外源2,4-表蕓苔素內(nèi)酯對鹽脅迫下不同鹽敏感型番茄種子萌發(fā)的影響

摘 要：【目的】研究鹽脅迫下不同濃度2，4-表蕓苔素內(nèi)酯（2，4-Epibrassinolide，EBR）處理對番茄種子萌發(fā)特性和關鍵酶活性的影響，篩選影響番茄種子萌發(fā)及生長發(fā)育效果的最佳濃度，為外源EBR的科學應用提供理論依據(jù)。

【方法】以鹽敏感型‘M82’和耐鹽型‘IL-7-5-5’番茄種子為材料，在50 mmol/L的NaCl處理下，添加0.01、0.1和0.5 μmol/L的外源EBR，測定番茄種子在萌發(fā)過程中的發(fā)芽率、發(fā)芽勢等形態(tài)指標，分析抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化。

【結果】外源EBR處理后的‘M82’和‘IL-7-5-5’種子的發(fā)芽勢較鹽脅迫處理均提高了10%～30%以上，種子活力指數(shù)均提高了100～200以上，并且隨著EBR濃度升高，2個番茄品種的發(fā)芽率、發(fā)芽勢均呈下降的趨勢。0.01 μmol/L EBR處理的‘M82’種子胚芽長和鮮重較鹽脅迫下分別增加了94.26%和135.71%；0.1 μmol/L EBR處理的‘IL-7-5-5’胚芽長和鮮重較鹽脅迫分別增加了32.48%和14.52%。幼芽體內(nèi)MDA和SOD、CAT、POD活性顯著提升，可溶性蛋白、可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量顯著增加，但不同EBR濃度、不同番茄品種之間的生理指標變化存在明顯差異。

【結論】外源EBR可以增強在鹽脅迫條件下番茄種子萌發(fā)過程中調(diào)節(jié)滲透的能力，增強體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的活性，膜脂過氧化產(chǎn)物的積累減少，促進番茄種子萌發(fā)和生長發(fā)育，提高番茄種子萌發(fā)期的耐鹽性。鹽脅迫下0.01 μmol/L的EBR處理對‘M82’的緩解效果最佳，0.1 μmol/L對‘IL-7-5-5’的緩解效果最佳。

關鍵詞：番茄；2，4-表蕓苔素內(nèi)酯；鹽脅迫；種子萌發(fā)

中圖分類號：S641.2 ""文獻標志碼：A ""文章編號：1001-4330（2024）08-1983-10

收稿日期（Received）：2024-02-05

基金項目：國家自然科學基金項目（31860554）；新疆維吾爾自治區(qū)蔬菜產(chǎn)業(yè)技術體系資助（綠色栽培崗）

作者簡介：奚瑞（1999-），女，吉林人，碩士研究生，研究方向為蔬菜栽培生理與逆境脅迫，（E-mail）Tsuki_re@163.com

通訊作者：秦勇（1962-），男，甘肅人，教授，博士，碩士生/博士生導師，研究方向為蔬菜栽培與生理，（E-mail）352167610@qq.com

王強（1983-），男，甘肅人，研究員，博士，碩士生導師，研究方向為蔬菜栽培生理與逆境脅迫，（E-mail）wangqiang201004@sina.com

0 引 言

【研究意義】鹽脅迫是限制植物生長發(fā)育的主要非生物脅迫之一［1］。不合理的施肥和灌溉等，將使土壤鹽分表積現(xiàn)象明顯，導致產(chǎn)生土壤次生鹽清化［2］。由于氣候條件的變化，鹽堿地面積每年還在不斷增長［3-4］。植物是否能正常生長與其所在的環(huán)境密不可分，土壤鹽漬化導致植物滲透壓平衡、離子平衡遭到破壞［5］，損傷細胞結構［6］，影響植物形態(tài)、生理代謝特性及正常生長發(fā)育，從而導致作物產(chǎn)量下降［7-9］。因此，研究篩選影響番茄種子萌發(fā)及生長發(fā)育的最佳濃度，對選育番茄抗鹽性品種有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】蕓苔素內(nèi)酯又稱油菜素內(nèi)酯（Brassinosteroids，BRs）是植物體內(nèi)普遍存在的一種甾醇類物質(zhì)［10-11］，具有高效、廣譜、無毒的生理活性，其在植物體內(nèi)的含量極少，生理活性極強［12］。BR通過改善植物的防御系統(tǒng)，以耐受各種脅迫，最終增加光合能力，增強抗氧化系統(tǒng)能力，并上調(diào)脅迫響應基因超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽還原酶（GR）和抗壞血酸過氧化物酶（APX）［13］。近年來，BRs已被廣泛用于非生物脅迫，例如干旱、鹽分、高溫等［14］。蕓苔素內(nèi)酯中最具生物活性的是2，4-表蕓苔素內(nèi)酯（2，4-Epibrassinolide，EBR）、28-表高蕓苔素內(nèi)酯及油菜素內(nèi)酯［15］。EBR是市售蕓苔素內(nèi)酯較多的植物激素［15］，其在調(diào)節(jié)各種生理和發(fā)育過程中起關鍵作用，包括細胞分裂和伸長、氣孔發(fā)育、基因表達、種子萌發(fā)直至成熟［16］，緩解各種生物和非生物因素對植物產(chǎn)生的脅迫作用十分關鍵［13-16］?！颈狙芯壳腥朦c】鹽脅迫將影響番茄種子的萌發(fā)，且不同鹽敏感型番茄品種對于鹽脅迫的抗性也各不相同。但目前不同濃度激素對于不同鹽敏感型番茄種子萌發(fā)特性和關鍵酶活性的影響還缺乏系統(tǒng)研究。需研究外源2， 4-表蕓苔素內(nèi)酯對鹽脅迫下不同鹽敏感型番茄種子萌發(fā)的影響?！緮M解決的關鍵問題】以2個不同鹽敏感型的番茄品種為材料，設置不同濃度的激素處理，在鹽脅迫的條件下測定種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)以及種子萌發(fā)過程中的種子活力、種胚酶活性的變化，分析鹽脅迫下不同激素濃度處理影響番茄種子萌發(fā)的生理機制，并篩選EBR對鹽脅迫下番茄種子萌發(fā)及生長發(fā)育緩解效應的最佳濃度。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試番茄品種為耐鹽型品種‘IL-7-5-5’和鹽敏感品種‘M82’，2，4—表蕓苔素內(nèi)酯、NaCl試劑購于北京酷來搏科技公司。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

