干旱和鹽脅迫對幾種野生花卉種子萌發的影響

董婕，張重葉，王雨薇，金子煜，車代弟

（東北農業大學園藝園林學院/園林植物遺傳育種與生物技術實驗室，黑龍江哈爾濱150030）

干旱和鹽脅迫對幾種野生花卉種子萌發的影響

董婕，張重葉，王雨薇，金子煜，車代弟*

（東北農業大學園藝園林學院/園林植物遺傳育種與生物技術實驗室，黑龍江哈爾濱150030）

開發利用抗逆性強的野生花卉資源，是培育新品種、豐富并運用多樣植物資源進而適應城市綠化需要的重要途徑之一。本實驗將對4種野生花卉進行種子萌發實驗和抗旱性及耐鹽性的研究。實驗結果表明，旱麥瓶草種子萌發率接近100%，紫菀為66.67%、松蒿為60.71%、委陵菜為36.27%。用不同濃度的NaCl溶液和甘露醇溶液模擬鹽脅迫和干旱脅迫下，旱麥瓶草種子表現出較強的耐鹽性和耐寒性，其次為紫菀和委陵菜，松蒿的抗逆性最差。

鹽脅迫；干旱脅迫；野生花卉；種子萌發

黑龍江地區長期寒冷、干燥，部分地區鹽堿化較為嚴重，亟需一些抗逆性強的園林花卉中和品種。另一方面，黑龍江省也存在著大量的野生花卉資源，這些野生資源不但能適應當地氣候，耐鹽、耐旱，甚至在某種程度上還能逐漸改良土壤。開發并利用這些野生資源是豐富花卉種類，提高花卉質量和改良環境的重要方法[1]。用不同濃度NaC1溶液模擬鹽脅迫以及不同濃度甘露醇溶液模擬干旱脅迫，研究非生物脅迫對野生花卉種子萌發的影響，評價出野生花卉在種子萌發階段的耐鹽能力及抗旱能力，篩選出抗逆性較強的花卉種類[2]。摸清野生花卉種子休眠及其在鹽和干旱脅迫下的發芽規律，為野生花卉資源的引種馴化和推廣應用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗材料均由東北農業大學園林植物遺傳育種與生物技術實驗室提供。2016年8—11月采集于黑龍江省哈爾濱市通河縣的旱麥瓶草和松蒿；2016年8—11月采集于黑龍江省牡丹江市鏡泊湖的紫菀和委陵菜。

1.2 內容與方法

種子凈種春化后，選擇大小均勻、籽粒飽滿的野生花卉種子，稱量和測量種子千粒重和粒徑（以長軸為準）[3]，每組重復5次。用1%的次氯酸鈉溶液消毒10 min后用無菌水沖洗數遍，將種子鋪在有濾紙的培養皿中。然后分別加入6 mL的濃度為0(CK)、0.05 mol/L、0.10 mol/L、0.15 mol/L、0.20 mol/L的NaCl處理液和濃度為0(CK)、0.1 mol/L、0.2 mol/L、0.3 mol/L以及0.4 mol/L的甘露醇處理液，從種子置床之日開始，每24 h觀察1次種子發芽數并記錄，共觀察15 d，以胚根突破種皮時則記為發芽，每天記錄數據。置于溫度為25℃的人工氣候培養箱中培養，每天補充消耗的無菌水，每組處理重復3次。

