NaCl和Na₂CO₃脅迫對黑麥草種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響

齊安國 張毅川 李新崢

摘要：以黑麥草（Lolium perenne）為試驗(yàn)材料，分別進(jìn)行NaCl（50、100、150、200 mmol/L）和Na2CO3（25、50、75、100 mmol/L）不同濃度脅迫處理，以加蒸餾水處理作對照，處理后研究NaCl和Na2CO3脅迫下對黑麥草種子萌發(fā)、葉片相對電導(dǎo)率和丙二醛（MDA）含量的影響。結(jié)果表明：①在NaCl和Na2CO3處理下，當(dāng)Na+濃度≤50 mmol/L時(shí)，對發(fā)芽率和MDA含量沒有顯著影響，隨著濃度的增加，特別是Na+≥150 mmol/L時(shí)，黑麥草種子各項(xiàng)萌發(fā)生理指標(biāo)和MDA含量與對照相比均表現(xiàn)顯著變化。②就NaCl和Na2CO3脅迫相比較，在相同Na+濃度下，處于Na2CO3脅迫下的黑麥草種子幼苗葉片相對電導(dǎo)率及MDA含量均明顯高于NaCl脅迫。這說明NaCl和Na2CO3脅迫均對黑麥草種子和幼苗造成了不同程度的傷害，但在相同Na+濃度下，Na2CO3脅迫傷害程度大于NaCl脅迫，因此說明黑麥草種子和幼苗對NaCl的忍耐程度高于Na2CO3。

關(guān)鍵詞：鹽脅迫；黑麥草（Lolium perenne）；萌發(fā)；相對電導(dǎo)率；MDA

中圖分類號(hào)：S543+.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）07-1613-03

黑麥草（Lolium perenne）品種Caddieshack是冷季型草坪草中應(yīng)用最廣泛的草種之一[1]。本試驗(yàn)采用人工控制鹽分濃度的方法，設(shè)計(jì)了中性鹽和堿性鹽脅迫下對黑麥草種子的萌發(fā)特性及萌發(fā)過程中伴隨的生理特性的影響，對其耐鹽性作定量分析， 旨在初步評價(jià)黑麥草的耐鹽性，為黑麥草的種植推廣、抗性品種的篩選和育苗工作提供理論依據(jù)，從而為更加合理充分利用鹽堿地奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黑麥草品種Caddieshack由江蘇楓景花卉苗木種子基地提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢的測定 將處理好的種子置于鋪濾紙的培養(yǎng)皿中，分別用不同濃度的NaCl和Na2CO3進(jìn)行處理，以加蒸餾水處理為對照，NaCl 脅迫分4個(gè)組：溶液分別為50、100、150、200 mmol/L（相應(yīng)pH分別為7.10、7.12、7.14、7.15）；Na2CO3脅迫分4個(gè)組：溶液分別為25、50、75、100 mmol/L（相應(yīng)pH分別為10.32、10.64、10.83、10.93）。每個(gè)培養(yǎng)皿置100粒種子，分別加入不同濃度的NaCl和Na2CO3（均為5mL），于25 ℃、濕度為85.5%的人工氣候箱中培養(yǎng)，每天光照時(shí)間8∶00～18∶00，光照度為5 000 lx，為保證鹽濃度應(yīng)每天換營養(yǎng)液1次。分別于第五天和第11天統(tǒng)計(jì)其發(fā)芽勢和發(fā)芽率。每天同一時(shí)間計(jì)算發(fā)芽種子數(shù)。計(jì)算不同處理種子的發(fā)芽率（Gr）、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)（Gi）。發(fā)芽率（Gr）=n/N×100%（n為發(fā)芽終期全部正常發(fā)芽的種子數(shù)，N為供試種子數(shù)），發(fā)芽勢為種子發(fā)芽達(dá)到高峰時(shí)的正常發(fā)芽種子數(shù)與供測種子總數(shù)百分比[2]。發(fā)芽指數(shù)（Gi）=Gt/Dt×100%（Gt為處理第11天的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)）[3]。

1.2.2 細(xì)胞膜透性的測定 采用電導(dǎo)率法。按照文獻(xiàn)[2]方法，取1 g葉片，用蒸餾水沖洗葉片表面2次，再用10 mL蒸餾水浸泡葉片24 h后測定其電導(dǎo)率（L1），然后將試管放入沸水浴中保持30 min后取出冷卻后補(bǔ)充蒸餾水至原來位置，再次測定其電導(dǎo)率（L2）。計(jì)算相對電導(dǎo)率：相對電導(dǎo)率=L1/L2×100%[4]。

