張秀玲

野大豆(Glycine soja)是栽培大豆的近緣種，具有耐鹽堿、抗寒、抗病等優(yōu)良性狀，是遺傳多樣性的重要保護(hù)材料，為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物［2］。我國(guó)野大豆資源豐富，約占世界野大豆資源總量的90%［3］，廣泛分布于我國(guó)東北、內(nèi)蒙古、華北、華東、華中和西北等地，但以東北和華北北部最多。關(guān)于野大豆的形態(tài)解剖、群體的遺傳分化、溫度和NaCl脅迫下野大豆種子萌發(fā)特性已有報(bào)道［4－6］。但不同鹽同時(shí)脅迫野大豆種子萌發(fā)的報(bào)道少見(jiàn)。本研究采用NaCl Na2SO4、Na2CO3及三者混合鹽脅迫對(duì)供試材料進(jìn)行脅迫，探討鹽脅迫對(duì)野大豆種子萌發(fā)的影響，為野大豆的引種、馴化、耐鹽品種選育及鹽堿地改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本研究中野大豆的種子采自山東省德州市南郊野生大豆單優(yōu)群落。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用 NaCl、Na2SO4、Na2CO3以及三者的混合鹽溶液進(jìn)行脅迫，設(shè)計(jì)5個(gè)濃度處理(表1)。因?yàn)橐按蠖沟姆N子是硬實(shí)種子，實(shí)驗(yàn)前將野大豆種子的種皮刻破，種子用0.1%的KMnO4溶液消毒10 min，然后清水浸泡12 h，洗凈后置于鋪2層濾紙的培養(yǎng)皿(φ12 cm)中，每皿擺滿40粒飽滿種子，分別加入等量處理液至飽和為止。每個(gè)濃度均設(shè)3個(gè)重復(fù)，蒸餾水處理作為對(duì)照(CK)，放入MGC－300H型微電腦控制的人工氣候箱中培養(yǎng)。20℃/25℃ (11 h黑暗/13 h白天)，每日用相應(yīng)濃度的鹽溶液沖洗種子，并以蒸餾水補(bǔ)充蒸發(fā)去的水分以維持鹽濃度的恒定。

1.3 測(cè)定方法

統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)至6天發(fā)芽基本結(jié)束時(shí)為止。種子開(kāi)始萌動(dòng)后每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)(以胚根突出2 mm作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn))，直至6天發(fā)芽基本結(jié)束時(shí)為止。每個(gè)重復(fù)分別測(cè)量10次胚根和胚軸的長(zhǎng)度，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的計(jì)算公式如下:

發(fā)芽率(GP)=每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽勢(shì)(GV)=2 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)(GI)=Σ(Gt/Dt)(Gt指在時(shí)間t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù))

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 13.0和Origin 7.5軟件處理。

表1 鹽溶液的類別和濃度以及pH值

2 結(jié)果

2.1 鹽脅迫對(duì)發(fā)芽率的影響

不同濃度的 NaCl、Na2SO4、Na2CO3及三者混合鹽溶液對(duì)種子萌發(fā)均有一定影響(表2)。與對(duì)照相比，Na2SO4和 Na2CO3溶液濃度分別在10～50 mmol/L、0～10 mmol/L范圍內(nèi)，發(fā)芽率都有增加趨勢(shì)，但與對(duì)照相比差異不顯著.NaCl脅迫使發(fā)芽率降低，50，200 mmol/L濃度下與對(duì)照差異不顯著?；旌消}1處理使發(fā)芽率降低，但其與對(duì)照相比差異也不顯著.其它條件下的鹽分脅迫，發(fā)芽率與對(duì)照相比均顯著降低.在 NaCl、Na2SO4、Na2CO3和三者混合鹽溶液的脅迫下，野大豆的發(fā)芽率隨鹽濃度的升高而顯著降低.NaCl、Na2SO4、Na2CO3溶液濃度分別達(dá)到 400、400、150 mmol/L，以及混合鹽 2，3，4，5 處理時(shí)，發(fā)芽率均降為0.可以看出，野大豆對(duì)鹽有較強(qiáng)的耐受力，適當(dāng)?shù)柠}濃度可以提高野大豆的發(fā)芽率(表2)。

2.2 鹽脅迫對(duì)發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)的影響

野大豆種子在不同濃度鹽分脅迫下，其發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照相比均顯著降低;并且隨著鹽溶液濃度的增加，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均呈顯著下降趨勢(shì)。NaCl，Na2SO4和Na2CO3對(duì)發(fā)芽勢(shì)的影響不同于對(duì)發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的影響:在NaCl 200 mmol/L，Na2SO450 mmol/L，混合鹽1時(shí)，發(fā)芽勢(shì)急劇下降為0，但是發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)降低的幅度相對(duì)較小。這說(shuō)明鹽分雖然對(duì)發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的影響較小，但是顯著延遲了種子的萌發(fā)時(shí)間。發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均下降，但發(fā)芽勢(shì)下降的幅度更大。由此說(shuō)明，鹽溶液可以降低種子活力，尤其是高濃度的鹽溶液，強(qiáng)烈抑制種子萌發(fā)(表2)。

