外源物質水楊酸(SA)對鹽脅迫下水飛薊種子萌發與幼苗生理特性的影響

李秀華

(張家口市崇禮區農業農村局， 河北 張家口 075000)

土壤鹽堿化阻礙種子萌發且對胚的生長發育產生不良影響[1-4]，當植物長期處于鹽漬環境時，植物吸收水分的速率低于其蒸騰作用所釋放水分的速率，此時的植物表現為鹽脅迫的狀態[5]。鹽脅迫改變植物細胞的滲透調節機制，導致植物的光合作用降低，水分的利用率受到抑制[6]，使植物細胞膜的結構和功能發生改變，使活性氧的活性增加[7-8]。外源水楊酸(SA)可以對植物的生長發育和抵抗逆境脅迫起到重要作用[9-11]，但外源SA對鹽脅迫下水飛薊種子萌發方面的研究未見報道。為研究SA對鹽脅迫逆境的緩解作用，本試驗以水飛薊種子為材料，在鹽脅迫條件下，通過SA處理對比水飛薊種子萌發指標及幼苗生理生化指標的變化，探究SA對鹽脅迫下水飛薊種子萌發的影響。

1 材料與方法

1.1 材 料

水飛薊種子，由保定安國藥材市場提供。

1.2 方 法

挑選大小相近、成熟飽滿且無病蟲害的水飛薊種子，用0.3%高錳酸鉀消毒10 min，清水沖洗后放入鋪有3層濾紙的培養皿。每個培養皿50粒種子，用150 mmol·L-1NaCl溶液模擬鹽脅迫，每個培養皿加入5 mL NaCl溶液，SA處理液設0.05、0.1、0.15、0.2 mmol·L-14個濃度(記為S1、S2、S3和S4)，以不加NaCl處理液作對照1(ck1)，NaCl處理不加SA作對照2(ck2)，共6個處理，每個處理3次重復。把各處理放入培養箱(溫度25 ℃，濕度50%，光照強度5 500 lx)中進行催芽，每隔2 d加1次鹽溶液和SA處理液，每天觀察并記錄水飛薊種子發芽數。幼苗長至3 cm時進行生理生化指標測定。

1.3 測定項目及方法

1.3.1發芽指標的測定

每天記錄發芽數，種子萌發7 d后測發芽率和發芽勢；

發芽率(%)=(10 d內正常發芽的種子數/供試種子總數)×100%；

發芽勢(%)=(前7 d內正常發芽種子數/供試種子總數)×100%；

發芽指數(GI)=∑(Gt/Dt)，Gt表示第t天種子的發芽數，Dt表示相應的發芽天數；

活力指數(VI)=GI×S，S為幼苗平均長度。

1.3.2生理指標的測定

可溶性蛋白：考馬斯亮藍G-250染色法測定；可溶性糖：蒽酮比色法測定；脯氨酸：酸性茚三酮法顯色法測定；超氧化物歧化酶(SOD)：采用SOD試劑盒測定；過氧化物酶(POD)活性：采用愈創木酚法測定。

1.4 數據處理

應用Microsoft Excel軟件進行數據整理和繪圖，用SPSS 17.0軟件進行數據統計。

2 結果與分析

2.1 外源SA對鹽脅迫下水飛薊種子發芽指標的影響

由表1可知，用150 mmol·L-1NaCl處理(ck2)水飛薊種子后，其發芽勢、發芽率、活力指數及發芽指數等均顯著低于ck1處理，說明鹽脅迫能抑制水飛薊種子的萌發。同時，經過不同濃度SA溶液處理后，水飛薊種子的發芽率、發芽勢、活力指數及發芽指數顯著高于ck2，以S2緩解效果最好，上述4個指標分別比ck2增加了41%、46.9%、40.4%、62.8%。說明，適宜的SA濃度對水飛薊種子的發芽有顯著的緩解作用，但SA濃度不宜過大(S4)。因此，緩解鹽脅迫下水飛薊種子萌發的最佳SA濃度為0.1 mmol·L-1，可顯著提高水飛薊種子的萌發指標。

表1 外源SA對鹽脅迫下水飛薊種子發芽指標的影響

2.2 外源SA對鹽脅迫下水飛薊幼苗可溶性蛋白含量的影響

由圖1可知，在鹽脅迫下，ck2水飛薊幼苗中可溶性蛋白含量和ck1相比下降了39.5%，表明鹽脅迫可以使水飛薊幼苗體內可溶性蛋白的含量下降，幼苗中可溶性蛋白含量下降是對鹽脅迫做出的反應。經過不同濃度的SA溶液處理，水飛薊幼苗中可溶性蛋白的含量迅速增加，甚至比不受鹽脅迫的ck1還高，可見外源SA溶液的處理會增加水飛薊體內可溶性蛋白的含量，增強水飛薊的抗逆性。由圖1可見，S2處理提高了水飛薊幼苗體內可溶性蛋白含量，比ck2增加了48.7%，說明外源SA對水飛薊幼苗體內可溶性蛋白的合成有顯著促進作用，效果最好的濃度為0.1 mmol·L-1。