篩選出3個對番茄種子萌發(fā)具有促進效果的EBR濃度，將50 mmol/L作為試驗最終模擬鹽脅迫的濃度（輕度鹽脅迫）。試驗共設5個處理：（1）CK：為蒸餾水處理；（2）T1：50 mmol/L NaCl；（3）T2：50 mmol/L NaCl+0.01 μmol/L EBR；（4）T3：50 mmol/L NaCl+0.1 μmol/L EBR；（5）T4：50 mmol/L NaCl+0.5 μmol/L EBR。設置4次重復，每個重復放置40粒種子。選取均勻、飽滿、大小一致的供試番茄種子，將種子消毒、漂洗，用吸水紙吸干，將種子分別浸泡在不同處理溶液中，隨后將番茄種子均勻擺放至鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，在恒溫培養(yǎng)箱（27℃）中萌發(fā)。自種子發(fā)芽之日起，每日觀察并記錄發(fā)芽種子數(shù)，在發(fā)芽第4 d時統(tǒng)計種子的發(fā)芽勢，第10 d時統(tǒng)計種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，測量胚芽長、胚根長、鮮重。在第10 d結束時，每個處理隨機選取3份全株幼苗，用于測定相關生理指標。

1.2.2.1 發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、鹽害指數(shù)和鹽害級別

發(fā)芽率（G）=發(fā)芽試驗結束后種子發(fā)芽數(shù)/種子數(shù)×100%；

發(fā)芽勢（Gr）=發(fā)芽試驗初期（種子發(fā)芽第4 d）種子發(fā)芽數(shù)/種子數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)（Gi）=Σ（每天發(fā)芽數(shù)量/發(fā)芽日數(shù)）；

活力指數(shù)（Vi）=Gi×發(fā)芽試驗結束后的平均鮮重（mg）；

根長、芽長：在第10 d使用直尺測量（以胚根超過種子一半長度為統(tǒng)計標準）；

鮮重：使用萬分之一電子天平測量單株鮮重；

鹽害指數(shù)（%）=（對照發(fā)芽率-處理發(fā)芽率）/對照發(fā)芽率×100%。

鹽害級別標準：當發(fā)芽率大于對照時為無鹽害，記為0；1級（鹽害指數(shù)≤20%）；2級（20%lt;鹽害指數(shù)≤40%）；3級（40%＜鹽害指數(shù)≤60%）；4級（60%lt;鹽害指數(shù)≤80%）；5級（鹽害指數(shù)＞80%）。

1.2.2.2 MDA含量和三大保護酶活性

采用蘇州科銘生物技術有限公司的試劑盒測定MDA含量、CAT、SOD、POD活性。

1.2.2.3 可溶性糖（SS）、可溶性蛋白質(zhì)（SP）

采用蘇州科銘生物技術有限公司的試劑盒測定可溶性糖含量、可溶性蛋白含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)；用Duncan’s法（α=0.05）檢驗顯著差異性；采用GraphPad prism8.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同濃度外源EBR對鹽脅迫下番茄種子發(fā)芽的影響

