24-表蕓苔素內酯對鹽脅迫下黃瓜種子萌發的影響

周娜娜

(海南熱帶海洋學院 熱帶生物與農學院,海南 三亞 572022 )

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24-表蕓苔素內酯對鹽脅迫下黃瓜種子萌發的影響

周娜娜

(海南熱帶海洋學院 熱帶生物與農學院,海南 三亞 572022 )

以綠龍F1·188黃瓜種子為實驗材料,采用培養皿培養,探討不同濃度的24-表蕓苔素內酯浸種對鹽脅迫下黃瓜種子萌發及芽生長的影響.結果表明：隨著24-表蕓苔素內酯濃度的增加,黃瓜種子的發芽指標和芽生長指標均表現出了先升高后下降的變化趨勢,當24-表蕓苔素內酯的濃度達到0.2 mg/L時,各指標均達到最大值.其中發芽率、發芽勢和鮮重與對照呈極顯著差異水平(p﹤0.01),主根長、胚軸長和側根數與對照差異不顯著.表明一定濃度的24-表蕓苔素內酯浸種可以緩解黃瓜種子發芽時遇到的高鹽逆境,但是不能完全避免鹽脅迫對黃瓜種子芽的傷害.

24-表蕓苔素內酯;鹽脅迫;黃瓜種子;萌發

24-表蕓苔素內酯(24-Epibrassinolide,簡稱EBR)是一種新型的植物內源激素,其生理活性強,處理逆境條件下的植物后,對生物膜有一定的保護作用,能夠減緩植物對多種逆境的反應[1],如高溫[2]、低溫[3]、干旱[4-5]、鹽漬[6-7]等,在農作物和蔬菜作物上得到了廣泛應用.在黃瓜上研究比較多的是蕓苔素內酯對黃瓜的生理誘導[8],抗性研究的相關報道不多.本實驗在已有研究基礎上,以海南反季節主栽蔬菜黃瓜為試材,模擬不同鹽濃度,探討鹽脅迫下24-表蕓苔素內酯對黃瓜種子萌發的影響,為海南大面積生產反季節黃瓜提供理論依據和方法指導.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為綠龍F1·188品種的黃瓜種子,購自山東壽光欣欣然園藝有限公司.

以2 g/L的NaCl溶液模擬鹽脅迫.用蒸餾水將24-表蕓苔素內酯稀釋為0 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.8 mg/L濃度,分別浸泡黃瓜種子4個小時,備用.

1.2 試驗方法

1.2.1 發芽試驗

實驗采用完全隨機試驗設計,3次重復.取5個培養皿進行發芽試驗,每個培養皿內鋪一層濾紙,滴加相同量的2 g/L的NaCl溶液濕潤試紙,分別擺放不同濃度24-表蕓苔素內酯浸泡過的黃瓜種子50粒.另設蒸餾水培養作空白對照,不進行鹽處理.置于黑暗條件下培育,發芽期間滴加蒸餾水保持濕度.發芽試驗結束后,測量種子的胚軸長、主根長、側根數、鮮重等指標.

1.2.3 指標測定

種子萌發標準：胚根與種子等長.發芽率(%)=7天內發芽種子數/供檢種子數×100%.發芽勢(%)=3天內發芽種子數/供檢種子數×100%.發芽指數(GI)=∑(Gt/Dt),其中Gt為時間t時的發芽數,Dt為相應的發芽日數.活力指數=種苗生長量(種苗鮮重)×發芽指數.

1.2.3 數據處理

實驗數據用Microsoft Excel 2003軟件進行處理和作圖,SPSS17.0軟件進行方差分析,處理間差異顯著性用Duncan’s檢驗.

