的進(jìn)程推遲。雞冠花種子NaCl耐鹽適宜范圍為0.41%，耐鹽半致死濃度為0.67%，耐鹽極限濃度為1.10%；Na2SO4耐鹽適宜范圍為0.73%，耐鹽半致死濃度為1.12%，耐鹽極限濃度為1.75%；耐鹽適宜范圍為0.55%，耐鹽半致死濃度為0.86%，耐鹽極限濃度為1.35%。

2）鹽處理對(duì)雞冠花種子萌發(fā)過程中的物質(zhì)能量代謝有一定影響。種子萌發(fā)過程需要大量能量和物質(zhì)，這些能量和物質(zhì)完全來源于貯藏物質(zhì)的氧化分解、釋放能量，而貯藏物質(zhì)的分解需要大量酶的參與。鹽分脅迫抑制了雞冠花種子中蛋白質(zhì)的水解，淀粉的水解，使可溶性糖含量減少，不能供給種子萌發(fā)需要的能量物質(zhì)，因此抑制種子的萌發(fā)或推遲萌發(fā)進(jìn)程。

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（責(zé)任編輯：敬廷桃）