NaHCO₃脅迫對板藍根種子萌發的影響

劉丹 陳鑫 李然紅 孫雪芳

摘要 [目的]采用培養皿發芽法研究NaHCO3脅迫處理對板藍根種子萌發的影響。[方法]分別用不同濃度的NaHCO3溶液處理板藍根種子，并使用0.2 mg/L赤霉素作為陽性對照。[結果]板藍根種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數均隨NaHCO3濃度的升高而降低；而過氧化物酶（POD），超氧化物歧化酶（SOD）活性卻均隨NaHCO3溶液濃度的增大而呈正相關，另外施加一定濃度的赤霉素有助于板藍根種子的萌發。[結論]結果為板藍根在鹽堿地種植提供了參考。

關鍵詞 NaHCO3 脅迫；板藍根種子；萌發

中圖分類號：S332.1；S567 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）02-025-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.02.011

板藍根（Radix Isatidis），又稱為靛青根、藍靛根、大青根，是十字花科二年生草本植物菘藍（Isatis indigotica Fortune）的干燥根，主產于我國長江以北的華北平原和黃河流域[1]。其主要成分為生物堿類、有機酸類及苷類化合物等，有清熱解毒、涼血利咽之功效，主要用于溫熱發熱、頭痛、喉痛，或溫毒發斑、丹毒、瘟疫等多種熱毒熾盛之癥[2]。2005年版《中華人民共和國藥典》中板藍根被確認為用于治療感冒的常用藥材，是公認的有較好抗病毒效果的少數中藥材之一[3]。板藍根喜溫、喜光照，忌高溫，適宜生長在土層深厚、腐殖質含量多、排水良好的砂質壤土中，水淹后根部易腐爛[4]。由于具有耐寒、適應性強、易栽培、產量大、在我國北方資源豐富等優勢，板藍根的應用前景十分廣闊。目前，我國鹽堿地區的面積較大，隨著土地鹽堿化程度的不斷加重，對各種作物耐鹽堿性的研究越來越引起研究者的重視。但是針對于中藥材，尤其是對板藍根耐強堿弱酸鹽脅迫的研究報道卻甚少，因此揭示板藍根種子萌發期的耐強堿弱酸鹽特性，對于板藍根在鹽堿化土地的推廣種植具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

板藍根種子，由遼寧省科學研究所提供。

1.2 試驗方法

挑選大小一致且飽滿的板藍根種子放入冰箱冷藏30 min后，置于75%乙醇溶液中消毒10 min，消毒過程中輕搖數次，以提高消毒效果。再用蒸餾水漂洗數次至無殘留乙醇后浸泡2 h。將預處理后的板藍根種子分別均勻分散地置于不同NaHCO3濃度的墊有2層濾紙9 cm培養皿中培養，共設7個處理：處理1，用0.2 mg/L的赤霉素處理后的對照（CK+）；處理2，蒸餾水空白對照（CK-）； 15、30、45、60、75 mmol/ L NaHCO3溶液分別為處理3、4、5、6、7，同一脅迫處理下設置3次重復。每皿放置種子20粒，每天觀察種子的萌發情況并記錄發芽數，發芽標準以突破種皮的胚軸長度達到和種子自身的長度相同確定為發芽，共觀察7 d。

1.3 測定方法

1.3.1 發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、相對鹽害率的計算

發芽率（GR）= Gt/N×100% （Gt第7日的正常發芽數，N為供試種子數）；

發芽勢（GP）=（n4/N）×100% （n4為種子發芽第4天的正常發芽粒數，N為供試種子數）；

發芽指數（GI）=Σ（Gt/Dt） （Dt為置床之日算起的日數）；

活力指數（VI）=S×Σ（Gt/Dt）（S為第7天每株平均鮮重，Σ（Gt/Dt）為第7天的發芽指數）；

相對鹽害率=（對照發芽率-鹽處理發芽率）/對照發芽率×100%[5]。

1.3.2 過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定 POD活性：愈創木酚法；SOD活性：NBT（氮藍四唑）光還原法[6]。

1.4 數據處理

試驗數據采用Microsofe Excel和SPSS 18.0進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 NaHCO3脅迫對板藍根種子萌發的影響