2 結果與分析

2.1 EBR對鹽脅迫下黃瓜種子發芽率和發芽勢的影響

圖1 不同濃度的EBR浸種后黃瓜種子的發芽率和發芽勢(發芽前3天)

不同濃度的24-表蕓苔素內酯浸種后,對黃瓜種子的發芽率和發芽勢影響很大.從圖1可以看出,用蒸餾水做空白對照的黃瓜種子發芽率和發芽勢分別為95.3 3%、91.3 3%,鹽脅迫處理后不進行24-表蕓苔素內酯浸種,黃瓜種子的發芽率和發芽勢都最低,僅有87.3 3%、79.3 3%,鹽脅迫極顯著的降低了黃瓜種子的發芽率.鹽脅迫下黃瓜種子的發芽率和發芽勢都隨著24-表蕓苔素內酯濃度的增加呈現先上升后下降的趨勢,在24-表蕓苔素內酯濃度為0.2 mg/L時,黃瓜種子的發芽率達到最高值97.3 3%；而發芽勢在0.2 mg/L和0.4 mg/L兩個濃度處理后值最高,都是90.6 7%.鹽脅迫條件下,用24-表蕓苔素內酯其他的濃度浸種,發芽率和發芽勢都極顯著高于0 mg/L的處理,說明24-表蕓苔素內酯浸種對鹽脅迫下黃瓜種子的發芽有促進作用,但是略低于蒸餾水空白對照組,差異不顯著.以上結果表明,24-表蕓苔素內酯浸種可以改善鹽脅迫下黃瓜種子的發芽率和發芽勢,其最適合的濃度為0.2 mg/L.

2.2 EBR對鹽脅迫下黃瓜種子芽生長情況的影響

表1 不同濃度EBR浸種后黃瓜種子芽的生長情況

注：同列相同指標間不同小寫字母表示差異顯著(p﹤0.05)；同列相同指標間不同大寫字母表示差異極顯著(p﹤0.01).

由表1可知,鹽脅迫下,隨著24-表蕓苔素內酯濃度的增加,黃瓜芽的主根長、胚軸長、側根數和芽鮮重等指標都呈現先升高后降低的變化趨勢,主根長在濃度0.2 mg/L時達到最大值1.758 cm,胚軸長在0.2 mg/L時達到最大值2.4 88 cm,側根數在0.4 mg/L時達到最多為5根,芽鮮重在0.2 mg/L和0.4 mg/L兩個濃度時相等均為0.1 89 g.經方差分析得出,主根長、胚軸長和側根數各處理之間差異不顯著；芽鮮重的各處理之間差異顯著(p﹤0.05)；但是所有指標各處理與沒有鹽脅迫的蒸餾水對照組差異極顯著(p﹤0.01).由此可見,一定濃度的24-表蕓苔素內酯可以改善黃瓜芽的生長狀況,以濃度為0.2 mg/L時效果最好,但是效果不理想.

3 討 論

本實驗中,一定濃度的24-表蕓苔素內酯可以緩解黃瓜種子的鹽脅迫,這與前人在24-表蕓苔素內酯上的研究結果一致[6-7].但對于不同作物、不同濃度的鹽脅迫和不同方式的種子處理,24-表蕓苔素內酯的最適濃度存在差異,本實驗結果表明,對于黃瓜種子的萌發和芽的生長,浸種用的24-表蕓苔素內酯的最適濃度為0.2 mg/L,這與周娜娜[9]在黃瓜幼苗上選用的抗鹽脅迫最佳24-表蕓苔素內酯濃度一致,與張林青[10]在番茄幼苗上選用的抗鹽脅迫最佳24-表蕓苔素內酯濃度比較接近,而與吳雪霞[11]在茄子種子萌發和寇江濤[12]在紫花苜蓿種子萌發抗鹽方面得到的最佳濃度0.05 mg/L差異較大.導致這種差異出現的原因一方面與選擇的鹽脅迫濃度大小有關,鹽脅迫濃度大對應的24-表蕓苔素內酯的最適濃度提高;另一方面,不同的作物種子對24-表蕓苔素內酯的敏感度不同,黃瓜種子種皮較硬,需要的24-表蕓苔素內酯的濃度稍高一些.本實驗選擇的鹽脅迫濃度是在預備實驗的基礎上,得到對黃瓜種子發芽影響較大的一個濃度,更能準確的反應24-表蕓苔素內酯對黃瓜種子發芽的影響.

本實驗結果表明：24-表蕓苔素內酯浸種能顯著提高鹽脅迫下黃瓜種子的發芽率和發芽勢,保證黃瓜正常發芽,而對于芽的各生長指標影響不顯著.因此24-表蕓苔素內酯浸種不能完全避免鹽脅迫下發芽的傷害,只能在一定程度上減少鹽脅迫下種子傷害.