研究表明，在50 mmol/L的鹽脅迫條件下，鹽敏感型番茄品種‘M82’的發(fā)芽率、發(fā)芽勢較對照顯著降低，而耐鹽型番茄品種‘IL-7-5-5’的發(fā)芽率并無明顯影響，但發(fā)芽勢顯著降低。在NaCl脅迫處理下，‘M82’和‘IL-7-5-5’的發(fā)芽勢分別比對照降低了34.38%和38.13%；外源EBR處理后2個品種的發(fā)芽勢較T1均提高了10%～30%以上，但‘IL-7-5-5’在經(jīng)過不同濃度的EBR處理下，總體發(fā)芽率、發(fā)芽勢均較高于‘M82’。隨著EBR濃度的升高，2個番茄品種的發(fā)芽率、發(fā)芽勢均呈下降趨勢，較高濃度的EBR對番茄種子的萌發(fā)有抑制作用。EBR處理對鹽脅迫下番茄種子萌發(fā)具有緩解作用，可以顯著提高其發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。鹽脅迫處理下，‘M82’的活力指數(shù)比對照降低了52.01%，但‘IL-7-5-5’比對照增加了22.49%；外源EBR處理后的種子活力指數(shù)較T1均提高了100～200以上。T2（0.01 μmol/LEBR）處理對‘M82’品種的種子發(fā)芽效果最佳，而T3（0.1 μmol/LEBR）對‘IL-7-5-5’品種的種子發(fā)芽效果最佳。圖1

2.2 不同濃度外源EBR對鹽脅迫下番茄種子胚根胚芽的影響

研究表明，50 mmol/L的鹽脅迫顯著抑制了‘M82’胚根和胚芽的生長，但對耐鹽型品種‘IL-7-5-5’的胚根的生長和鮮重有促進作用，在鹽脅迫條件下的胚根長和鮮重較對照增加59.24%和75.49%。隨外源EBR處理濃度的增加，2個番茄品種的胚芽長度和鮮重均逐漸增加。T2處理的‘M82’種子胚芽長和鮮重較T1分別增加了94.26%和135.71%；經(jīng)過T3處理的‘IL-7-5-5’胚芽長和鮮重較T1分別增加了32.48%和14.52%。T4處理會顯著抑制‘M82’胚根的生長，而T2處理則會抑制‘IL-7-5-5’的胚根發(fā)育。T2（0.01 μmol/LEBR）處理對‘M82’品種的生物量影響效果最佳，而T3和T4（0.1和0.5 μmol/LEBR）對‘IL-7-5-5’品種的生物量影響效果最佳。表1

2.3 不同濃度外源EBR對鹽脅迫下番茄種子幼芽形態(tài)的影響

研究表明，與對照相比，50 mmol/L的NaCl脅迫下的‘M82’生長速度變慢，相同發(fā)育時間內(nèi)子葉未完全展開，莖、葉發(fā)黃，莖粗增加，根長縮短，與對照有明顯的表型差異。在T2處理下，‘M82’根、莖生長狀態(tài)正常，側根數(shù)目增加；但子葉發(fā)黃，且均呈卷曲狀。T3處理下，‘M82’根長下降，葉面卷曲程度好轉，葉片發(fā)黃程度減輕。T4處理下的側根數(shù)目顯著增多，葉片基本保持拉伸狀態(tài)，且顏色正常。與其他處理相比，T4處理下的幼芽形態(tài)更加健康，T4（0.5 μmol/LEBR）對番茄有一定的壯苗作用。

‘IL-7-5-5’番茄品種的幼芽在50 mmol/L的NaCl脅迫下，根長顯著增加，莖長度無明顯變化，莖粗增加，但子葉發(fā)黃干枯，且葉片有一定程度的卷曲。所有不同處理下，T2處理對鹽害的緩解效果最明顯，幼芽發(fā)育狀況最佳，其他處理的植株均有不同程度的萎縮和發(fā)黃現(xiàn)象。圖2

2.4 不同濃度外源EBR對鹽脅迫下番茄種子鹽害指數(shù)和鹽害級別的影響

研究表明，不同番茄品種的鹽害指數(shù)表現(xiàn)出明顯差異?！甅82’在鹽脅迫下的鹽害指數(shù)比‘IL-7-5-5’高30.48%，鹽害等級為2級。而‘IL-7-5-5’在50 mmol/L的NaCl影響下只受到輕微鹽害，鹽害等級為1級。隨著EBR濃度的增加，‘M82’和‘IL-7-5-5’的鹽害指數(shù)也逐漸上升，但2品種之間的差異并不明顯。T2、T3和T4處理下的‘M82’的鹽害指數(shù)比‘IL-7-5-5’高8.67%～10.31%。T2處理下的番茄種子對鹽脅迫的緩解能力最好，耐鹽型番茄‘IL-7-5-5’在T2處理下的種子萌發(fā)不受鹽脅迫的侵害，鹽害指數(shù)為0，EBR處理能在鹽害的條件下提升了番茄種子的發(fā)芽率。表2

2.5 不同濃度外源EBR對鹽脅迫下番茄種子MDA和抗氧化酶活性的影響

研究表明，鹽脅迫下，‘M82’和‘IL-7-5-5’的MDA含量相較于對照組分別降低了35.54%和65%。在‘M82’中，T2、T3處理分別降低了植物體內(nèi)32.64%和37.75%的MDA含量，T4處理與T1無顯著性差異。‘IL-7-5-5’中T2、T3處理較T1增加了50%和73.81%，而T4處理降低了11.90%。

