硝普鈉和Zn2+對鹽脅迫下棉花幼苗生長的影響

代海芳++陳彪++段易伶++王春麗

摘要：為了研究外源NO供體硝普鈉（SNP）和Zn2+復配浸種對鹽脅迫下棉花（Gossypium spp.）幼苗生長的影響，以魯21為材料，考察了不同濃度的SNP和Zn2+復配浸種后對鹽脅迫下棉花種子的發芽率、發芽勢及幼苗葉片各項生理生化指標的影響。結果表明，SNP和Zn2+復配浸種能顯著提高鹽脅迫條件下棉花種子發芽率、發芽勢，提高棉花幼苗根系活力、POD活性、SOD活性、葉綠素及脯氨酸含量，并能顯著降低幼苗葉片的相對電導率及MDA含量，其中以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復配浸種的效果最好。

關鍵詞：SNP；鹽脅迫；Zn2+；棉花（Gossypium spp.）；幼苗生長

中圖分類號：S562；Q945.78 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）09-1620-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.09.006

Effects of SNP and Zn2+ on the Growth of Cotton Seedling under Salt Stress Conditions

DAI Hai-fang， CHEN Biao， DUAN Yi-ling， WANG Chun-li

（Department of Life Science and Technology， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract：To research the effects of soaking seeds using compound of SNP（NO donor） and Zn2+ on the cotton（Gossypium spp.） seedling growth under salt stress，taking Lu 21 as materials，the effects of compound of SNP and Zn2+ on germination rate， germination potential，seedling leaf conductivity，root activity，POD activity，SOD activity，chlorophyll content，proline content and MDA content of cotton under salt stress were studied. The results showed that，under salt stress conditions，SNP and Zn2+ compounds could significantly improve the germination rate，germination potential，root activity，POD activity，SOD activity，chlorophyll and proline content of cotton seed，and reduce the conductivity and MDA content of seedling leaves. The compounds of 0.10 mmol/L SNP and 20 mg/L Zn2+ had the best effect.

Key words： SNP； salt stress； Zn2+； cotton（Gossypium spp.）； seedling growth

一氧化氮（NO）是廣泛存在于植物組織中重要的氧化還原信號分子、易擴散的活性分子。它可以提高植物在逆境條件下的適應性，誘導種子萌發，影響植物生長發育，提高幼苗的生活能力。NO廣泛參與植物各種逆境脅迫的調節，如鹽脅迫、干旱脅迫等。這些調節效應與細胞的生理條件和NO濃度密切相關[1，2]。低濃度下可以誘導種子萌發、根系伸長，高濃度下表現抑制作用。近年來，NO在植物抗逆反應中的研究頗受關注，特別是緩解干旱、鹽漬化、高溫等非生物脅迫的研究。研究表明，NO供體硝普鈉（SNP）浸種能夠緩解鹽脅迫對小麥種子萌發的抑制作用[3]。

鋅是植物生長發育所必需的微量元素，在植物有機酸代謝、生長素及葉綠素的形成、酶促反應、氮素代謝中有著重要作用。低濃度鋅對小麥生長起促進作用，但鋅濃度達300～500 mg/g時，對小麥有明顯的抑制作用[4]。一定濃度的鋅對甜菜種子發芽有促進作用，高濃度則抑制種子的發芽[5]。10 μg/mL的外源鋅浸種有利于大豆芽對鋅的積累[6]。

雖然關于SNP和鋅對提高植物的抗逆性已做了大量研究，但尚無關于二者復配在植物抗逆性方面的使用。本試驗初步探討二者對鹽脅迫條件下棉花（Gossypium spp.）幼苗生長的影響，以期為提高棉花鹽堿地種植提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試驗用的棉花品種魯21由河南科技學院遺傳育種實驗室提供。

1.2 試驗方法

采用發芽盒模擬鹽脅迫（0.3%NaCl溶液）培養法。

試驗采取完全隨機區組設計。SNP為A因素，設3個不同濃度，分別為0.05 mmol/L（A1）、0.10 mmol/L（A2）、0.20 mmol/L（A3）；Zn2+為B因素，設3個不同濃度，分別為10 mg/L（B1）、20 mg/L（B2）、 30 mg/L（B3）。以去離子水浸種后種于模擬鹽脅迫的沙土中的棉花幼苗為對照（CK），2個因素，3個水平，共10個處理，每個處理重復3次。

