龐克堅，宋占麗，趙曉英

(1.新疆拓殖生物科技有限公司，新疆烏魯木齊830011;2.石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆石河子832003;3.新疆師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊830054)

鹽脅迫對藍薊種子萌發(fā)及早期幼苗的影響

龐克堅1，宋占麗2，趙曉英3

(1.新疆拓殖生物科技有限公司，新疆烏魯木齊830011;2.石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆石河子832003;3.新疆師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊830054)

研究了不同濃度鹽(NaCl)處理對藍薊種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率及幼苗生長的影響。結(jié)果表明：(1)不同鹽脅迫處理對藍薊種子的萌發(fā)具有顯著影響。隨著鹽處理濃度的增加，發(fā)芽率呈下降趨勢，藍薊在無鹽環(huán)境(蒸餾水)和低鹽環(huán)境中(0.05 mol/L)長勢最好、發(fā)芽率最高、發(fā)芽速度最快。(2)將不同鹽溶液處理5 d的未萌發(fā)種子轉(zhuǎn)移到蒸餾水后，藍薊種子的萌發(fā)能力均可恢復(fù)，原來較高鹽濃度(0.3 mol/L～0.5 mol/L)下的種子在恢復(fù)后，其萌發(fā)恢復(fù)率均在75%以上，發(fā)芽率基本上隨著原濃度的升高呈上升的趨勢。研究表明，NaCl處理對薊種子沒有造成傷害，其抑制萌發(fā)是通過滲透效應(yīng)而不是離子毒害。

藍薊;鹽脅迫;種子萌發(fā);幼苗

藍薊(Echium vulgare L.)為紫草科藍薊屬2年生草本植物，該屬植物有40余種，主要分布于非洲、歐洲及亞洲西部。我國僅一種，分布在于新疆天山西部(伊犁地區(qū))和阿勒泰的山地草原、河谷及山坡［1－2］。在民間其全草或花用于腹胃熱解，熱咳痰喘，食欲不振，頭暈頭痛等癥的治療［3］。藍薊花期長，耐旱、耐寒，是優(yōu)秀的蜜源植物和園林化境綠化草種［4］，同時小堅果內(nèi)富含多不飽和脂肪酸，是理想的化妝品和藥品原料［5－6］。

新疆屬于干旱半干旱地區(qū)，由于降水不足，淋溶作用弱，地下水的蒸發(fā)和蒸騰強烈或降雨給土壤帶來的鹽分［7］，使土壤發(fā)生鹽漬化或次生鹽漬化，NaCl是新疆土壤鹽分的主要組成［8］。關(guān)于對藍薊的研究，國外有較多的探索，其中包括花蜜制品的安全性［9－10］、風(fēng)媒傳粉［11］、解剖結(jié)構(gòu)、栽培利用及育種等領(lǐng)域。但是藍薊是否耐鹽堿，是否適合在鹽堿化土壤中生長，目前尚未見報道。所以，本實驗是通過對野生的藍薊種子在不同NaCl濃度下萌發(fā)及早期幼苗生長狀況的研究，探索藍薊是否適合在鹽漬化土壤中生長，為新疆大面積鹽堿土的利用和特有植物資源的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1.1 實驗材料

供試的藍薊種子采于新疆布爾津縣。凈選后采用籽粒飽滿、均勻一致、無蟲害的種子進行試驗。

1.2 方法

1.2.1 鹽脅迫對藍薊種子萌發(fā)的影響

在不同濃度的NaCl溶液中進行種子的鹽分脅迫萌發(fā)實驗，濃度梯度為 0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mol/L，共7個處理。將種子置于直徑為90 mm的培養(yǎng)皿中，內(nèi)鋪2層濾紙(90 mm)。每組25粒，加NaCl溶液3 mL，每個處理3次重復(fù)。萌發(fā)實驗于25℃光照培養(yǎng)箱(MGC－250)中進行。以長出2 mm胚根視為萌發(fā)。每日定時稱重并補充蒸發(fā)的水分，使各處理組鹽濃度維持不變，發(fā)芽周期為5 d。

1.2.2 鹽脅迫對藍薊早期幼苗生長的影響

第5天種子萌發(fā)穩(wěn)定后，把未萌發(fā)的種子，轉(zhuǎn)移到蒸餾水中繼續(xù)培養(yǎng)5 d，觀察不同鹽處理的種子的萌發(fā)恢復(fù)情況，并計算萌發(fā)恢復(fù)率，測量胚軸、胚長度。

1.2.3 測定指標

萌發(fā)率(%)=發(fā)芽終期正常發(fā)芽粒數(shù)/播種總數(shù)×100%

萌發(fā)指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)。Gt為t時間內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)，Dt為相應(yīng)發(fā)芽天數(shù)。