圖1 不同濃度SA處理下可溶性蛋白含量的變化

2.3 外源SA對鹽脅迫下水飛薊幼苗可溶性糖含量的影響

由圖2可以看出，鹽脅迫后，水飛薊幼苗中ck2可溶性糖含量和ck1相比下降了21.3%。用不同濃度的SA溶液對水飛薊進行處理后，可溶性糖含量均呈現不同程度的增加，但濃度達到0.2 mmol·L-1時，可溶性糖含量卻表現下降趨勢，說明S2處理鹽脅迫下的水飛薊種子，濃度不能過大。同時，利用SA處理鹽脅迫下水飛薊種子，使水飛薊幼苗體內可溶性糖含量增加最多的是0.10 mmol·L-1，相比ck2增加了31.8%。

圖2 不同濃度SA處理下可溶性糖含量的變化

2.4 外源SA對鹽脅迫下水飛薊幼苗脯氨酸含量的影響

如圖3所示，鹽脅迫下，ck2水飛薊幼苗中脯氨酸含量比ck1下降顯著(28.6%)。通過SA溶液處理，脯氨酸含量呈上升趨勢，但濃度過大后，又出現下降趨勢，S2與ck1的脯氨酸含量差異不顯著，但與ck2及其他處理有顯著性差異。上述結果表明，S2的濃度對于水飛薊幼苗中脯氨酸含量提高效果最好。

圖3 不同濃度SA處理下脯氨酸含量的變化

2.5 外源SA對鹽脅迫下水飛薊幼苗SOD活性的影響

由圖4可看出，鹽脅迫處理后，ck2的SOD活性比ck1顯著下降，表明鹽脅迫可以降低植物體內SOD活性。對水飛薊幼苗用不同濃度外源SA溶液處理后，水飛薊幼苗SOD活性迅速增加，說明外源SA溶液處理會使水飛薊幼苗SOD活性發生變化，其中S2處理SOD的活性達到最大值，較ck2增加43.4%，與ck2呈顯著差異，也與其他處理呈顯著差異。由此說明S2處理的效果最佳，可以有效的對鹽脅迫進行緩解。

圖4 不同濃度SA處理下SOD活性的變化

2.6 外源SA對鹽脅迫下水飛薊幼苗POD活性的影響

由圖5可以看出，鹽脅迫后ck2水飛薊幼苗POD的活性明顯低于ck1，說明鹽脅迫使水飛薊幼苗POD活性下降。通過不同濃度SA溶液處理，S2處理顯著高于ck2，比ck2增加了47.7%，與其他處理存在顯著性差異；后隨著處理濃度增加，POD活性開始出現小幅度下降。由此表明，外源SA對水飛薊幼苗POD活性的增加有顯著促進作用，其中S2的濃度效果最佳。

圖5 不同濃度SA處理下POD活性的變化

3 結 論

本研究表明，鹽脅迫會顯著抑制水飛薊種子的萌發，通過外源物質SA溶液處理后，其發芽率、發芽勢、發芽指數以及活力指數等均有顯著提高。隨著外源物質SA溶液濃度的增加，水飛薊幼苗中滲透調節物質可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸的含量以及抗氧化酶(SOD、POD)活性均出現先增加，達到最大值而后減少的變化趨勢。

另外，利用外源物質SA溶液處理水飛薊種子與幼苗，可以有效緩解種子在萌發與生長過程中受到鹽脅迫的傷害，而且緩解鹽脅迫下水飛薊種子萌發及幼苗生長的最佳SA溶液濃度為S2(0.10 mmol·L-1)。該結論可為水飛薊在鹽堿地區的種植提供理論依據。

4 討 論

本研究中用150 mmol·L-1NaCl模擬鹽脅迫，通過水飛薊種子萌發與幼苗的生理生化指標可看出，SA對鹽脅迫的水飛薊種子與幼苗有顯著緩解作用。在外源物質SA溶液處理下，水飛薊幼苗體內的滲透調節物質(可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸)含量顯著增加，使得水飛薊幼苗體內活性氧得以清除。抗氧化酶(SOD、POD)活性的提高，使水飛薊幼苗體內可以維持正常生理運作以緩解鹽對其造成的影響，從而使水飛薊幼苗的耐鹽性大大增強。