1.2.3 丙二醛（MDA）含量的測定 取葉片3～5片洗凈擦干，剪成0.5 cm長的小段混勻，稱取0.3 g放入研缽中，加入少許石英砂和5 mL 5%的三氯乙酸，研磨成勻漿。3 000 r/min離心15 min，取上清液2 mL加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸溶液搖勻。將試管放入沸水浴中煮沸10 min（自試管內(nèi)溶液中出現(xiàn)小氣泡開始計(jì)時(shí)）。到時(shí)間后立即將試管取出并放入冷水浴中，待試管內(nèi)溶液冷卻后，3 000 r/min離心15 min，取上清液并測量其體積。以0.5%硫代巴比妥酸溶液為空白對照測定532、600和450 nm處的吸光度[5]。并按公式計(jì)算MDA濃度，再計(jì)算單位鮮組織中的MDA含量。計(jì)算公式如下：MDA（μmol/L）=6.45×（A532 nm-A600 nm）-0.56×A450 nm，MDA（μmol/g）= MDA（μmol/L）×N/W[N為提取液體積（L），W為鮮重（g）][6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度鹽脅迫對黑麥草種子萌發(fā)的影響

由表1可見，鹽溶液脅迫下黑麥草種子發(fā)芽率與對照相比均呈降低趨勢，且隨著鹽濃度的增加其發(fā)芽率下降得更明顯。方差分析表明，在50 mmol/L

NaCl及25 mmol/L Na2CO3處理下，黑麥草種子發(fā)芽率與對照相比差異不顯著，當(dāng)NaCl 濃度增至100 mmol/L、Na2CO3濃度增至50 mmol/L時(shí)，黑麥草種子發(fā)芽率明顯下降，與對照相比差異顯著（P<0.05）。黑麥草種子在不同濃度鹽脅迫下其發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)與對照相比均差異顯著（P<0.05）。

2.2 不同濃度鹽脅迫對黑麥草幼苗葉片相對電導(dǎo)率的影響

由表2可見，在50～100 mmol/L NaCl處理下黑麥草幼苗葉片相對電導(dǎo)率與對照相比差異不顯著，在NaCl濃度為150 mmol/L及以上處理下，黑麥草幼苗葉片相對電導(dǎo)率與對照相比差異極顯著（P<0.01）；而在不同濃度Na2CO3處理下，黑麥草幼苗葉片相對電導(dǎo)率與對照相比差異均達(dá)極顯著水平（P<0.01）。

2.3 不同濃度鹽脅迫對黑麥草幼苗葉片MDA含量的影響

由表3可見，在50 mmol/L NaCl脅迫下MDA含量與對照相比差異不顯著，而在100、150、200 mmol/L NaCl脅迫下黑麥草幼苗葉片MDA含量與對照相比均極顯著增加（P<0.01）；在Na2CO3脅迫下除25 mmol/L濃度處理與對照相比差異不顯著外，其余濃度處理下黑麥草幼苗葉片MDA含量與對照相比均極顯著增加（P<0.01），而且增加幅度大于在相同Na+濃度下的NaCl 脅迫。試驗(yàn)結(jié)果表明，培養(yǎng)液中Na+濃度相同的情況下，Na2CO3對黑麥草幼苗葉片細(xì)胞氧化損害的程度大于NaCl。

3 小結(jié)與討論

3.1 小結(jié)

1）鹽脅迫對黑麥草種子萌發(fā)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，黑麥草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及發(fā)芽勢都與鹽溶液濃度呈負(fù)相關(guān)。

2）鹽脅迫對黑麥草幼苗生理特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，黑麥草幼苗葉片相對電導(dǎo)率、MDA含量與鹽溶液濃度呈正相關(guān)。

3.2 討論

綜合本試驗(yàn)研究結(jié)果可知， NaCl 和Na2CO3對黑麥草種子萌發(fā)及幼苗生長均造成不同程度的傷害。就NaCl而言，低濃度NaCl對黑麥草種子的發(fā)芽率、葉片相對電導(dǎo)率和MDA含量影響很小。就Na2CO3而言，低濃度Na2CO3對黑麥草幼苗即有傷害，其發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及相對電導(dǎo)率有顯著變化。且在相同Na+濃度下Na2CO3脅迫對黑麥草的傷害程度大于NaCl脅迫。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在Na2CO3的危害作用中，高pH是首要因素，Na+效應(yīng)次之，滲透效應(yīng)最小。其他原因還有待于進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林棲鳳，李冠一.生物工程進(jìn)展[J].植物耐鹽性研究，2000， 20（2）：20-25.

[2] 利榮千，王建波.植物逆境細(xì)胞及生理學(xué)基礎(chǔ)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2002.

[3] 劉友良，汪良駒.植物對鹽脅迫的反應(yīng)和耐鹽性[M].北京：科學(xué)出版社，1998.752-769.

[4] 潘瑞熾，董愚得.植物生理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1995.

[5] 姚春娜，裴新梧，孫英珍，等.鹽脅迫下小麥新品系89122的抗氧化酶活性和內(nèi)源ABA含量變化的研究[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，37（4）：76-79.

[6] 薛延豐，劉兆普.不同濃度NaCl和Na2CO3處理對菊芋幼苗光合及葉綠素?zé)晒獾挠绊慬J].植物生理學(xué)報(bào)，2008，32（1）：161-167.