由表1所示，不同濃度NaHCO3脅迫處理后的板藍根種子，其發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數均隨NaHCO3濃度的增大而呈下降趨勢，而相對鹽害率反之呈上升趨勢。處理3與2個對照間種子的發芽率、發芽勢差異不顯著。當NaHCO3濃度超過45 mmol/L時發芽率迅速下降，處理6、7的發芽率均小于50%，對于板藍根種子有顯著地抑制作用。另外當濃度高于30 mmol/L時，發芽勢、發芽指數、活力指數的下降幅度最為明顯，存在顯著差異（P<0.05）。此外，隨著NaHCO3濃度的增大其相對鹽害率也明顯增大，處理3與處理4，處理6與處理7之間的增加幅度最為明顯。CK+的發芽率、發芽勢、發芽指數及活力指數于均高于CK-和NaHCO3脅迫處理。

2.2 NaHCO3脅迫對板藍根POD、SOD活性的影響

從圖1可以看出，板藍根的POD活性在NaHCO3濃度15～60 mmol/L之間隨溶液濃度的增加而增加，CK+與CK-之間也有較明顯差異。NaHCO3濃度于15～30 mmol/L之間POD活性增加不顯著，當NaHCO3濃度達到45 mmol/L時POD活性顯著增加，在60 mmol/L時POD活性達到最大值，而當濃度達到75 mmol/L時POD活性顯著下降。

從圖2可以看出，板藍根的SOD活性隨NaHCO3溶液濃度的增加而緩慢增加，CK+與CK-差異不明顯。NaHCO3濃度于15～30 mmol/L之間SOD活性增加較顯著，濃度于30～60 mmol/L之間POD活性呈緩慢增長，而濃度達到75 mmol/L時SOD活性增加顯著，并達到最大值。

3 討論與結論

NaHCO3是強堿和弱酸中和后形成的酸式鹽，溶于水后發生水解反應，水解顯堿性既具有鹽的性質也有堿的性質，是我國鹽堿地區堿害的重要組成成分，有助于解決單一NaCl等鹽脅迫試驗結果存在局限性的問題。該次研究表明：低濃度（≤30 mmol/L）NaHCO3脅迫對板藍根種子的發芽作用較小，各濃度間的抑制作用差異不顯著。高濃度（≥60 mmol/L）表現出強烈的抑制作用，各濃度間的抑制作用差異較為顯著。其中60 mmol/L時發芽率迅速下降，較15 mmol/L時的發芽率差異最為顯著，對板藍根種子的抑制作用加強。

POD是植物體內重要的活性氧清除酶，對減少活性氧積累，抵御膜脂過氧化和維護膜結構的完整性有重要作用[7]。在NaHCO3的脅迫下，板藍根的POD活性在NaHCO3 60 mmol/L時達到最大值，但在75 mmol/L時由于脅迫濃度過高，細胞受損嚴重，使植株代謝受阻，POD活性顯著下降。SOD是細胞膜系統的重要保護酶之一，具有消除自由基、降低膜脂過氧化及維持細胞膜穩定性的功能。在NaHCO3的脅迫下，板藍根SOD活性隨NaHCO3濃度增大而顯著升高，說明其受傷害程度不斷加重，在75 mmol/L時受害最為嚴重。該次研究結果初步表明板藍根幼苗種子在萌發期耐鹽堿性較差，其萌發及生長發育隨著NaHCO3溶液濃度的增加而受抑明顯。由于NaHCO3脅迫對板藍根種子萌發影響的研究尚未見報道，故該次研究結果僅供對板藍根種子萌發期和生長期耐鹽堿特性的進一步研究提供參考。

參考文獻

[1] 李楚源，曾令杰.板藍根研究進展[J].現代中藥研究與實踐，2005，19（3）：51-55.

[2] 崔樹玉，薛原，楊建莉，等.板藍根研究進展[J].中草藥，2001，32（7）：670-671.

[3] 趙穎.板藍根的主要藥理活性概述[J].黑龍江科技信息，2006，30（2）：1-2.

[4] 李源.外源NO與H2O2對鹽脅迫下板藍根幼苗生長及其氧化應激反應的影響[D].蘭州：甘肅農業大學，2009.

[5] 梁佳勇，陳平，劉永霞，等.鹽脅迫對木豆種子萌發與幼苗生長的影響[J].農業與技術，2003，23（6） ：71-75.

[6] 王學奎.植物生理生化試驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社，2006.

[7] 陳鑫，劉丹，李然紅，等. 缺素脅迫對軟棗獼猴桃幼苗生長的影響[J].北方園藝，2016（19）：27-30.

責任編輯：劉赟