藥用植物圓葉牽牛種子萌發耐鹽性分析

崔 興 國

(衡水學院 生命科學學院，河北 衡水 053000)

藥用植物圓葉牽牛種子萌發耐鹽性分析

崔 興 國

(衡水學院 生命科學學院，河北 衡水 053000)

研究了圓葉牽牛種子在6種濃度(0，50，100，150，250和400 mmol·L-1)NaCl脅迫及6種溫度(15，20，25，30，35，40℃)條件下的發芽率．結果表明，NaCl濃度低于50 mmol·L-1對種子萌發的影響不大，但高于100 mmol·L-1時隨NaCl濃度的升高，相對發芽率顯著降低，直至 0，濃度為 150 mmol·L-1時，對種子萌發抑制作用最大；圓葉牽牛種子萌發的最適溫度為15 ～ 20℃，高于25℃時，溫度越高，發芽率越低，35℃以上不能萌發．

圓葉牽牛；鹽脅迫；溫度；種子萌發；耐鹽性分析

隨著土壤鹽漬化的日益嚴重，植物鹽害及耐鹽機理的研究已成為當前科學研究的重要課題之一．北方鹽堿土以土壤溶液中Na+, Mg2+, Ca2+,Cl?和含量高為主要特征，尤其是Na+和Cl?含量較高．脅迫是指一種顯著偏離于植物最適生活條件的環境條件．NaCl脅迫既可以直接影響植物的生長，也可以通過抑制為生長提供物質基礎的光合作用而間接地影響植物生長，且濃度越大、時間越長，其影響越明顯[1]．植物生活周期中的種子萌發特性，是其生物學特性研究中的主要問題，種子萌發和幼苗生長階段是一個植物群落能否在鹽漬化環境下定植的關鍵時期，在田間栽培條件下鹽漬和溫度條件對種子萌發具有重要的生態指示性作用，目前，有關種子萌發耐鹽性的研究多見于作物、牧草、果樹和蔬菜等[2-4]，對藥用植物的耐鹽性研究較少．圓葉牽牛[Pharbitis purpurea(L.)Voigt]屬旋花科Convolvulaceae牽牛屬PharbitisChoisy，一年生草本植物，不但花繁葉茂，花期長達4 ～ 5個月，耐干旱瘠薄，是園林綠化、人造景觀、家庭院落綠化美化的好材料，而且作為野生藥用植物，其種子及全草均可入藥，含有牽牛子苷、色素、脂肪油、有機酸和生物堿等成分[6]，具有活血止痛、解毒消腫、瀉下利尿功效，市場需求量日趨增多．有關種子主要化學成分和藥理作用已多有報道，但鹽脅迫、溫度對其種子萌發的影響報道很少，尤其是鹽分和溫度互作條件對圓葉牽牛種子萌發的研究還是空白．本試驗通過研究不同濃度 NaCl脅迫、不同溫度條件下圓葉牽牛種子萌發的變化，旨在探討圓葉牽牛種子萌發的生理機制和抗鹽能力，為我國北方鹽堿地區進行圓葉牽牛的引種馴化及逆境生理研究提供理論依據．

1 材料與方法

1.1 供試材料

圓葉牽牛種子采于衡水學院校園內的圓葉牽牛自然分布群，于2009年10月采集成熟種子，室溫下晾干，選取飽滿無殘的種子保存備用．種子經0.1% HgCl2溶液浸泡消毒10 min，清水沖洗多次，自然晾干后分別放入各濃度的NaCl溶液浸種8 h，撈出并去除硬粒，選取100粒吸脹種子置于直徑9 cm墊有2層濾紙的培養皿中，每個處理重復3次．

1.2 試驗方法

試驗設計NaCl濃度分別為0, 50, 100, 150, 250, 400 mmol·L-1．設計處理溫度分別為15, 20, 25, 30, 35, 40 ℃．分別置于各溫度的恒溫培養箱內培養．每天定時用相應濃度的鹽溶液沖洗種子以維持鹽處理濃度的恒定．次日開始觀察記錄發芽種子數，(以胚根突破種皮視為發芽)連續統計 6 d發芽結束為止．分別測定種子的發芽率，計算不同溫度下的相對發芽率，計算公式為：相對發芽率(%) = (某一鹽處理下的發芽率/相應對照的發芽率)×100%．