50 mmol/L的鹽脅迫條件下，鹽敏感型‘M82’品種體內(nèi)的CAT和SOD活性顯著增加，較對照相比分別增加了215.2%和35.04%；外源EBR處理下，‘M82’的CAT和SOD活性呈梯度增加，但是較T1處理分別降低了60.45%、50.62%、28.62%和68.80%、62.68%和47.84%。而耐鹽型番茄品種‘IL-7-5-5’在鹽脅迫條件下體內(nèi)的CAT和SOD活性較對照相比分別降低了92.41%和45.46%。T2、T3處理下的CAT活性較T1顯著增加，T3處理下的SOD活性增長效果最明顯，較T1處理增加了115.45%。鹽脅迫條件下‘M82’和‘IL-7-5-5’的POD活性較對照相比分別降低了33.77%和78.48%，但在添加外源EBR后顯著提高了POD活性?！甅82’中T2、T3處理較T1分別增長了57.66%和47.98%；‘IL-7-5-5’的POD活性隨EBR濃度增加逐漸增加，其中T4處理的增長效果最明顯，且遠遠高于對照。圖3

2.6 不同濃度外源EBR對鹽脅迫下番茄種子可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響

研究表明，50 mmol/L的鹽脅迫條件下，‘M82’和‘IL-7-5-5’的可溶性糖含量較對照分別降低了15.72%和47.28%；‘M82’的T2較T1處理的可溶性糖含量增加了18.29%，‘IL-7-5-5’經(jīng)過外源EBR處理后的可溶性糖含量較T1均有不同程度的降低。在鹽脅迫下‘M82’的可溶性蛋白含量較對照增加了90.23%，其余EBR處理濃度較T1相比均呈下降趨勢；‘IL-7-5-5’的T1處理較對照降低了68.93%，其余EBR處理中的T3處理對可溶性蛋白含量的提高最顯著，T2和T4并無明顯變化。圖4

2.7 不同濃度外源EBR對鹽脅迫下番茄種子萌發(fā)生理指標參數(shù)變異的影響

研究表明，前2個主成分，其中M82的2個主成分的總體貢獻率達到了99.98%，IL-7-5-5的總體主成分貢獻率為99.92%，主成分對綜合原始變量的信息的能力較強。在第1主成分中，‘M82’品種中的SOD、CAT、MAD、SP和SS的權重系數(shù)均高于0.5，‘IL-7-5-5’品種中的SOD、CAT、MAD、SP和SS均高于0.6。其中，不同的EBR濃度處理對2個品種生理指標參數(shù)的變化影響較大。在第2主成分中，‘M82’的MAD、SP和SS；‘IL-7-5-5’的SOD、CAT、MAD、SP和SS的載荷值較高。表3，圖5

3 討 論

3.1

番茄作為一種鹽敏感的農(nóng)業(yè)種植作物，鹽害將嚴重影響番茄的生長發(fā)育，導致番茄減產(chǎn)甚至死亡［17］。土壤中當鹽濃度超過一定閾值時就會造成植物吸水困難，抑制種子的萌發(fā)和幼苗的生長［18-19］。試驗結果表明，在50 mmol/L的NaCl脅迫環(huán)境中，添加EBR可以緩解番茄在種子萌發(fā)期受到的不良影響，提高番茄種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢等各項生理生化指標，且不同品種、不同EBR濃度之間存在顯著差異，該結果與水稻［20］、番茄［21］、黑麥草［22］的研究結果一致。

3.2

植物能否在鹽堿環(huán)境中生存，取決于是否可以在鹽脅迫環(huán)境下發(fā)芽勢、發(fā)芽率的高低以及發(fā)芽速度的快慢［23］。在高濃度鹽脅迫下，用5 μM/L的蕓苔素內(nèi)酯處理可以提高苜蓿種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，同時莖鮮重、莖干重和根干重、根長和根活力顯著增加［24］。將大豆和綠豆使用天然蕓苔素內(nèi)酯溶液浸種可提高大豆和綠豆種子發(fā)芽率、芽長和下胚軸胚根比，促進豆芽生長［25］。研究中，鹽脅迫下2個不同鹽敏感型番茄經(jīng)過EBR處理后的發(fā)芽率影響并不顯著，但發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著增加；根長、芽長和鮮重也顯著高于對照，與在不同鹽敏感型水稻中的研究結果相似［26］，是因為BRs參與細胞伸長、編碼木糖葡聚糖內(nèi)轉移葡萄糖基酶/水解酶的基因調(diào)控，還可以在應激條件下維持植物膜的穩(wěn)定性，并通過激活細胞壁松弛酶來調(diào)節(jié)細胞伸長和分裂活動［27］。蕓苔素內(nèi)酯以劑量依賴性方式影響植物的生長［28］，不同濃度的EBR處理對鹽脅迫的緩解效果也不同。低BR濃度（0.1和0.01 μg/L）可以促進馬鈴薯根伸長和側根發(fā)育，而高BR濃度（1～100 μg/L）則抑制根系伸長［29］。試驗也有相同的結論，隨EBR濃度的增加，2個番茄品種的側根數(shù)目逐漸增加，但胚根、胚芽和鮮重都呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，其中‘M82’比‘IL-7-5-5’的指標變化更明顯。根長和芽長對EBR濃度響應的不同，對明顯促進芽長發(fā)育的EBR濃度對根長的促進效果不顯著，可能與EBR調(diào)控根尖分生區(qū)有關［21］。用5種不同濃度EBR對黑枸杞進行浸種處理后，發(fā)現(xiàn)低濃度EBR可以促進黑果枸杞種子在鹽脅迫下的萌發(fā)，高濃度則起到抑制作用，其中0.05 mg/L EBR對黑果枸杞種子萌發(fā)的促進效果最為明顯［29］。在中等鹽脅迫下，使用0.05～0.5 mg/L濃度的蕓苔素內(nèi)酯浸種，與CK相比，亞麻種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率均顯著提高，其中0.5 mg/L的蕓苔素內(nèi)酯浸種效果最好。蕓苔素內(nèi)酯在脅迫環(huán)境中對種子萌發(fā)起到促進作用，且不同作物品種和不同的脅迫等級施用的最適宜濃度均存在顯著差異。

