高鹽環境下矮壯素浸種對云南松幼苗的影響

摘要：為提高云南松（Pinus yunnanensis Franch.）幼苗對高鹽脅迫的適應能力，通過0～2 500 mg/L 的矮壯素對云南松進行浸種處理，研究其在高鹽脅迫下（200 mmol/L NaCl）的生長情況。結果表明，1 000 mg/L矮壯素浸種效果最好，與對照相比，發芽率增加79.25%，發芽勢增加80.54%，莖粗增加22.35%，鮮重增加38.83%，干重增加21.55%，可溶性糖含量是對照的5.55倍， 葉綠素總量增加15.42%，SOD活性是對照的2.90倍， MDA含量下降了28.90%。表明矮壯素對云南松在高鹽環境下的生長具有良好的協助作用。

關鍵詞：矮壯素；浸種；云南松（Pinus yunnanensis Franch.）；幼苗；高鹽環境

中圖分類號：S791.257 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）15-3582-03

土壤鹽堿化和次生鹽堿化問題在世界范圍內廣泛存在， 特別是干旱、半干旱地區問題更為嚴重，給農林生產帶來了巨大的損失。治理鹽堿地的一個有效措施是選育能在鹽堿地上生長的作物，通過其在鹽堿地上的生長降低土壤鹽分，增加土壤有機質含量，既可創造一定的經濟價值，同時又具有重要的生態價值[1]。云南松（Pinus yunnanensis Franch.）主要分布于海拔700～3 430 m的河谷或山地陽坡[2]，在云南省種植范圍廣泛，抗逆性強，具有重要的經濟價值。

矮壯素是一種延緩性植物生長調節劑。研究證明，矮壯素可以增強幼苗的抗逆性[3，4]， 但對云南松抗鹽方面的研究尚未見報道。試驗用矮壯素對云南松進行浸種，使萌動期的云南松種子接受抗鹽鍛煉，提高其在高鹽環境下的形態、生理、生化適應性，以期找出矮壯素適宜的處理濃度和處理方法，為云南松在鹽堿地的推廣種植提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

云南松種子購于云南省林木種苗站，挑選子粒飽滿、整齊一致的種子，清水洗凈，5%的KMnO4消毒30 min，去離子水清洗3次，清水浸種4 h備用。矮壯素為河南安陽全豐生物科技有限公司生產。

1.2 云南松幼苗培養

將處理好的云南松種子分別用100、500、1 000、2 500 mg/L 的矮壯素溶液浸泡8 h，以去離子水處理的作對照，3次重復，每重復100粒種子，將種子置入雙層濾紙（濾紙均勻浸潤10 mL 200 mmol/L的NaCl）覆蓋的滅過菌的發芽皿中。在恒溫培養箱28 ℃培養，每天光照8 h，光照度1 250 lx，每天通風片刻，發芽過程及時補充水分。

1.3 測定項目與方法

以胚根長度達到種子長度的1/2作為種子萌發標志，每天定時統計各皿發芽的種子數目。根據國家林木種子檢驗規范，在第21天結束發芽試驗，統計發芽率、發芽勢，幼苗鮮重、干重，并測定幼苗可溶性糖含量、葉綠素含量以及超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量。

可溶性糖含量測定采用蒽酮法，葉綠素含量測定采用分光光度法，SOD活性測定采用氮藍四唑（NBT）法，MDA含量測定采用硫代巴比妥酸（TBA）法[5]。

1.4 數據處理

試驗數據采用SAS 9.0軟件進行處理，并采用新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 矮壯素浸種對云南松發芽率和幼苗生長的影響

2.1.1 對發芽率的影響 由表1可知，與對照相比，矮壯素浸種可以顯著提高云南松的發芽率和發芽勢。在0～500 mg/L處理濃度范圍內，隨著矮壯素濃度的升高，云南松發芽率持續增加，在500 mg/L處理濃度時達到78.00%。隨著矮壯素濃度的進一步增加，發芽率基本穩定，500、1 000、2 500 mg/L 3個處理濃度云南松發芽率差異不顯著。發芽勢也呈類似的規律。

2.1.2 對幼苗的影響 矮壯素浸種對云南松萌發后幼苗的生長也有影響（表2）。由于矮壯素浸種延緩了鹽分對幼苗的毒害，從表2可以看出，在0～500 mg/L濃度范圍內，云南松幼苗的根、莖、葉長度均隨著矮壯素處理濃度的增加而增加，在500 mg/L處理濃度時，幼苗根、莖、葉長度都達到最大。而后，隨著矮壯素處理濃度的增加（500～2 500 mg/L），矮壯素表現出植物生長延緩劑的矮化效應， 云南松幼苗的根、莖、葉長度都逐漸減小。0～1 000 mg/L濃度范圍內幼苗莖粗逐漸增加，在1 000 mg/L處理濃度時達到最粗，之后降低。

2.1.3 對鮮重和干重的影響 幼苗時期是植物從異養過渡到自養的階段，鮮重和干重可以反映幼苗的吸水情況和營養狀況。由圖1、圖2可知，在0～1 000 mg/L濃度范圍內隨著矮壯素處理濃度的增加，幼苗的鮮重和干重均逐漸增加，在1 000 mg/L處理濃度時達到最大，繼而減小。綜合形態外觀和各項指標分析，1 000 mg/L矮壯素浸種時云南松幼苗最矮壯。

