山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果發(fā)芽及幼苗生長的影響

趙京剛 張蒼梅

（山東省沂源縣中莊鎮(zhèn)林果站，山東 淄博 256109）

山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果發(fā)芽及幼苗生長的影響

趙京剛 張蒼梅

（山東省沂源縣中莊鎮(zhèn)林果站，山東 淄博 256109）

以布蘭瑞克無花果種子為試材，經(jīng)過200μg/mL山梨醇浸種預(yù)處理，置于不同鹽分梯度下進行種子萌發(fā)試驗，并測定幼苗生長、抗氧化酶活性、可溶性糖、脯氨酸及MDA、H2O2含量，以闡明鹽脅迫下山梨醇處理對無花果種子萌發(fā)和幼苗生理特性的影響。結(jié)果表明，山梨醇浸種及0.05%NaCl鹽脅迫能夠促進無花果種子萌發(fā)，使幼苗生長健壯；山梨醇處理能夠有效提高無花果幼苗葉片SOD、CAT的活性，促進可溶性糖和脯氨酸積累，增強無花果幼苗滲透調(diào)節(jié)，減少MDA和H2O2的積累，提高幼苗的耐鹽性。

無花果；山梨醇；鹽脅迫；種子萌發(fā)；生理

我國的鹽漬化土壤面積較大，約占耕地面積的25%，是影響當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素[1]。由于受生態(tài)條件限制，鹽漬化地區(qū)可發(fā)展的果樹樹種較少。因此發(fā)展耐鹽品種，提高耐鹽性是鹽漬化地區(qū)發(fā)展果樹經(jīng)濟的重要手段。無花果耐鹽性較強，近年來在山東膠東地區(qū)發(fā)展較為迅速，成為鹽漬化地區(qū)果樹開發(fā)的重要樹種之一。

目前對于無花果的研究多集中于基礎(chǔ)性理論方面，而對其抗鹽性的研究較少[2-5]，尤其是對于研究開發(fā)利用外源物質(zhì)提高無花果耐鹽性的報道較少。研究表明，硅離子、甜菜堿等外源物質(zhì)能不同程度地提高植物的耐鹽性[6，7]。山梨醇是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可提高蕎麥、水稻的耐鹽性[8,9]。目前關(guān)于山梨醇在提高無花果耐鹽性方面的報道較少。鑒于此，本試驗以布蘭瑞克無花果為試材，研究了山梨醇浸種處理下無花果種子在鹽脅迫下的萌發(fā)能力、保護酶活性、滲透調(diào)節(jié)及膜損傷情況等，初步探討了外源山梨醇處理提高無花果耐鹽性的影響機理，以期為生產(chǎn)實踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為山東省威海地區(qū)采集的布蘭瑞克無花果種子，2015年1月取種，千粒重21.24g，反復(fù)搓洗，備用。

1.2 試驗處理

2015年5月上旬開始處理，將種子分為2組，做浸

種處理：

1）200 μg/mL山梨醇浸種24h，將種子用3層濕砂布包裹，25℃培養(yǎng)箱內(nèi)進行催芽，同時每天用200μg/mL山梨醇溶液沖洗，以保持種子足夠的水分，兩周后，轉(zhuǎn)入塑料盆（28cm×18cm×24cm)，裝10kg左右石英砂，將處理好的種子，每盆10粒均勻撒播，用含0（CK2），0.05%，0.15%，0.25%NaCl的Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)，置人工培養(yǎng)箱中，25℃培養(yǎng)。

2）清水浸種（CK1），方法同上，用清水代替山梨醇溶液處理，用含0.05%，0.15%，0.25%NaCl的Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)，置人工培養(yǎng)箱中，25℃培養(yǎng)。

1.3 試驗項目及方法

1.3.1 發(fā)芽能力指標

參照《國際種子檢驗規(guī)程》[10]計算種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢，具體公式如下：

1.3.2 幼苗抗氧化酶活性測定

取完全展開的葉片，進行超氧化物歧化酶（SOD），過氧化氫酶（CAT）活性的測定，方法見參考文獻11。

1.3.3 幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量測定

取完全展開的葉片，進行脯氨酸和可溶性糖含量的測定，方法見參考文獻11。

1.3.4 丙二醛及過氧化氫含量測定

取完全展開的葉片，進行丙二醛（MDA）含量的測定，方法見參考文獻11。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS17.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan新復(fù)極差法進行方差分析和多重比較，利用Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理及作圖。