3.3

使用28-表高蕓苔素內(nèi)酯對芥菜種子進行預處理，發(fā)現(xiàn)其通過嚴格調(diào)節(jié)ROS的積累，對SOD、CAT、APX、GR和脫氫抗壞血酶還原酶和單脫氫抗酸還原酶的活性均有積極影響，提高了植物對抗鹽脅迫的毒性效應的潛力［30，31］。在50 mmol/L的鹽脅迫條件下，鹽敏感型品種‘M82’體內(nèi)的CAT和SOD活性顯著增加，表明植株在鹽脅迫下啟動防御機制，利用自身清除活性氧來抵御鹽脅迫的侵害，與楊文文等［32］在番茄中的研究結果一致。鹽脅迫下使用6 μm/L蕓苔素內(nèi)酯處理苜蓿種子后，可以顯著提升苜蓿幼苗中的POD、SOD和CAT的活性［33］。用EBR處理鹽脅迫下的玉米種子，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)過氧化水平隨EBR的應用而降低，顯示出較少的氧化損傷，幼苗的SOD、POD和APOX活性顯著增強［34］。試驗在添加外源EBR后，2個不同品種番茄的MDA、CAT、SOD和POD活性均有不同程度的提高，其中，以0.1和0.5 μmol/L濃度的EBR處理提升抗氧化酶活性的效果最顯著，‘IL-7-5-5’品種在鹽脅迫下對外源EBR的響應更強烈。

滲透調(diào)節(jié)是植物減少脅迫傷害的一個重要特征，植物自身也會發(fā)生一些生理生化變化來適應鹽脅迫環(huán)境，如增加體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來增加細胞液的滲透勢［35］。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、甜菜堿等）的吸收和合成，可以使植物細胞內(nèi)能夠維持較高的滲透水平［36］。在180 mmol/L的鹽脅迫下，使用0.05 mg/L EBR處理玉米種子后脯氨酸和可溶性糖含量提高，可以顯著緩解鹽脅迫的傷害［37］。在100 mmol/L NaCl脅迫下研究EBR對2種燕麥種子萌發(fā)抑制的緩解效應，研究結果顯示0.01 μmol/L外源EBR可以顯著降低燕麥種子萌發(fā)過程中的蛋白水解酶活性，可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量相應提高［38］。試驗結論與前人一致，在NaCl脅迫環(huán)境下，經(jīng)過外源EBR處理后番茄中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量增加，且0.1 μmol/L EBR處理可以顯著提高2個番茄品種的可溶性蛋白含量，0.01 μmol/L EBR濃度對可溶性糖含量的提升效果更好。

4 結 論

在鹽脅迫下，不同濃度外源EBR處理的2個番茄品種的種子均顯著影響其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)?！甅82’的MAD、SP和SS；‘IL-7-5-5’的SOD、CAT、MAD、SP和SS的載荷值較高，EBR能夠顯著提高番茄種子萌發(fā)過程的滲透調(diào)節(jié)能力，同時顯著提高番茄的抗氧化系統(tǒng)活性，有效降低活性氧和膜脂過氧化產(chǎn)物的積累，提高番茄種子萌發(fā)期的耐鹽性。但隨EBR濃度的提升，番茄種子的萌發(fā)指數(shù)、抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量呈先增加后降低的趨勢。在50 mmol/L的NaCl脅迫下，不同的鹽敏感型番茄品種種子的適宜濃度不同。其中，0.01 μmol/L對‘M82’緩解鹽脅迫的效果最佳，而0.1 μmol/L對‘IL-7-5-5’的效果最佳。

參考文獻（References）

［1］羅子敬， 孫宇涵， 盧楠， 等. 楊樹耐鹽機制及轉基因研究進展［J］. 核農(nóng)學報， 2017， 31（3）： 482-492.

LUO Zijing， SUN Yuhan， LU Nan， et al. Research advances on salt-tolerance mechanism and genetic transformation of poplar［J］. Journal of Nuclear Agricultural Sciences， 2017， 31（3）： 482-492.

［2］ 劉振斌， 任東濤. 應對土壤鹽漬化日益增加的農(nóng)作物育種策略分析［J］. 中國農(nóng)業(yè)信息， 2016，（16）： 6-7.

LIU Zhenbin， REN Dongtao. Analysis of crop breeding strategy to deal with the increasing soil salinization［J］. China Agricultural Information， 2016，（16）： 6-7.

