NaCl脅迫對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響

摘要[目的]研究NaCl脅迫對(duì)黃瓜（Cucumis sativus L.）種子萌發(fā)的影響，探討鹽脅迫影響黃瓜種子萌發(fā)的生理機(jī)理。[方法]采用培養(yǎng)皿發(fā)芽試驗(yàn)。供試黃瓜品種為津優(yōu)一號(hào)。NaCl 溶液濃度分別為0（CK）、30、60、90、120、150 mol/L。 [結(jié)果]低濃度NaCl脅迫對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響較弱，而高濃度NaCl脅迫對(duì)種子萌發(fā)起較強(qiáng)的抑制作用。不同濃度NaCl脅迫對(duì)黃瓜種子發(fā)芽的影響差異顯著。在低濃度下，黃瓜種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率高于CK，而隨著NaCl濃度的增大，對(duì)發(fā)芽的抑制作用明顯增強(qiáng)。種子活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)、胚根一級(jí)側(cè)根數(shù)比發(fā)芽率對(duì)NaCl脅迫的反應(yīng)更敏感。[結(jié)論]該研究對(duì)在鹽堿地黃瓜種植和黃瓜耐鹽育種都有重要意義。

關(guān)鍵詞NaCl脅迫；黃瓜；種子萌發(fā)

中圖分類號(hào)S432.3+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）24-08123-02

Effects of NaCl Stress on Cucumber（Cucumis sativus L.） Seed Germination

HOU Liangyu et al （Institute of Hexi EcologyOasis Agriculture， Hexi University， Zhangye， Gansu 734000）

Abstract[Objective] The aim was to study the effects of NaCl stress on cucumber seed germination， and discuss the physiological mechanism of salt stress influencing cucumber seed germination. [Method] The culture dish germination test was used. The tested cucumber cultivar was Jinyou No. 1. NaCl solution concentration was 0（CK）， 30， 60， 90， 120， 150 mol/L， resp.. [Result] The effects of low concentrations NaCl on cucumber seed germination were weaker， while inhibited strongly by high NaCl concentration. The effects of different concentration NaCl stress on cucumber seed germination were significant difference. Under the low concentration， the cucumber seed germination rate and germination vigor were higher than that of the CK， while with the increasing of NaCl concentration， the inhibition on germination enhanced significantly. The seed vigor index， germination index and lateral root number of the first radicle were more sensitive to NaCl stress than that of the germination percentage. [Conclusion] The study has an important significance for planting cucumber in saline and alkaline land and cucumber salt tolerant breeding.

Key words NaCl stress； Cucumber seed； Germination

隨著對(duì)鹽堿地利用問題的日益重視，人們對(duì)作物耐鹽性的研究越來越普遍，因此探明黃瓜萌發(fā)期的耐鹽生理特性，對(duì)于在鹽堿地種植黃瓜，爭(zhēng)取全苗、壯苗，提高產(chǎn)量，以及進(jìn)行黃瓜耐鹽育種都具有重要意義。為此，筆者研究了黃瓜種子在不同NaCl濃度下的萌發(fā)特性，旨在探討鹽脅迫影響黃瓜種子萌發(fā)的生理機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 供試黃瓜品種為天津黃瓜研究所選育的津優(yōu)一號(hào)。供試NaCl為分析純。

1.2試驗(yàn)方法 用潔凈培養(yǎng)皿，烘干并放入雙層濾紙，分別注入0（CK）、30、60、90、120、150 mol/L NaCl溶液中。待濾紙充分吸收水分后，放入大小一致、顆粒飽滿的供試種子，然后置于（25±1）℃培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)。培養(yǎng)期間定時(shí)補(bǔ)充蒸餾水，以保證處理期間鹽濃度相對(duì)穩(wěn)定。每處理40粒種子，3個(gè)重復(fù)，5 d后發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束，測(cè)定發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)、一級(jí)側(cè)根數(shù)等指標(biāo)。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)。處理后，以第2天統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，逐日統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)，5 d后發(fā)芽數(shù)不再改變，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。

1.3.2 發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)。于萌發(fā)后第5天隨機(jī)取5粒種子測(cè)量胚根長(zhǎng)，3次重復(fù)，取平均值。

2.3鹽脅迫對(duì)黃瓜種子幼胚一級(jí)側(cè)根數(shù)的影響從圖1可以看出，隨著NaCl脅迫濃度的增大，黃瓜幼胚一級(jí)側(cè)根數(shù)明顯減少。當(dāng)NaCl脅迫濃度為150 mmol/L時(shí)，黃瓜幼胚一級(jí)側(cè)根數(shù)最低，接近0，表明高濃度鹽脅迫對(duì)黃瓜幼胚生長(zhǎng)起了很大的抑制作用；而低濃度NaCl（≤30 mmol/L）脅迫對(duì)一級(jí)側(cè)根數(shù)抑制不是很明顯，黃瓜幼胚一級(jí)側(cè)根數(shù)仍達(dá)到6個(gè)。