2 結(jié)果分析

2.1 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果種子萌發(fā)的影響

由表1看出，CK1處理無花果種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨著鹽濃度的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，0.05%NaCl濃度下發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高，發(fā)芽率顯著高于正常（CK2），但發(fā)芽勢與CK2相比無顯著差異。0.15%、0.25%NaCl濃度下無花果種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢急劇下降,與正常處理（CK2）相比，發(fā)芽率下降27.77%和92.50%；發(fā)芽勢下降49.11%和93.75%。說明適當?shù)柠}脅迫可以促進無花果種子萌發(fā)。經(jīng)山梨醇處理各脅迫下種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著升高，與CK1處理相比較，0.05%、0.15%、0.25%NaCl濃度下，山梨醇處理組無花果種子發(fā)芽率分別提高11.10%、30.42%、120.45%；發(fā)芽勢分別提高80.00%、38.60%、128.57%。說明鹽脅迫下，山梨醇浸種能夠有效促進種子萌發(fā)。在無鹽脅迫的情況下，山梨醇處理較之無山梨醇處理種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著提高，說明即使沒有鹽脅迫，山梨醇浸種依然能夠提高無花果種子萌發(fā)。

表1 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果種子萌發(fā)的影響

2.2 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果幼苗生長的影響

表2 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果幼苗生長的影響

由表2看出，無山梨醇處理（CK1）無花果種子的胚根和胚軸長隨著鹽脅迫加重呈下降趨勢，0.05%NaCl濃度下胚根長最大，顯著高于其他處理，但胚軸長與CK2相比無顯著差異，0.15%、0.25%NaCl濃度下無花果種子胚根和胚軸長急劇下降。說明適當?shù)牡望}脅迫可以促進無花果幼苗生長。經(jīng)山梨醇處理各脅迫下種子胚根和胚軸長顯著升高。說明鹽脅迫下，山梨醇預(yù)處理能夠有效促進幼苗生長。在無鹽脅迫的情況下，山梨醇處理較之無山梨醇處理無花果幼苗胚根和胚軸長顯著提高，說明即使沒有鹽脅迫，山梨醇浸種依

然能夠提高無花果幼苗生長。

2.3 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果幼苗葉片保護酶活性的影響

由表3看出，CK1處理無花果幼苗葉片SOD、CAT活性隨著鹽濃度的增加，先升高后降低，兩種保護酶活性在0.15%NaCl脅迫濃度下均達到最高，說明無花果幼苗在低于0.15%NaCl脅迫濃度下可以通過提高保護酶活性來抵御鹽分造成的脅迫傷害。當鹽濃度高于0.15%時，2種保護酶活性呈下降趨勢，種子難以正常萌發(fā)，說明高于0.15%鹽脅迫，使無花果酶蛋白變性，活性下降。經(jīng)山梨醇處理各脅迫下無花果幼苗葉片SOD、CAT活性表現(xiàn)出與CK1處理組相同的趨勢，但是經(jīng)山梨醇處理無花果幼苗葉片兩種保護酶活性均顯著高于對照。說明鹽脅迫下山梨醇處理能夠顯著提高無花果幼苗葉片SOD、CAT活性，從而增強無花果幼苗耐鹽性。

表3 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果幼苗葉片保護酶活性的影響

2.4 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果幼苗葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

表4 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果幼苗葉片可溶性糖和脯氨酸含量的影響

由表4可以看出，隨著鹽脅迫程度的加重，CK1處理無花果幼苗葉片可溶性糖和脯氨酸含量增加，幼苗滲透調(diào)節(jié)作用增強。經(jīng)山梨醇處理各脅迫下無花果幼苗葉片可溶性糖和脯氨酸含量表現(xiàn)出與CK1處理組相同的趨勢，并且顯著高于對照，說明鹽脅迫條件下山梨醇處理能夠有效促進葉片可溶性糖和脯氨酸積累，增強無花果幼苗滲透調(diào)節(jié)作用，提高其耐鹽性。但是經(jīng)山梨醇處理無花果幼苗葉片和無鹽脅迫無山梨醇處理組無花果幼苗葉片可溶性糖和脯氨酸含量差異不顯著，說明在正常條件下，山梨醇對無花果幼苗的滲透調(diào)節(jié)無顯著效果。