［3］ Zelm E V， Zhang Y， Testerink C. Research advances on salt-tolerance mechanism and genetic transformation of poplar［J］. Annual Review of Plant Biology， 2020， 71 （1）： 403-433.

［4］ 毛戀， 蘆建國， 江海燕. 植物響應鹽堿脅迫的機制［J］. 分子植物育種， 2020， 18（10）： 3441-3448.

MAO Lian， LU Jianguo， JIANG Haiyan. Mechanisms of plant responses to salt-alkali stress［J］. Molecular Plant Breeding， 2020， 18（10）： 3441-3448.

［5］ 王學征， 李秋紅， 吳鳳芝. NaCl脅迫下栽培型番茄Na+、K+吸收、分配和轉運特性［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學， 2010， 43（7）： 1423-1432.

WANG Xuezheng， LI Qiuhong， WU Fengzhi. Study on the characteristics of absorption， distribution and selective transport of Na+ and K+ in tomato plants under salt stress［J］. Scientia Agricultura Sinica， 2010， 43（7）： 1423-1432.

［6］ 李換麗. 硅對番茄幼苗抗鹽性的影響及機理初探［D］. 楊凌： 西北農(nóng)林科技大學， 2015.

LI Huanli. The Effect And Mechanism of Exogenous Silicon on Salt Resistance of Tomato Seedlings［D］. Yangling： Northwest A amp; F University， 2015.

［7］ Siddiqui M H， Mohammad F， Khan M M A， et al. Cumulative effect of nitrogen and sulphur on Brassica juncea L. genotypes under NaCl stress［J］. Protoplasma， 2012， 249（1）： 139-153.

［8］ Singh M. Plant tolerance mechanism against salt stress： the nutrient management approach［J］. Biochemistry amp; Pharmacology： Open Access， 2014， 3（5）： 165-178.

［9］ Tabi K， Tabi F， Ait Abderrahim L， et al. Effect of salt stress on growth， chlorophyll content， lipid peroxidation and antioxidant defence systems in Phaseolus vulgaris L［J］. South African Journal of Botany， 2016， （105）： 306-312.

［10］ 王晚霞， 高立楊， 張瑞， 等. 2， 4-表油菜素內(nèi)酯對鹽堿脅迫下垂絲海棠光合及生理特性的影響［J］. 果樹學報， 2021， 38（9）： 1479-1490.

WANG Wanxia， GAO Liyang， ZHANG Rui， et al. Effects of 2， 4 epbrassinolide on photosynthetic and physiological characteristics of Malusa halliana under saline-alkali stress［J］. Journal of Fruit Science， 2021， 38（9）： 1479-1490.

［11］ Fujioka S， Yokota T. Biosynthesis and metabolism of brassinosteroids［J］. Annual Review of Plant Biology， 2003， （54）： 137-164.

［12］ 郭慧琴， 任衛(wèi)波， 李平， 等. 2， 4-表油菜素內(nèi)酯和赤霉素互作對羊草種子萌發(fā)及幼苗生長的影響［J］. 草業(yè)科學， 2014， 31（6）： 1097-1103.

GUO Huiqin， REN Weibo， LI Ping， et al. Effect of epi-brassinosteroid and Gibberellin on seed germination and seedling growth of Leymus chinensis［J］. Pratacultural Science， 2014， 31（6）： 1097-1103.

［13］ Shu S， Tang Y Y， Yuan Y H， et al. The role of 24-epibrassinolide in the regulation of photosynthetic characteristics and nitrogen metabolism of tomato seedlings under a combined low temperature and weak light stress［J］. Plant Physiology and Biochemistry， 2016， （107）： 344-353.

［14］ Bajguz A， Hayat S. Effects of brassinosteroids on the plant responses to environmental stresses［J］. Plant Physiology and Biochemistry， 2009， 47（1）： 1-8.

［15］ Li J， Yang P， Kang J G， et al. Transcriptome analysis of pepper （Capsicum annuum） revealed a role of 24-epibrassinolide in response to chilling［J］. Frontiers in Plant Science， 2016， （7）： 1281.

［16］ Oh E， Zhu J Y， Wang Z Y. Interaction between BZR1 and PIF4 integrates brassinosteroid and environmental responses［J］. Nature Cell Biology， 2012， 14（8）： 802-809.

［17］ 楊爽. 鉀介導番茄耐鹽機理的研究［D］. 沈陽： 沈陽農(nóng)業(yè)大學， 2020.

YANG Shuang. Study on the Mechanism of Potassium-mediated Tomato Salt Tolerance［D］. Shenyang： Shenyang Agricultural University， 2020.

［18］ 施雨. 褪黑素對鹽脅迫下紫花苜蓿種子萌發(fā)及幼苗生長生理特性的影響［D］. 揚州： 揚州大學， 2022.

SHI Yu. Effects of Melatonin on Seed Germination and Seedling Growth and Physiological Characteristics of Alfalfa under Salt Stress［D］. Yangzhou： Yangzhou University， 2022.