2.2 矮壯素浸種對云南松幼苗生理指標的影響

2.2.1 對可溶性糖和葉綠素含量的影響 植物遭遇滲透脅迫時，常會積累一些可溶性糖提高細胞滲透勢，降低水勢，從而保證正常吸水，因此植物積累可溶性糖的能力可以作為衡量其抗逆能力的指標之一[6，7]。葉綠素是植物進行光合作用的主要色素，有吸收、傳遞和轉換光能的作用，其含量的多少與植物的光合能力密切相關。由圖3、圖4可以看出，在1 000 mg/L濃度范圍以內矮壯素浸種，云南松幼苗可溶性糖含量、葉綠素總量總體隨著矮壯素處理濃度的增加而增加，在1 000 mg/L矮壯素浸種處理時可溶性糖含量達到最大，葉綠素含量比對照高15.42%，可溶性糖含量是對照的5.55倍，而后隨矮壯素處理濃度的繼續增大，二者含量反而下降。

2.2.2 對SOD活性及MAD含量的影響 SOD是生物體內重要的氧自由基清除劑，能夠平衡機體的氧自由基，植物遇到逆境時體內的自由基含量增加，可以通過提高體內SOD活性來抵御逆境帶來的傷害。在0～1 000 mg/L濃度范圍內，矮壯素浸種可以顯著增加云南松幼苗體內SOD活性，在1 000 mg/L矮壯素浸種時其SOD活性達到最大，是對照的2.90倍。但矮壯素處理濃度增加到2 500 mg/L時，SOD活性迅速下降（圖5）。

植物在各種脅迫下，首先受到傷害的是細胞膜，MDA是膜過氧化的產物，因此MDA含量可以反映植物細胞膜受損害程度進而體現植物的受害程度[8]。由圖6可以看出，在0～1 000 mg/L范圍內，矮壯素浸種可以顯著降低云南松幼苗MDA的含量，在1 000 mg/L時MDA含量最低，比對照低28.90%；在1 000～2 500 mg/L矮壯素處理濃度范圍內，MDA含量逐漸上升。

3 小結

在種子萌發過程中，適量濃度的矮壯素處理可以抵御高鹽環境給萌發帶來的傷害，提高發芽率和發芽勢。在此次研究中，大于500 mg/L濃度范圍內的矮壯素浸種使云南松發芽率大幅度增加，且此范圍濃度內各處理對發芽率影響差異不顯著，但是對幼苗的形態指標和生理指標影響明顯。

在0～500 mg/L矮壯素處理濃度范圍內，云南松幼苗可以抵御高鹽脅迫效應（抑制植物生長），植株的根、莖、葉長度均隨著矮壯素處理濃度的增加而增加，而超過此范圍矮壯素的矮壯效應顯著表現出來，根、莖、葉長度減小。隨著矮壯素處理濃度的增加，云南松幼苗的莖粗增加，1 000 mg/L矮壯素處理濃度下云南松幼苗的莖粗達到最大，而后隨矮壯素處理濃度的增大其莖粗減小。

幼苗時期，小苗長得矮壯有利于植株適應環境正常生長。1 000 mg/L矮壯素處理濃度下云南松幼苗最矮壯，其抵御逆境的能力最強。1 000 mg/L矮壯素處理的云南松幼苗鮮重、干重分別比對照增加38.83%和21.55%；可溶性糖含量是對照的5.55倍，葉綠素含量比對照提高15.42%；SOD活性是對照的2.90倍，MDA含量比對照低28.90%。由此可見，通過1 000 mg/L矮壯素浸種處理，云南松幼苗的形態生理等指標發生變化，達到抵御高鹽傷害的目的。

參考文獻：

[1] 代莉慧，蔡 祿，吳金華，等.鹽堿脅迫對鹽生植物種子萌發的影響[J].干旱地區農業研究，2012，30（6）：134-138.

[2] 吳征鎰，朱彥承，姜漢僑，等.云南植被[M]. 北京：科學出版社，1987.

[3] 王啟燕，韓德元，張姝麗. 矮壯素對番茄幼苗抗寒性的作用機制[J].北京農業科學，1994，12（3）：21-23.

[4] 麻繼仙，楊長楷，但 忠，等. 50%矮壯素水劑對不同苗齡番茄幼苗的影響[J].現代農業科技，2012（4）：211，213.

[5] 張治安，陳展宇.植物生理學實驗技術[M].長春：吉林大學出版社，2008.

[6] BRAY E A. Molecular responses to water deficit[J]. Plant Physiology，1993，103（4）：1035-1040.

[7] DOWNTON W J. Osmotic adjustment during water stress protects the photosynthetic apparatus against photoinhibition[J]. Plant Science Letters，1983，30（2）：137-143.

[8] 張恩平，張淑紅，司龍亭，等. NaCl脅迫對黃瓜幼苗子葉膜酯過氧化的影響[J].沈陽農業大學學報，2001，32（6）：446-448.