2.5 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果幼苗葉片丙二醛及過氧化氫含量的影響

由表5看出，隨著鹽脅迫加重CK1處理無花果幼苗葉片丙二醛和過氧化氫含量增加，并在脅迫最大的時達到最高，不同脅迫處理間丙二醛和過氧化氫含量差異顯著，且顯著高于對照（CK2）。經(jīng)山梨醇處理不同鹽濃度脅迫下無花果幼苗葉片丙二醛和過氧化氫積累量表現(xiàn)出與CK1處理組相同的趨勢，并脅迫最大的時達到最高。與對照相比，經(jīng)山梨醇處理無花果幼苗葉片和無鹽脅迫無山梨醇處理組無花果幼苗葉片丙二醛和過氧化氫含量差異不顯著。但是在脅迫處理下，經(jīng)山梨醇處理無花果幼苗葉片丙二醛和過氧化氫含量顯著降低，說明鹽脅迫下山梨醇處理能夠有效降低脅迫對幼苗細胞造成的傷害，提高無花果幼苗耐鹽性。

表5 山梨醇浸種對鹽脅迫下無花果幼苗葉片丙二醛和過氧化氫含量的影響

3 討論

山梨醇是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，山梨醇能夠緩解鹽脅迫對蕎麥種子萌發(fā)的抑制作用，提高種子發(fā)芽率[12]。這與本試驗的研究結(jié)果相似。在本實驗中，經(jīng)山梨醇處理，不同鹽濃度脅下無花果種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率及幼苗生長量均顯著高于對照。試驗還發(fā)現(xiàn)，既使沒有鹽脅迫，經(jīng)過山梨醇浸種，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢及生長量也顯著高于對照，說明外源山梨醇浸種不僅能夠提高無花果種子耐鹽能力還能促進種子萌發(fā)。另外，本試驗結(jié)果還表明，適當?shù)牡望}脅迫下，無花果種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和生長量顯著高于對照，說明適當?shù)牡望}脅迫促進了種子萌發(fā)及生長。據(jù)報道這可能與低鹽脅迫誘導(dǎo)滲透調(diào)節(jié)以及微量無機離子誘導(dǎo)了某些酶活性的升高有關(guān)[13-15]。

SOD、CAT是植物抵抗外界不良環(huán)境的重要抗氧化酶，清除逆境下產(chǎn)生的自由基，隨著脅迫加重，酶蛋白變性，活性降低，自由基積累，細胞結(jié)構(gòu)受到傷害[16，17]。本實驗也發(fā)現(xiàn)，隨著鹽脅迫程度的加重，無花果幼苗抗氧化酶活性（SOD、CAT）均呈先上升后下降的趨勢，在鹽濃度0.15%時保護酶活性達到最大，同時MDA含量和H2O2含量較低，無花果幼苗通過較高的抗氧化酶活性，清除活性氧自由基，減少自由基對細胞的傷害，維持正常的生命活動，高濃度鹽脅迫下酶活性急劇下降，自由基積累較多，對細胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，MDA和H2O2積累，體內(nèi)代謝趨于紊亂。經(jīng)過山梨醇處理，與對照相比幼苗抗氧化酶活性顯著提高，MDA和H2O2積累明顯降低，這與在其他植物上的研究結(jié)論一致[18,19]。山梨醇通過提高保護酶活性，減少了鹽脅迫傷害，提高了無花果幼苗耐鹽性。

鹽脅迫下植物失水啟動滲透調(diào)節(jié)能力，合成大量滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，如脯氨酸、可溶性糖等[20]。本試驗結(jié)果表明，經(jīng)山梨醇處理，無花果幼苗葉片可溶性糖和脯氨酸含量顯著提高，無花果幼苗滲透調(diào)節(jié)能力顯著增強，這與在蕎麥的研究結(jié)果一致[9]。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可促進細胞吸水，改善植物水分狀況，增強了植物耐鹽性。

綜上所述，無花果種子萌發(fā)，幼苗生長以及幼苗葉片生理生化特性與山梨醇處理和鹽脅迫程度關(guān)系密切，山梨醇處理及低鹽脅迫促進了種子萌發(fā)。山梨醇處理幼苗滲透調(diào)節(jié)能力增強，提高了脅迫下幼苗抗氧化酶酶活性，改善了植物的水分狀況，降低了膜損傷，維持了細胞結(jié)構(gòu)及功能的穩(wěn)定性，從而提高了無花果幼苗的耐鹽性。

[1]Eps tein.Better crops for food.In:Nugent e t al.London.Pitman, 1983.61.

[2]姜衛(wèi)兵,馬凱,王業(yè)遴.無花果耐鹽性生理指標探討[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報,1991,7(3):29-33.