［19］ 李彥， 張英鵬， 孫明， 等. 鹽分脅迫對植物的影響及植物耐鹽機理研究進展［J］. 中國農(nóng)學通報， 2008， 24（1）： 258-265.

LI Yan， ZHANG Yingpeng， SUN Ming， et al. Research advance in the effects of salt stress on plant and the mechanism of plant resistance［J］. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2008， 24（1）： 258-265.

［20］ 侯會云. 油菜素內(nèi)酯對鹽脅迫下水稻種子萌發(fā)的影響［J］. 熱帶農(nóng)業(yè)科學， 2020， 40（7）： 1-6.

HOU Huiyun. Effects of brassinolide on seed germination of rice under salt stress［J］. Chinese Journal of Tropical Agriculture， 2020， 40（7）： 1-6.

［21］ 舒思晨， 王娟， 王柏柯， 等. 外源MeJA和BR對番茄種子萌發(fā)及幼根生長的影響［J］. 農(nóng)業(yè)工程， 2022， 12（3）： 138-143.

SHU Sichen， WANG Juan， WANG Boke， et al. Effects of exogenous MeJA and BR on tomato seed germination and root growth［J］. Agricultural Engineering， 2022， 12（3）： 138-143.

［22］ 王丹， 劉亞西， 周揚， 等. 油菜素內(nèi)酯對鹽脅迫下黑麥草種子萌發(fā)及幼苗生長的生理調(diào)控作用［J］. 草業(yè)科學， 2021， 38（6）： 1110-1118.

WANG Dan， LIU Yaxi， ZHOU Yang， et al. Physiological regulation of brassinosteroids on seed germination and seedling growth in Lolium perenne in response to salt stress［J］. Pratacultural Science， 2021， 38（6）： 1110-1118.

［23］ 于明艷. 不同外源性試劑對鹽脅迫下黃瓜種子萌發(fā)的影響［J］. 農(nóng)業(yè)科技與裝備， 2019，（2）： 27-29.

YU Mingyan. Effects of different exogenous reagents on seed germination of Cucumis sativus L［J］. Agricultural Science amp; Technology and Equipment， 2019，（2）： 27-29.

［24］ Zhang S， Hu J， Zhang Y， et al. Seed priming with brassinolide improves lucerne （Medicago sativa L.） seed germination and seedling growth in relation to physiological changes under salinity stress［J］. Australian Journal of Agricultural Research， 2007， 58（8）： 811-815.

［25］ CHENG C， HAN H， DING D， et al. Effects of Natural Brassinolide on Seed Germination and Hypocotyl Elongation of Beans［J］. Agricultural Biotechnology， 2015， 4（5）： 26-28.

［26］ Larré C F， de Moraes D M， Lopes N F. Qualidade fisiológica de sementes de arroz tratadas com soluo Salina e 24-epibrassinolídeo［J］. Revista Brasileira De Sementes， 2011， 33（1）： 86-94.

［27］ Tanveer M， Shahzad B， Sharma A， et al. 24-Epibrassinolide; an active brassinolide and its role in salt stress tolerance in plants： a review［J］. Plant Physiology and Biochemistry， 2018， （130）： 69-79.

［28］ 紀秀娥， 史留功， 胡春紅， 等. 油菜素內(nèi)酯對小麥、玉米種子萌發(fā)的影響［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學， 2014， 42（9）： 88-89.

JI Xiue， SHI Liugong， HU Chunhong， et al. Effect of brassinolide on seed germination of wheat and maize［J］. Jiangsu Agricultural Sciences， 2014， 42（9）： 88-89.

［29］ Hu Y Q， Xia S T， Su Y， et al. Brassinolide increases potato root growth in vitro in a dose-dependent way and alleviates salinity stress［J］. BioMed Research International， 2016， 2016： 8231873.

［30］ 趙旭慶， 徐珊珊， 李強， 等. 鹽脅迫下24-表油菜素內(nèi)酯浸種對黑果枸杞種子萌發(fā)的影響［J］. 林業(yè)科技通訊， 2021，（3）： 59-61.

ZHAO Xuqing， XU Shanshan， LI Qiang， et al. Effects of EBR immersion on seed germination of Lycium ruthenicum under salt stress［J］. Forest Science and Technology， 2021，（3）： 59-61.

［31］ Kaur H， Sirhindi G， Bhardwaj R， et al. 28-homobrassinolide regulates antioxidant enzyme activities and gene expression in response to salt- and temperature-induced oxidative stress in Brassica juncea［J］. Scientific Reports， 2018， 8（1）： 8735.

［32］ 楊文文， 劉媛， 聶書明. 外源油菜素內(nèi)酯對鹽脅迫下番茄種子萌發(fā)的影響［J］. 園藝與種苗， 2022， 42（11）： 43-46.

YANG Wenwen， LIU Yuan， NIE Shuming. Effect of exogenous brassinosteroids on germination of tomato seeds under salt stress［J］. Horticulture amp; Seed， 2022， 42（11）： 43-46.

［33］ Zhang S， Hu J， Zhang Y， et al. Seed priming with brassinolide improves lucerne （Medicago sativa L.） seed germination and seedling growth in relation to physiological changes under salinity stress［J］. Australian Journal of Agricultural Research， 2007， 58（8）： 811.