耐鹽程度分析[4-5]：耐鹽濃度：發芽率達對照發芽率 75%時相對應的鹽濃度；耐鹽極限濃度：發芽率達對照發芽率10%時相對應的鹽濃度；耐鹽半致死濃度：發芽率達對照發芽率50%時相對應的鹽濃度．

以上數據處理與作圖用Excel和spss11.0完成．

2 結果與分析

2.1 NaCl對圓葉牽牛種子萌發的影響

圖1 不同溫度和不同濃度NaCl條件下圓葉牽牛種子萌發率日變化

從圖1可以看出，在所有溫度條件下，種子的發芽率均隨著NaCl濃度升高而降低．在250 mmol·L-1NaCl中，只有極少數種子萌發甚至不萌發．方差分析表明：NaCl(F= 26 217.15，p＜0.001)極顯著地影響圓葉牽牛種子的發芽率．經統計，萌發期圓葉牽牛種子的耐NaCl臨界值為150 mmol·L-1NaCl；極限值為250 mmol·L-1NaCl．

NaCl和溫度共同對圓葉牽牛種子萌發影響的結果(圖1和2)表明，在15℃下NaCl濃度≤250 mmol·L-1溶液中可以萌發，其中 50 mmol·L-1發芽率最高，甚至高于對照，說明低濃度 NaCl促進種子萌發，100, 150, 250 mmol·L-1中依次降低，250 mmol·L-1僅有2粒種子發芽，且在第4天才發芽，說明高溫下NaCl會延緩發芽，300 mmol·L-1發芽率為0．在20 ～ 30 ℃下NaCl濃度≤150 mmol·L-11可以萌發，變化趨勢與此相似，發芽率都隨著NaCl濃度的增加而下降，直至為0.35 ℃和40 ℃下全部種子不能萌發．雙因素方差分析結果表明：NaCl和溫度共同影響圓葉牽牛種子萌發的效果極顯著(F= 4 105.36，p＜0.001)．

圖2 不同溫度和不同濃度NaCl下圓葉牽牛種子的最終萌發率

2.2 溫度對圓葉牽牛種子萌發的影響

溫度是決定種子萌發的主要條件之一，在所有溫度條件下，圓葉牽牛種子萌發的最適溫度為15 ℃，此溫度下的最終發芽率最高(圖2)種子萌發的最佳條件是在15 ～ 25℃的蒸餾水中．方差分析表明：溫度(F= 57 655.62，p＜0.001)極顯著地影響圓葉牽牛種子的萌發，低溫度適宜萌發，高溫抑制萌發，35 ℃以上種子不能萌發．這與自然狀態下圓葉牽牛種子的萌發時間在4—6月份相一致．二者互作對種子發芽率影響顯著(p＜0.001)，說明其萌發對鹽分的響應依賴于溫度，在高溫下更嚴重．

2.3 不同溫度下圓葉牽牛種子萌發的耐鹽性分析

表1 不同溫度對圓葉牽牛種子萌發的耐鹽性影響

本實驗采用發芽率達到對照組發芽率的75%時所對應的NaCl濃度為耐鹽濃度，50%時的濃度為半致死濃度，10%的濃度為耐鹽極限濃度．由表1可知，溫度對圓葉牽牛種子萌發耐鹽性產生了影響．