[3]汪良駒,王業(yè)遴,王友良.無花果耐鹽的機理研究[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)報,1990,13(4):30-34.

[4]汪良駒,劉友良,馬凱,等.無花果細胞系耐鹽性與抗氧化酶活性的變化[J].園藝學(xué)報,1999,26(6):351-355.

[5]段新玲,任東歲,史文波.無花果試管苗在NaCl脅迫過程中的溶質(zhì)積累[J].西北植物學(xué)報,2001,21(5):1013-1017.

[6]LIANG Y C,ZHANG W H,CHEN Q et al.Effect of exoge-nous silicon(Si)on H＋-ATPase activity,phospholipids and flu-idity of plasma membrane in leaves ofsalt-stressed barley (Hordeum vulgare L)[J].Environmental and Experimental Botany, 2006,57(3):212-219．

[7]米永偉,陳垣,郭鳳霞,等.鹽脅迫下黑果枸杞幼苗對外源甜菜堿的生理響應(yīng)[J].草業(yè)科學(xué),2012,29(09):1417-1421.

[8]楊艷華,陳國祥,劉少華,等.外源山梨醇對鹽脅迫下兩優(yōu)培九和武運粳7號光合特性及類囊體膜多肽組分的影響[J].中國水稻科學(xué),2004,18(3):234-238.

[9]楊洪兵,楊世平.甘露醇和山梨醇對蕎麥幼苗耐鹽性的效應(yīng)[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,02:032.

[10]國際種子檢驗協(xié)會（ISTA）.國際種子檢驗規(guī)程[M].北京:北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1985:54-57.

[11]趙世杰,史國安,董新純.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2002.

[12]楊洪兵.外源多元醇對鹽脅迫下蕎麥種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報,2013,28(4):98-104.

[13]何麗丹,劉廣明,楊勁松,等.外源物質(zhì)浸種對NaCl脅迫下鹽地堿蓬發(fā)芽的影響[J].草業(yè)科學(xué),2013,30(06):860-867.

[14]劉果厚,王樹森,任俠.3種瀕危植物種子萌發(fā)期抗鹽性、抗旱性研究[J].內(nèi)蒙古林學(xué)院學(xué)報,1999,21(1):79-81.

[15]段德玉,劉小京,李存楨.不同鹽分與水分脅迫對灰綠藜種子萌發(fā)效應(yīng)研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2005,13(2):32-37.

[16]Lean B eonste in.植物耐鹽的生理基礎(chǔ)[J].植物生理學(xué)通訊, 1981(5):47-49.

[17]胡曉立,李彥慧,陳東亮,等.3種李屬彩葉植物對NaCl脅迫的生理響應(yīng)[J].西北植物學(xué)報,2010,32(2):370-376.

[18]朱金方,夏江寶,陸兆華,等.鹽旱交叉脅迫對怪柳幼苗生長及生理生化特性的影響[J].西北植物學(xué)報,2012,32(1):124-130.

[19]何麗丹,劉廣明,楊勁松,等.根施甜菜堿緩解黑麥草幼苗鹽脅迫效應(yīng)研究[J].土壤學(xué)報,2013,50(5):1054-1059.

[20]張士功,高吉寅,宋景芝,等.山梨醇對小麥幼苗生長過程中鹽害的緩解作用[J].北京農(nóng)業(yè)科學(xué),1998,16(3):13-17.

Effect of Sorbitol on Growth under Salt Stress Germination and Seedlings of Fig

ZHAOJing-gang ZHANG Cang-mei
(ZhongZhuangzhen forestryand fruit station in Yiyuan Countyin ShandongProvince,Zibo256109,China)

The seedlinggrowrh,call protective enzyme activities,soluble sugar,protein,MDAand H2O2content ofBrunswick figs treated with sorbitol under different salinity gradient(0,0.05%,0.15%,0.25%)were stydied in order to clarify the effects of sorbitol treatment on seed germination and seedling physiological and biochemical characteristics.The results showed that: sorbitol and 0.05%NaCl salinity stress can increase seed germination and the seedling growrh;sorbitol can increase the SOD, CAT activities,the content of soluble sugar and protein,decrease the content of MDA and H2O2,improve the salt tolerance of Brunswick figs.

Figs;sorbitol;salt resistance;seed germination;physiological characteristics

S512.1

A

1008-1038(2016)07-0019-04

2016-03-20

趙京剛（1976—），山東沂源人，本科，助理農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)，機械及果樹技術(shù)推廣工作