簡化活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×平均苗長(cm)。萌發(fā)恒定時各鹽濃度的種子的胚根、胚軸的平均長度。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel處理后，用Excel作圖，并使用SPASS13.0統(tǒng)計軟件對NaCl濃度和萌發(fā)率進行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對藍薊種子萌發(fā)的影響

2.1.1 鹽脅迫對藍薊萌發(fā)率的影響

表1 NaCl處理對藍薊種子萌發(fā)的影響(MEAN±SE)

由表1可以看出：

(1)蒸餾水中藍薊種子發(fā)芽率為94.67%，0.05 mol/L的NaCl處理對藍薊種子的發(fā)芽率開始有抑制作用，隨著處理濃度的升高，抑制效應(yīng)顯著增強。0.2 mol/L的NaCl溶液中發(fā)芽率不到50%。在0.1 mol/L～0.2mol/L時，下降幅度最大，說明0.1 mol/L以上的鹽濃度對藍薊種子萌發(fā)影響最大。在NaCl濃度為0.40 mol/L和0.50 mol/L時，萌發(fā)率最低。由此可知，藍薊種子發(fā)芽的最適宜環(huán)境是無鹽環(huán)境或低鹽環(huán)境。

(2)發(fā)芽指數(shù)則反應(yīng)了種子萌發(fā)的速度，發(fā)芽指數(shù)大表明發(fā)芽速度快。由圖1我們可以看出發(fā)芽指數(shù)同發(fā)芽率一樣也隨著NaCl濃度的增加而下降，但下降幅度較大，當鹽濃度大于0.10 mol/L時，與對照相比，下降率就達70%以上。整體上看，藍薊在蒸餾水中發(fā)芽速度最快。

2.2 鹽脅迫對藍薊早期幼苗的影響

表2 鹽脅迫對藍薊早期幼苗生長的影響(MEAN±SE)

(1)分別對藍薊種子萌發(fā)5 d后的胚根長度、胚芽長度進行測定，測定結(jié)果見表2。從表2可以看出，NaCl鹽溶液對藍薊胚根、胚芽的生長都有抑制作用，在不同濃度的NaCl鹽脅迫下，藍薊幼苗胚根、胚芽長度都較蒸餾水中短。不同的是對胚芽的抑制作用明顯大于對胚根的抑制作用，隨著脅迫時間的延長，在較高NaCl濃度下，藍薊幼苗胚根縮短。由表2可知，當NaCl濃度達到0.30 mol/L時，第5天藍薊幼苗的胚根長度是0.14 cm，比對照組短6.97 cm，當NaCl濃度達到0.4 mol/L和0.5 mol/L時，胚根、胚芽不伸長。

(2)簡化活力指數(shù)反應(yīng)了種子萌發(fā)的整齊度，簡化活力指數(shù)大表明幼苗長勢好。由表2我們可以看出活力指數(shù)同發(fā)芽率一樣也隨著NaCl濃度的增加而下降，但下降幅度較大，當鹽濃度大于0.10 mol/L時，與對照相比，下降率就達99%以上。整體上看，藍薊在蒸餾水中幼苗長勢最好。

2.3 鹽脅迫解除后藍薊的萌發(fā)及早期幼苗生長情況

從圖1和圖2可以看出：

(1)NaCl脅迫解除后，藍薊種子的萌發(fā)能力均可恢復(fù)，其發(fā)芽率基本上隨著濃度的升高呈上升的趨勢。在鹽脅迫解除后，對照組的藍薊種子發(fā)芽率為0。在原 0.20 mol/L、0.30 mol/L、0.4 mol/L、0.5 mol/L鹽溶液處理的不萌發(fā)的種子在鹽脅迫解除后的發(fā)芽率分別達 49.66%、81.01%、76.67%、78.22%。從整體上看，不萌發(fā)的種子在脅迫解除后仍具有較高的萌發(fā)力。

(2)鹽脅迫解除后，除0、0.05 mol/L鹽脅迫處理以外，藍薊的胚根長度都大于5 cm，胚軸長度大于0.8 cm。在0.20處理過的胚根和胚軸最長，為7.06cm以及1.01 cm。胚軸、胚根基本上隨著鹽濃度的升高而上升。這說明經(jīng)鹽處理后，二者的耐鹽能力得到鍛煉。所以胚根、胚軸的恢復(fù)能力增強。

3 結(jié)論

通過鹽脅迫對藍薊種子萌發(fā)影響得出以下結(jié)論：

3.1 種子萌發(fā)率隨NaCl溶液濃度的增大而下降，種子發(fā)芽受到抑制。藍薊種子萌發(fā)最好的條件是在無鹽環(huán)境中或低鹽環(huán)境。

3.2 鹽脅迫對藍薊種子的萌發(fā)未產(chǎn)生永久抑制作用。鹽脅迫解除后，種子萌發(fā)率隨著NaCl溶液濃度的增大逐漸升高，大于0.20 mol/L NaCl溶液中，萌發(fā)恢復(fù)率大于70%。經(jīng)鹽處理后，胚軸、胚根的耐鹽能力得到鍛煉。