稱取適量的棉花品種，經過濃硫酸脫絨，10%的雙氧水消毒20 min后，用不同濃度的SNP和Zn2+混合溶液浸泡24 h后，將種子種植于發芽盒（12 cm×20 cm×5 cm）中，每盒60粒，最后再覆蓋一層沙土，噴施補水（濕潤即可），蓋上蓋子，置于培養室內，在光照30 ℃、黑暗26 ℃，12 h光照條件下培養。每天記錄發芽數，定時補水，并記錄補水量和棉花每天的生長狀況，第四天測定發芽勢，第七天測定發芽率，在種子萌發12 d后測定幼苗的丙二醛、葉綠素、脯氨酸、根系活力、SOD活性、POD活性、相對電導率等相關生理指標。

1.3 相關指標測定方法

發芽率=（發芽終期全部正常發芽的種子數/供試驗種子總數）×100%；發芽勢=發芽高峰期發芽的種子數/供試驗種子數×100%；相對電導率用電導率儀測量[7]；過氧化物酶（POD）活性測定采用愈創木酚比色法[7]；根系活力測定采用TTC法[7]；脯氨酸含量測定采用酸性茚三酮顯色法[7]；丙二醛含量測定采用硫代巴比妥酸比色法[7]；葉綠素含量測定采用乙醇丙酮浸提法[8]；超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用氮藍四唑還原法[7]。

1.4 數據分析

采用SPSS Statistics 20.0軟件進行數據處理和方差分析。

2 結果與分析

2.1 SNP和Zn2+對鹽脅迫下棉花種子發芽的影響

SNP和Zn2+對鹽脅迫下棉花種子萌發的影響見表1。由表1可知，與對照組相比，SNP和Zn2+復配處理明顯提高鹽脅迫條件下棉花幼苗的發芽率和發芽勢。其中，0.10 mmol/L SNP和20或30 mg/L Zn2+復配處理后的發芽率最高，兩者顯著高于對照；0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復配處理后的發芽勢最高，但各處理間差異不顯著。

2.2 SNP和Zn2+對鹽脅迫下棉花幼苗各生理生化指標的影響

由表2可知，SNP和Zn2+復配處理對鹽脅迫下棉花幼苗保護性酶活性的影響顯著，與對照相比，SNP和Zn2+復配處理能明顯提高鹽脅迫條件下棉花幼苗的SOD和POD的活性。其中，以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復配處理后的SOD活性最高，其次是0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+復配處理，兩者之間差異不顯著；0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復配處理后的POD活性最高，其次是0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+復配處理，二者之間差異不顯著。由表2還可以看出，與對照相比，SNP和Zn2+復配處理明顯提高了鹽脅迫條件下棉花幼苗的葉綠素含量、根系活力和脯氨酸含量。3個指標均以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復配處理后的值最高，其次是0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+復配處理，二者均顯著高于對照。

SNP和Zn2+對鹽脅迫下棉花幼苗膜透性的影響明顯，與對照相比，SNP和Zn2+復配處理明顯降低鹽脅迫條件下棉花幼苗的相對電導率和丙二醛含量。相對電導率以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+復配處理后最小，與其他處理間差異顯著；丙二醛含量以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+、0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+復配處理最低。

3 結論

已有研究表明，NO參與鹽脅迫條件下植物中的信號轉導，提高植株的抗氧化系統活性，調節植物離子平衡，從而提高植物的抗鹽性[8]。Ruan等[9]的研究表明，用NO供體處理小麥，可以誘導鹽脅迫條件下SOD、CAT活性的增強，減少O2·-和H2O2的積累，緩解滲透脅迫引起氧化損傷。樊懷福等[10]研究發現0.1 mmol/L的外源NO供體SNP能明顯提高NaCl脅迫下黃瓜幼苗葉片可溶性蛋白質的積累，提高幼苗根系抗氧化酶活性，降低鹽脅迫造成的根系膜脂過氧化作用，提高黃瓜幼苗的耐鹽性。鋅可以增強植物在逆境下細胞系統的穩定性，從而增強植物對逆境的抵抗力。張玉瓊等[11]研究表明，施用鋅肥可明顯減輕淹水玉米澇害。本試驗結果表明，不同濃度的SNP和Zn2+復配均可影響鹽脅迫下棉花種子的發芽率和發芽勢，提高棉花幼苗的SOD、POD活性以及葉綠素含量、根系活力與脯氨酸含量，同時降低葉片的相對電導率及丙二醛含量，特別是0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+的復配處理，其效果最佳。

參考文獻：

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[10] 樊懷福，郭世榮，杜長霞.外源NO對NaCl脅迫下黃瓜幼苗氮化合物和硝酸還原酶活性的影響[J].西北植物學報，2006，26（10）：2063-2068.

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