水楊酸對鹽脅迫黑果枸杞種子萌發的影響

郝 轉

(1.陜西省河流濕地生態與環境重點實驗室，陜西 渭南 714099； 2.渭南師范學院 化學與環境學院， 陜西 渭南 714099)

種子萌發是植物生活周期的重要階段，種子萌發期間的生理活動極易受到外界環境的影響，從而影響植物整體的生長和發育[1]。土壤鹽漬化嚴重地影響植物生存和作物生產力以及經濟的發展[2]。水楊酸(salicylic acid，SA)是一種內源性激素，可參與植物調節的多種生理循環過程[3]。有研究表明，SA能夠誘導植物在生長過程中因低溫、高溫和干旱等非生物逆境而產生與病種相關的蛋白，可增加關于滲透調節的物質，提高有關酶的活性[4]，從而增強植物的抗逆性[5-6]。目前，關于添加SA可提高植物抗鹽性的研究和報道多見于水稻[7]、棉花[8]、小麥[9]、絲瓜[10]及番茄[11]等農作物以及沙冬青[12]、楊樹[13]和白刺[14]等木本植物，在草本花卉類以及枸杞類等鮮有研究。黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)即黑枸杞，別稱甘枸杞，對鹽漬化土壤具有較強的適應能力和改良作用，是中國荒漠地區少數的既能抗鹽抗旱又能固沙的植物之一，是具有很高的經濟價值以及營養價值和藥用價值的鹽生植物[15-16]，同時又是一種營養價值極高的蔬菜[17]。李永潔等[18]對不同濃度SA浸種后黑果枸杞耐鹽耐旱性進行綜合評價，得出低濃度SA浸種可以提高黑果枸杞種子萌發期的耐鹽耐旱性，但水楊酸對單一因素鹽脅迫下黑果枸杞種子萌發的影響目前未有報道。為此，筆者通過探索水楊酸對黑果枸杞種子萌發單一因素鹽脅迫的影響，找出可以緩解黑果枸杞鹽害的最適SA濃度，為鹽漬地和荒漠地上擴大其種植面積提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試種子 黑果枸杞采購于甘肅省武威市民勤縣西渠鎮，將果肉與種子剝離，去除雜質，漂洗干凈自然風干后，挑選籽粒飽滿、大小一致的種子用5% NaClO消毒3 min，蒸餾水漂洗3次，自然風干。

1.1.2 器皿與試劑 直徑90 mm的培養皿洗刷潔凈，風干備用。將中性鹽NaCl和堿性鹽Na2CO3(分析純，規格AR級)分別配置成150 mmol/L和10 mmol/L濃度備用。備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 以水楊酸濃度為對象，設5個處理，T1～T5處理水楊酸濃度分別為0 mmol/L、0.5 mmol/L、1.0 mmol/L、1.5 mmol/L及2.0 mmol/L。對照(CK)為蒸餾水處理，且不進行鹽脅迫處理。鹽脅迫設置中性鹽NaCl和堿性鹽Na2CO3處理。王恩軍等[19]研究了中性鹽和堿性鹽脅迫對黑果枸杞種子萌發及幼苗生長的影響，得出低濃度鹽促進萌發、高濃度鹽抑制萌發的結論。根據此結論，試驗用較高濃度的鹽脅迫處理種子。將不同濃度水楊酸處理黑果枸杞種子后，分別置于中性鹽NaCl(濃度150 mmol/L)和堿性鹽Na2CO3(濃度10 mmol/L)環境中進行萌發試驗。考察水楊酸不同濃度處理的枸杞種子在不同鹽環境的萌發情況，同時比較不同鹽環境對枸杞種子萌發的影響。

1.2.2 試驗過程 黑果枸杞采用紙上發芽法在人工氣候箱(培養箱)內進行培育。培養箱溫度維持30℃，濕度80%，在6 000 lx下光照10 h，黑暗14 h，24 h為1個周期(從培養皿放入培養箱時算起)。將消毒后的種子用試驗設置的水楊酸(SA)不同濃度浸種24 h，CK和T1用等量的蒸餾水浸種。浸種后的種子每50粒整齊置入鋪有雙層濾紙的培養皿中，沿培養皿壁緩緩加入150 mmol/L NaCl溶液或10 mmol/L Na2CO3溶液，CK加入等量蒸餾水，蓋上蓋子，置于培養箱中。每處理3次重復。第1天加入相應的培養液10 mL，之后每天更換相應的培養液5 mL，并保持濾紙濕潤。

1.2.3 測定項目 每隔24 h觀測1次，培養第3天計算發芽勢，第7天計算發芽率和發芽指數。以白色幼根為標準判定種子是否萌發。

1.3 數據處理

利用Excel 2010對測定數據進行統計分析，根據李鵬鵬等[20]的方法計算種子萌發指標：發芽勢(Gv)=(3 d內發芽種子數/供試所有種子數)×100%；發芽率(Gr)=(7 d內發芽種子數/供試所有種子數)×100%；發芽指數(GI)=∑(Gt/Dt)，Gt為第t天的發芽增值數，Dt為發芽相對的天數。

2 結果與分析

2.1 不同種類鹽對黑果枸杞種子萌發的影響

在單一鹽分脅迫下，中性鹽和堿性鹽對黑果枸杞種子的萌發均具有抑制作用。由表1看出，對于兩組鹽脅迫，堿性鹽比中性鹽的種子發芽效果略好，堿性鹽條件的發芽勢、發芽率和發芽指數較中性鹽的分別高11.4百分點、9.7百分點和1.64，表明黑果枸杞種子更適宜在堿性鹽土壤中萌發，該結果驗證王恩軍等[19]得出的黑果枸杞更適于堿性鹽土壤的結論。但與CK(空白)相比，兩組鹽脅迫的黑果枸杞種子的發芽勢、發芽率和發芽指數整體偏低，故中性鹽和堿性鹽對黑果枸杞種子的萌發均有抑制作用。