3 討論

在生產實際中，種子發芽率通常是表征種子活力的主要參數，也是決定種子萌發質量的重要指標．本研究結果表明：圓葉牽牛在不同濃度NaCl溶液中的發芽率隨NaCl濃度增高而降低，低濃度≤100 mmol·L-1鹽脅迫對萌發的抑制作用不明顯，高濃度≥150 mmol·L-1對圓葉牽牛種子的萌發產生顯著的抑制作用，分析原因認為Na+和Cl?是植物生長的必需元素，即植物生長需要一定量的NaCl，只是高濃度的NaCl對植物有害，較高濃度的鹽分增加了溶液的滲透勢，使胚細胞吸水困難，種子進入強迫性休眠狀態，阻止了萌發進程，表現為種子延遲萌發[7]．這是植物適應鹽堿等不利環境的一種特性，當土壤鹽分隨著澆水或下雨含量降低而且水分適宜后再開始萌發以保證幼苗成活．當鹽濃度高到一定程度或持續一定時間，會破壞細胞質膜的完整性，導致膜選擇透性降低甚至喪失，引起胞內代謝失調從而造成種子永久性失去活力，不能萌發．

溫度影響種子的膜透性，膜結合蛋白活力、水解酶活性及種子內部物質的代謝，以及激素類物質的合成、降解和轉化．在所有溫度條件下，圓葉牽牛種子萌發的最適溫度為 15 ℃，此溫度下的最終發芽率最高．適宜萌發溫度范圍為15 ～ 25℃，30 ℃發芽率較25 ℃明顯降低．35 ℃以上不能萌發，低于10 ℃則發芽率低，發芽緩慢．

圓葉牽牛種子發芽率在不同萌發溫度條件下種子的耐鹽適宜范圍、極限濃度均以 15 ℃最高，其次是20 ℃和 25 ℃，35 ℃下耐鹽性最差，表明其萌發對鹽分的響應依賴于溫度，在高溫下更嚴重．圓葉牽牛具有一定的抗鹽能力，在生產中適于在土壤鹽漬程度較輕的地區大量種植．

[1] 趙可夫.植物抗鹽生理[M].北京:科學出版社,1993:32-34.

[2] 張秀玲.鹽對夏至草種子萌發以及鹽脅迫解除后種子萌發能力恢復的影響[J].植物生理學通訊.2008,44(3):436-440.

[3] 薛焱,王迎春.光照、溫度和鹽分對長葉紅沙種子萌發的影響[J].植物生理學通訊.2007,43(4):708-710.

[4] 馬紅媛,梁正偉,孔祥軍,等.鹽分、溫度及其互作對羊草種子發芽率和幼苗生長的影響[J].生態學報.2008,28 (10):4710-4716.

[5] 穆俊麗,李建科,楊靜慧,等.不同油葵品種種子萌發期的耐鹽性研究[J].北方園藝.2009(5):26-30.

[6] 王金蘭,李靈娜,賀禮東,等.牽牛全草的化學成分研究[J].天然產物研究與開發.2007,19:427-429.

[7] 崔興國.鹽脅迫對黃芪種子萌發的影響[J].衡水學院學報.2010,12(4):31-32.

Analysis of Salt Tolerance in Seed Germination of the Medicinal Plant NamedPharbitis purpurea (L.) Voigt

CUI Xing-guo
(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

The paper makes a study of the effects of NaCl concentration(0, 50, 100, 150, 250, 400 mmol·L-1)stress and temperature (15, 20, 25, 30, 35, 40℃) on seed germination ofPharbitis purpurea (L.) Voigt. The results indicate that NaCl concentration below 50 mmol·L-1has no effect on seed germination. But when NaCl concentration is over 100 mmol·L-1, the relative germinating percentage decreases significantly with the increasing concentration of NaCl，until 0.The salinity inhibition for seed germination is the greatest when NaCl concentration is 150 mmol·L-1. The optimal temperature for seed germination is 15～20 ℃, and when the temperature is over 25 ℃, the higher the temperature is, the lower the germinating percentage is,. No seeds germinate at over 35 ℃.

Pharbitis purpurea (L.) Voigt; salt stress; temperature; seed germination; analysis of salt tolerance

Q949.95

A

1673-2065(2012)01-0041-03

2011-09-10

河北省科技支撐計劃項目(01220129)

崔興國(1963-),女,河北冀州人,衡水學院生命科學學院副教授.

(責任編校：李建明英文校對：吳秀蘭)