4 結 論

綜上所述,2 g/L鹽脅迫下,隨著24-表蕓苔素內酯浸種濃度的增加,黃瓜種子的發芽指標和芽生長指標均表現出了先升高后下降的變化趨勢,當24-表蕓苔素內酯的濃度達到0.2 mg/L時,各指標均達到最大值.其中發芽率、發芽勢和鮮重與對照達極顯著差異水平(p﹤0.01),主根長、胚軸長和側根數與對照差異不顯著.這表明,一定濃度的24-表蕓苔素內酯浸種可以緩解黃瓜種子發芽時遇到的高鹽逆境,但是不能完全避免鹽脅迫對黃瓜種子芽的傷害.

[1]曹云英,許錦彪,趙華.油菜素內酯生理效應的研究進展[J].種子,2006,25(8):39-42.

[2]萬正林,羅慶熙,李立志.表油菜素內酯誘導番茄幼苗抗高溫機理的研究[J].廣西農業科學,2009,40(9):1203-1208.

[3]閆小紅,胡文海,曾守鑫,等.低溫脅迫下24-表油菜素內酯對辣椒種子萌發及幼苗生長的影響[J].華中農業大學學報,2012,31(5):563-568.

[4]水楊酸和油菜素內酯對花椰菜幼苗生長及抗旱性的影響[J].吳曉麗,羅立津,黃麗嵐,等.干旱地區農業研究,2011,29(2):168-172.

[5]李一萍.水楊酸和油菜素內酯對木薯苗期抗旱性的影響[D].海口:海南大學,2010.

[6]吳雪霞,查丁石,朱宗文,等.外源24-表油菜素內酯對鹽脅迫下茄子種子萌發和幼苗生理特性的影響[J].植物生理學報,2011,47 (6):607-612.

[7]束紅梅,郭書巧,沈新蓮,等.油菜素內酯對NaCl脅迫下棉花幼苗生理特性的影響[J].江蘇農業學報,2011,27(6):1198-1202.

[8]張慎好,武春成,趙振,等.油菜素內酯在黃瓜上的應用效果研究[J].種子, 2009,28(6):98-101.

[9]周娜娜,王剛.油菜素內酯對黃瓜幼苗抗鹽性的影響[J].瓊州學院學報,2014,21(5):69-72.

[10]張林青.油菜素內酯對鹽脅迫下番茄幼苗生理指標的影響[J].北方園藝,2013(01):1-3.

[11]吳雪霞,查丁石,朱宗文,等.外源24-表油菜素內酯對鹽脅迫下茄子種子萌發和幼苗生理特性的影響[J].植物生理學報, 2011,47 (6):607-612.

[12]寇江濤,師尚禮.2 ,4-表油菜素內酯對鹽脅迫下紫花苜蓿種子萌發及幼苗生長的影響[J].草原與草坪,2015,6(5):1-8.

(編校：李由明)

Effect of 24-Epibrassinolide on Germination of Cucumber Seeds under Salt Stress

ZHOU Na-na

(School of Biology and Agronomy, Hainan Tropical Ocean University, Sanya Hainan, 572022, China)

In order to study the effect of 24-epibrassinolide on the germination of cucumber seeds under salt stress, F1·188 varieties of Cucumber have been used for germination test in Petri dish. The results showed that the germination of Cucumber seeds shows the trend from increase to decrease with the concentration increase of 24-epibrassinolide. All germination indicators reach the maximum value when the concentration of 24-epibrassinolide reaches 0.2 mg/L. The germination rate and the germination potential and fresh weight are significantly different (P<0.01) from the controlled group, while taproot length and hypocotyl length and number of lateral roots are not significantly different. 24-Epibrassinolide relieves salt stress of cucumber seed germination but can not completely avoid cucumber seed bud damage under salt stress.

24-epibrassinolide; salt stress; cucumber seeds; germination.

2016-01-14

瓊州學院2013質量工程項目“蔬菜栽培學”

周娜娜(1978-),女,山東濰坊人,海南熱帶海洋學院熱帶生物與農學院副教授,碩士,研究方向為作物高產理論與栽培生理.

S631.1

A

1008-6722(2016) 02-0066-03

10.1 3307/j.issn.1 008-6722.2 016.02.1 4