表1 2組鹽脅迫下水楊酸溶液不同濃度處理黑果枸杞種子的萌發情況Table 1 Germination of L. thenicum seeds treated with salicylic acid solution with different concentration under different salt stress

2.2 不同濃度水楊酸對鹽脅迫黑果枸杞種子萌發的影響

2.2.1 發芽勢 發芽勢是體現種子質量優劣的指標，發芽勢高的種子，生命力強盛，整齊度高，相對發芽率較高。從表1看出，SA濃度較低時黑果枸杞種子的發芽勢較高，其中，中性鹽(NaCl)脅迫條件，T3處理的種子發芽勢最高，達6.0%，整齊度最大，隨著SA濃度增大，逐漸出現抑制作用，至T5(濃度為2.0mmol/L)時發芽勢為0。與之類似，堿性鹽(Na2CO3)脅迫條件，T3處理的種子發芽勢也最高，為20.0%，之后濃度越大，發芽勢越低。在不同SA溶液條件下，堿性鹽(Na2CO3)條件的枸杞種子發芽勢均大于中性鹽(NaCl)條件，即種子整齊度堿性鹽脅迫高于中性鹽脅迫處理。

2.2.2 發芽率 發芽率是衡量種子質量優劣的指標，指在一定時間內種子發芽的概率。由表1可知，2種鹽脅迫均對黑果枸杞種子萌發產生一定抑制作用，但是較低濃度SA可以緩解這種抑制。對于中性鹽(NaCl)脅迫，其T2處理的發芽率為13.3%；T3處理的發芽率最高，為14.7%；之后隨SA濃度升高，逐漸出現抑制作用。堿性鹽(Na2CO3)脅迫條件，其T2處理的發芽率為22.7%，T3(SA濃度1.0 mmol/L)發芽率最高，達30%。2組鹽脅迫試驗黑果枸杞種子的發芽率隨SA溶液濃度增大均呈先增后減趨勢，但在不同濃度SA的影響下，2組均在T3處理(濃度1.0 mmol/L)時發芽率最高。

2.2.3 發芽指數 發芽指數是體現種子活力的指標，發芽指數越大，種子的活力越高，成苗率也高。由表1可知，SA對于中性鹽(NaCl)和堿性鹽(Na2CO3)脅迫下的黑果枸杞種子萌發都有不同程度的緩解作用。在鹽分脅迫下，低濃度SA溶液可以提高種子的發芽指數，隨著SA濃度不斷增大，發芽指數呈先增大再逐漸減小趨勢。中性鹽(NaCl)脅迫條件下，其T3處理種子的發芽指數最高，為2.05，但遠低于同濃度下堿性鹽(Na2CO3)脅迫的種子發芽指數。堿性鹽(Na2CO3)脅迫條件下，其T2處理種子的發芽指數為4.36；T3處理的發芽指數為5.29，種子活力最高；之后隨SA濃度增大而逐漸減小，T5處理的發芽指數最低，為3.16。表明，SA浸種可有效緩解鹽脅迫對黑果枸杞種子萌發的抑制作用，但堿性鹽(Na2CO3)脅迫下種子的萌發情況優于中性鹽(NaCl)脅迫。

3 結論與討論

種子萌發是植物生活周期的主要階段，在萌發時期，種子的生理活動極易遭到外界情況的影響。發芽勢、發芽率和發芽指數是體現種子萌發的重要指標，發芽勢可以看出種子發芽的傾向，可判斷種子的發芽率；發芽率則表示種子發芽的概率大小[21]；發芽指數可反映種子發芽速度和整齊度，發芽指數越高，種子萌發越快整齊度越好。水楊酸(SA)對鹽脅迫下黑果枸杞種子萌發的各個指標都有一定程度的影響。單一鹽脅迫對種子萌發起抑制作用，低濃度SA可以促進黑果枸杞種子在鹽脅迫下的萌發，而高濃度SA卻抑制種子的萌發。水楊酸(SA)濃度為1.0 mmol/L時，堿性鹽(Na2CO3)和中性鹽(NaCl)脅迫下黑果枸杞種子的萌發指標數據最高，其萌發情況較好。

與對照(蒸餾水處理)相比，不同鹽脅迫均對枸杞種子萌發產生抑制作用，表現為發芽勢、發芽率和發芽指數較低，與閻秀峰等[22]對星星草的研究結果一致。堿性鹽(Na2CO3)和中性鹽(NaCl)相比較，中性鹽(NaCl)對黑果枸杞種子萌發脅迫程度重于堿性鹽(Na2CO3)。

不同植物對SA及鹽脅迫的表現不同，如0.12～1.00 mmol/L SA對高羊茅種子在模擬干旱脅迫下的萌發促進效果最好[23],1.0 mmol/L SA促進鹽脅迫下花椰菜種子的萌發[3],SA并不能提高木棉種子萌發時的抗旱性和抗熱性，甚至有抑制作用[24]。由此看出，SA對于逆境下種子萌發是否有促進作用及最適濃度的大小，取決于多種因素，可能與種子的休眠、種皮的厚度、種子大小等多種因素有關。因本試驗是在室內進行，與枸杞在田間生長情況不同，實際栽培枸杞過程中，種子會因環境選擇性及適應性而避免或減少不利因素，對不利環境產生抗逆性，可能會表現出更好的生長狀況。