圖1鹽脅迫對(duì)黃瓜種子萌發(fā)一級(jí)側(cè)根數(shù)的影響3結(jié)論與討論

（1）該研究結(jié)果表明，不同濃度NaCl脅迫對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響存在明顯差異，低濃度NaCl脅迫一定程度上能促進(jìn)黃瓜種子的萌發(fā)，但影響不顯著；而高濃度NaCl脅迫對(duì)黃瓜種子萌發(fā)有顯著抑制作用，這一結(jié)果與前人研究的低濃度NaCl脅迫對(duì)甜菜[1]、棉花[2]、苜蓿[3]、紅豆草[4]等種子萌發(fā)有促進(jìn)作用的結(jié)果類似。這種現(xiàn)象可能與低濃度鹽脅迫促進(jìn)細(xì)胞膜滲透壓有關(guān)，也可能與微量無機(jī)離子Na+對(duì)呼吸酶存在一定的激活作用有關(guān)。

這說明，在吸脹階段，黃瓜種子短時(shí)間內(nèi)吸收的鹽離子少，受毒害輕，只有在開始萌動(dòng)時(shí)，才大量吸收Na+和Cl-，并隨著萌發(fā)增加，進(jìn)而受滲透脅迫和離子毒害[5]。盧靜君等研究證明，鹽脅迫解除后，被脅迫和未萌發(fā)的種子仍能繼續(xù)萌發(fā)，表明種子萌發(fā)沒有受前期鹽脅迫的影響，亦說明種子萌發(fā)前主要受滲透脅迫影響[6]。閆先喜認(rèn)為，在種子吸脹過程中，鹽脅迫會(huì)破壞細(xì)胞膜，使膜透性增大而導(dǎo)致溶液外滲，種子萌發(fā)受阻[7]。這表明，在萌發(fā)過程中，只有在高濃度鹽脅迫下，或長(zhǎng)時(shí)間的鹽分累計(jì)下，膜的透性才有可能被破壞而使種子萌發(fā)受阻。

（2）隨著鹽脅迫濃度的增大，對(duì)發(fā)芽的抑制作用明顯增強(qiáng)，且發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、胚根一級(jí)側(cè)根數(shù)對(duì)脅迫的響應(yīng)比發(fā)芽率更敏感。隨著NaCl脅迫濃度的增大，種子發(fā)芽勢(shì)總體呈下降趨勢(shì)，發(fā)芽指數(shù)下降幅度增加，活力指數(shù)下降明顯加快，幼胚一級(jí)側(cè)根數(shù)逐漸減少，這與前人對(duì)小麥[8-9]、玉米[10]、棉花[2]、大豆[11]、牧草[4，6]、草坪草[6]等的研究結(jié)果基本一致。 程大友等認(rèn)為，高濃度NaCl脅迫破壞了細(xì)胞質(zhì)膜的完整性，導(dǎo)致細(xì)胞膜選擇透性下降甚至喪失；Na+、Cl-等在細(xì)胞內(nèi)的大量積累，降低了K+、Ca2+等元素在細(xì)胞內(nèi)的含量，造成這些元素的虧缺，細(xì)胞內(nèi)離子平衡失離，引發(fā)一系列代謝紊亂。此外，溶液中鹽分過多，水勢(shì)降低，種子幼芽吸水困難，造成細(xì)胞內(nèi)水分虧缺，影響幼芽的生長(zhǎng)[1]。

（3）根據(jù)該研究結(jié)果，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)可以作為初步篩選作物耐鹽性的3項(xiàng)指標(biāo)。據(jù)報(bào)道，耐鹽小麥的這3項(xiàng)指標(biāo)普遍高于敏感小麥[9] 。由于發(fā)芽期和幼苗期是植物對(duì)鹽脅迫最敏感的時(shí)期[2，5，9]，所以可推測(cè)得出種子萌芽期的耐鹽性可以反映該品種在其他時(shí)期的耐鹽性。作為耐鹽指標(biāo)，種子鹽水發(fā)芽率目前已有報(bào)道[11-12]，但植物各個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的耐鹽機(jī)制和方式可能不同，黃瓜發(fā)芽期的耐鹽力與其他生育階段的耐鹽力之間的相關(guān)性，還有待于進(jìn)一步研究。

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