1.3 種子萌發指標

發芽率（Gr）=15 d內發芽的種子數/供試的種子數×100%

發芽勢（Ge）=7 d內發芽的種子數/供試的種子數×100%

采用Microsoft Excel 2003軟件對數據進行處理和繪圖。

2 結果與分析

2.1 花卉種子千粒重

如表1所示，選用的4種野生花卉的千粒重在0.1～0.6 g之間，旱麥瓶草為微粒種子，委陵菜、紫菀和松蒿為小粒種子。

表1 4種植物的千粒重

2.2 不同濃度NaCl溶液對種子萌發的影響

圖1 NaCl脅迫下種子萌發情況

從圖1可以看出，與CK相比，隨著鹽濃度的增大，4種花卉種子的發芽率成降低的趨勢。NaCl濃度小于或等于0.1 mol/L時，鹽脅迫對旱麥瓶草種子的萌發率沒有較大影響，發芽率在90%以上，發芽勢在88%以上；當NaCl濃度為0.15 mol/L時，鹽濃度明顯抑制了旱麥瓶草種子的發芽率，為41.93%；當NaCl濃度為0.2 mol/L時，旱麥瓶草種子基本無活性。鹽處理對紫菀種子萌發的影響較大，但在0.15 mol/L的NaCl處理下仍能保持30%以上的發芽率。鹽處理對委陵菜和松蒿的影響很大，當鹽脅迫的濃度為0.05 mol/L時，委陵菜種子的萌發率從對照的36.27%降為10%，發芽勢為2.66%；松蒿的萌發率從對照的60.71%驟降為10.38%，發芽勢僅有2.72%。在0.10 mol/L的NaCl處理下，委陵菜種子的發芽率僅為6.25%，當NaCl濃度大于0.15 mol/L時，委陵菜不萌發甚至死亡。結果表明，旱麥瓶草種子能耐100～150 mM的NaCl處理，具有強耐鹽性，紫菀稍耐鹽。而委陵菜和松蒿種子只能在正常條件下萌發，鹽脅迫對其種子萌發的影響較大。

2.3 不同濃度甘露醇溶液對種子萌發的影響

如圖2所示，甘露醇溶液模擬的干旱條件對種子的萌發率影響表現為隨著滲透壓增高，各種子的發芽率明顯降低。100 mM和200 mM甘露醇處理下，旱麥瓶草發芽率都能達到80%以上。300 mM的甘露醇溶液處理下，旱麥瓶草種子的萌發率明顯降低為25%；當甘露醇濃度為400 mM時，未見種子萌發。甘露醇濃度為0.1 mol/L時，紫菀種子的發芽勢、發芽率均高于對照，且萌發進程也比對照要快。而當甘露醇濃度≥0.1 mol/L時萌發率顯著下降，溶液濃度為0.4 mol/L時就不萌發。同時，在低滲溶液中，最旺盛的萌發時間提前（第4 d），在高滲溶液中推遲（第2～3 d），且萌發時間延長，在處理后的第9 d仍然有種子萌發。隨著甘露醇溶液濃度的增加，委陵菜種子的萌發率逐漸降低。在甘露醇溶液濃度低于0.3 mol/L時，萌發率在15%左右，而甘露醇溶液濃度≥0.3 mol/L時，種子不能進行萌發甚至死亡。在任何甘露醇濃度下，松蒿種子都不能萌發。

圖2 甘露醇脅迫下種子萌發情況

3 討論與結論

在正常條件下，4種植物種子萌發能力各有不同，旱麥瓶草種子萌發率接近100%，紫菀為66.67%、松蒿為60.71%、委陵菜為36.27%。非生物脅迫在植物的不同生長階段影響不同，而種子萌發時往往是對干旱、鹽堿等非生物脅迫十分敏感的時期。植物受到鹽脅迫影響的程度還與鹽濃度以及鹽脅迫時間有關[4]。4種植物在各個濃度鹽分的脅迫下都具有不同的發芽能力，不同種植物之間表現出極大差異，實驗中的幾種野生花卉種子均對鹽有不同的耐受力。在鹽脅迫和干旱脅迫條件下，旱麥瓶草、紫菀表現出較強的耐受力，低濃度NaCl和輕微干旱的環境下不會對其種子的萌發造成較大的影響。而同等濃度的NaCl和甘露醇溶液還會影響委陵菜和松蒿種子的萌發率、發芽勢和發芽速度，其中松蒿的抗逆性最弱。從成活率可以看出，干旱對旱麥瓶草、委陵菜、松蒿的傷害大于NaCl，而對紫菀正好相反。

植物在鹽和干旱脅迫下表達的相關基因一般會推遲種子萌發，如綠豆在含較高濃度的NaCl培養基中胚根抽出時間推遲，根生長速度變緩。所以鹽脅迫和干旱脅迫下，具有一定抗性的植物種子萌發會延遲，種子發芽勢和發芽指數明顯降低。

[1]石進朝，張啟翔，蔣細旺.我國觀賞植物種質資源流失的原因及對策[J].中國園林，2007，9(5)：85-89.

[2]田孟良，陳艷，劉清華.烏頭種子的萌發特性研究[J].中國中藥雜志，2009，34(22)：2 958-2 960.

[3]車代弟.園林花卉學[M].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[4]陳年來，馬國軍，張玉鑫.甜瓜種子萌發和幼苗生長對NaCl脅迫的響應[J].中國沙漠，2006，26(5)：814-819.

1005-2690（2017）08-0140-02

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2017-07-05）