［34］ Arora N， Bhardwaj R， Sharma P， et al. Effects of 28-homobrassinolide on growth， lipid peroxidation and antioxidative enzyme activities in seedlings of Zea mays L. under salinity stress［J］. Acta Physiologiae Plantarum， 2008， 30（6）： 833-839.

［35］ Wu W L， Zhang Q， Ervin E H， et al. Physiological mechanism of enhancing salt stress tolerance of perennial ryegrass by 24-epibrassinolide［J］. Frontiers in Plant Science， 2017， （8）： 1017.

［36］ 高景慧， 母養(yǎng)秀， 張越利， 等. 外源NO對滲透脅迫下多年生黑麥草幼苗生長和生理特性的影響［J］. 草地學報， 2011， 19（4）： 625-630.

GAO Jinghui， MU Yangxiu， ZHANG Yueli， et al. Effects of exogenous nitric oxide on the growth and physiological characteristics of perennial ryegrass seedlings under osmotic stress［J］. Acta Agrestia Sinica， 2011， 19（4）： 625-630.

［37］ 閆慧萍， 彭云玲， 趙小強， 等. 外源24-表油菜素內(nèi)酯對逆境脅迫下玉米種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［J］. 核農(nóng)學報， 2016， 30（5）： 988-996.

YAN Huiping， PENG Yunling， ZHAO Xiaoqiang， et al. Effect of exogenous 24-epibrassinolide on seed germination and seedling growth of maize under different stress［J］. Journal of Nuclear Agricultural Sciences， 2016， 30（5）： 988-996.

［38］ 寇江濤. 外源2， 4-表油菜素內(nèi)酯對鹽脅迫下燕麥種子萌發(fā)抑制的緩解效應［J］. 草業(yè)科學， 2020， 37（5）： 916-925.

KOU Jiangtao. Mitigating effect of exogenous 2， 4-epibrassinolide on the inhibition of oat seed germination under salt stress［J］. Pratacultural Science， 2020， 37（5）： 916-925.

Effects of exogenous 2， 4-epibrassinolide on seed germination

of different salt-sensitive tomatoes under salt stress

XI Rui1，2， CHEN Yijia1，2， LI Ning2， YU Qinghui2， WANG Qiang2， QIN Yong1

（1.College of Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China；2. Xinjiang Vegetable Engineering Technology Research Center/ Institute of Horticultural Crops， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091， China）

Abstract：【Objective】 To study the effects of different concentrations of 2， 4-Epibrassinolide （EBR） on the germination characteristics and key enzyme activities of tomato seeds under salt stress and" determine the optimal concentration of exogenous EBR for tomato seed germination and growth in the hope of providing theoretical support for the effective application of this plant growth regulator.

【Methods】 The seeds of salt-sensitive tomato ‘M82’ and salt-tolerant tomato ‘IL-7-5-5’ were treated with 50 mmol/L NaCl， and exogenous EBR of 0.01， 0.1 and 0.5 μmol/L were added to assess tomato seed germination stage of germination rate， germination potential， morphological characteristics， and analysis of antioxidant enzymes activity and osmotic regulation substances content changes.

【Results】 Compared with salt stress treatment， the germination potential of ‘M82’ and ‘IL-7-5-5’ after exogenous EBR treatment was increased by more than 10% to 30%， and the seed vigor index was increased by more than 100 to 200. With the increase of EBR concentration， the germination rate and germination potential of the two tomato varieties showed a decreasing trend. Compared with salt stress， the seed germ length and fresh weight of ‘M82’ treated with 0.01 μmol/L EBR increased by 94.26% and 135.71%， respectively. The germ length and fresh weight of ‘IL-7-5-5’ treated with 0.1 μmol/L EBR increased by 32.48% and 14.52%， respectively， compared with salt stress. The contents of osmoregulatory substances such as soluble protein and soluble sugar were significantly increased， and the activities of MDA， SOD， CAT and POD in the sprouts were significantly increased， but there were significant differences in physiological indexes between different EBR concentrations and different tomato varieties.

【Conclusion】 In the presence of salt stress， exogenous EBR can enhance the adaptability of tomato seeds to osmotic regulation during germination， improve the efficacy of antioxidant system in vivo， reduce the accumulation of membrane lipid peroxidation products， promote the germination and growth of tomato seeds， thus enhancing the tolerance of tomato seeds to salt during germination. 0.01 μmol/L EBR treatment has the best effect on ‘M82’ and 0.1 μmol/L on ‘IL-7-5-5’ under salt stress.

Key words：tomato; EBR; salt stress; seed germination

Fund projects：The Project of National Natural Science Foundation of China （31860554）; The Vegetable Industry Technology System Support Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region （Green Cultivation Post）

Correspondence author：QIN Yong（1962-），male，from Gansu， professor， Ph.D， Ph.D supervisor， research direction： Vegetable cultivation and physiology，（E-mail）352167610@qq.com

WANG Qiang（1983-），male，from Gansu， researcher， master supervisor， research direction： Physiology and Stress of vegetable cultivation，（E-mail）wangqiang201004@sina.com