4 討論

大多數(shù)實驗證明鹽生植物的種子在蒸餾水中萌發(fā)得最好，隨著鹽度的升高，萌發(fā)率逐漸下降，直到完全被抑制，但多數(shù)植物的種子在轉(zhuǎn)入淡水中后能夠恢復(fù)活力。這一現(xiàn)象表明，在高鹽溶液中，是低水勢(滲透效應(yīng))抑制了種子萌發(fā)，而滲入種子中的離子在種子轉(zhuǎn)至蒸餾水中時又使其內(nèi)部滲透勢相對降低(離子效應(yīng))，因而促進種子吸水，加速種子萌發(fā)。若鹽溶液濃度過高，超過種子耐受限度或鹽離子本身對種子有毒害作用，則可能造成永久性毒害，使種子完全喪失活力。

藍薊種子在蒸餾水中萌發(fā)率為94.67%，從NaCl濃度≥0.20 mol/L開始，藍薊種子萌發(fā)率逐漸下降，到0.50 mol/L時，種子萌發(fā)率只有2.67%。這與大多數(shù)種子鹽脅迫結(jié)果相似，鹽分對種子萌發(fā)起抑制作用，并且發(fā)芽率與鹽分濃度呈顯著負相關(guān)。

當藍薊種子解除鹽脅迫復(fù)水后，在原來高濃度鹽溶液中不萌發(fā)的藍薊種子，其萌發(fā)恢復(fù)率基本上隨原NaCl溶液濃度的增大逐漸上升，在0.20 mol/L～0.50 mol/LNaCl溶液處理的不萌發(fā)的種子在鹽脅迫解除后的萌發(fā)率分別達 49.66%、81.01%、76.67%、78.22%。說明其藍薊沒有受到離子毒害，NaCl抑制萌發(fā)主要是通過滲透脅迫。從整體上看，不萌發(fā)的種子在脅迫解除后仍具有較高的萌發(fā)力。說明鹽脅迫對藍薊種子的萌發(fā)未產(chǎn)生永久抑制作用。這一結(jié)果與梭梭(Aeluropus lagopides)、灰綠黎(Chenopodium glaucum)、鹽地堿蓬(S.salsa)種子等的結(jié)果一致［12－14］。自然條件下，當土壤鹽分濃度大于藍薊種子萌發(fā)的忍受范圍時，藍薊種子因萌發(fā)被抑制而保留在土壤中，但當春秋季節(jié)降雨、融雪發(fā)生時，導(dǎo)致土壤表面的鹽分隨降水而濃度降低，這時種子可迅速萌發(fā)并成功定植。這種生態(tài)適應(yīng)性有利于藍薊群落的更新?？焖倜劝l(fā)和恢復(fù)萌發(fā)是藍薊適應(yīng)高鹽環(huán)境的重要機制。

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Effects of Salt Stress on Germination and Seedling Growth of Echium vulgare L.

Pang Kejian1，Song Zhanli2，Zhao Xiaoying3
(1.Xinjiang Expansion Biotech Co.，Ltd.，Urumqi 830000，China;2.College of Life Sciences，Shihezi University，Shihezi 832003，China;3.College of Life Science，Xinjiang Normal University，Urumqi 830054，China)

The effects of NaCl at different concentrations on the germination vigor，germination rate and seedling growth of Echium vulgare L.were studied.The results revealed that：(1)Treating with different salt concentrations exerted notable influence on seed germination of Echium vulgare L..Its germination rate decreased with the increase of salt concentrations.However，blueweed could grow healthy in saltfree or low salt concentration of 0.05 mol/L conditions，with the highest germination rate and fastest germination speed.(2)After treating with different concentrations of salt for five days，seed germination of blueweed got recovered after transferring to distilled water.Treated with higher salt concentrations of 0.3 mol/L －0.5 mol/L，its seed germination recovery rate could be more than 75%and，the germination rate rose with the original salt concentration basically.Further research showed that NaCl treatment would not cause damage to blueweed＇s seeds，and it inhibited the seed germination by penetration rather than by ion＇s poison effect.

Echium vulgare L.;salt stress;germination;seedlings

R931.2

A

1006－9690(2012)05－0037－04

10.3969/j.issn.1006－9690.2012.05.0010

2011－11－10

烏魯木齊高新區(qū)創(chuàng)業(yè)孵化專項(2008CHYFH14);新疆師范大學(xué)珍惜瀕危物種保護生物學(xué)重點實驗室資助。

龐克堅(1965－)男，山東巨野人，生藥學(xué)專業(yè)，高級工程師，研究方向為中藥資源學(xué)。E－mail：arnebia@hotmail.com