表2 鹽脅迫對(duì)種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和相對(duì)發(fā)芽率的影響

2.3 鹽脅迫對(duì)發(fā)芽速度的影響

4種鹽脅迫不僅影響野大豆種子發(fā)芽率，且影響開(kāi)始發(fā)芽的時(shí)間，隨著鹽溶液濃度的升高，開(kāi)始發(fā)芽時(shí)間會(huì)延遲(圖1)。由發(fā)芽率可看出，低濃度處理(NaCl 50 mmol/L，10 mmol/L Na2SO4和 Na2CO3)野大豆種子在第2天開(kāi)始萌發(fā)，200 mmol/L NaCl處理第3天開(kāi)始萌發(fā)，200 mmol/L Na2SO4第4天開(kāi)始萌發(fā)，鹽濃度越高，發(fā)芽開(kāi)始時(shí)間越遲。高濃度的鹽分處理野大豆種子不萌發(fā)。這反映出當(dāng)鹽脅迫超過(guò)一定濃度時(shí)，抑制種子生理活性。由圖1可以看出，野大豆種子萌發(fā)對(duì)不同鹽分的敏感性不同。

圖1 鹽脅迫下種子累積發(fā)芽率

2.4 鹽脅迫對(duì)胚根和胚軸生長(zhǎng)的影響

經(jīng)統(tǒng)計(jì)和測(cè)定，鹽脅迫下，野大豆的相對(duì)胚根和相對(duì)胚軸的長(zhǎng)度基本隨鹽濃度的升高而降低(圖2對(duì)照的胚根和胚軸視為1)，但在10 mmol/L Na2SO4處理下，胚根長(zhǎng)度大于對(duì)照，在50 mmol/L NaCl，10 mmol/L Na2SO4，10 mmol/L Na2CO3處理下，胚軸長(zhǎng)度大于對(duì)照。表明適當(dāng)?shù)蜐舛鹊柠}可以促進(jìn)胚的生長(zhǎng)，鹽脅迫對(duì)胚根的抑制大于胚軸，反映出胚根是對(duì)鹽分脅迫比較敏感的部位。在混合鹽脅迫下的胚根和胚軸明顯低于其3種鹽脅迫，表明和混合鹽明顯抑制胚根和胚軸的生長(zhǎng)(圖2)。

圖2 鹽脅迫野大豆的胚根和胚軸的相對(duì)長(zhǎng)度

3 討論

鹽分對(duì)種子萌發(fā)的具有明顯的抑制作用。表現(xiàn)在降低種子的萌發(fā)率，推遲種子萌發(fā)的初始時(shí)間、延長(zhǎng)種子的萌發(fā)時(shí)間等［7］，鹽分對(duì)種子萌發(fā)的影響一般歸結(jié)為滲透效應(yīng)(鹽分降低了溶液的滲透勢(shì))和離子效應(yīng)(鹽離子對(duì)種子萌發(fā)的影響［8］。滲透效應(yīng)引起溶液滲透勢(shì)降低而使種子吸水受阻，影響種子萌發(fā)。離子效應(yīng)一方面造成直接毒害而抑制種子萌發(fā);另一方面滲入種子，降低種子滲透勢(shì)，加速吸水而促進(jìn)萌發(fā)，導(dǎo)致種子的最終萌發(fā)率增加［9－10］。本試驗(yàn)中，野大豆種子在蒸餾水中萌發(fā)良好，低濃度的Na2SO4、Na2CO3對(duì)野大豆的種子萌發(fā)具有一定促進(jìn)作用，這耐鹽植物堿茅［Puccinellia distans(L.)Parl.］［11］的相關(guān)報(bào)道是一致的。這種現(xiàn)象可能是因?yàn)榈蜐舛鹊柠}溶液或低滲透勢(shì)溶液刺激種子打破休眠，導(dǎo)致種子的最終萌發(fā)率增加。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，鹽分對(duì)種子萌發(fā)起抑制作用，并且發(fā)芽率和鹽濃度呈負(fù)相關(guān)，相同的結(jié)果出現(xiàn)在海韭菜、堿蓬、梭梭、鹽地堿蓬等種子中［12－15］。

低濃度的鹽分促進(jìn)野大豆胚根或胚軸的生長(zhǎng)而高濃度的鹽抑制胚的生長(zhǎng)。胚根和胚軸對(duì)不同鹽分的敏感程度不同，野大豆的胚根比胚軸對(duì)鹽分更敏感。同鹽分影響發(fā)芽率一樣，鹽分脅迫對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響有2種類型，一為輕度脅迫對(duì)幼苗的生長(zhǎng)起促進(jìn)作用，重度脅迫則起抑制作用;另一為脅迫一直抑制幼苗的生長(zhǎng)。對(duì)苜蓿種子，低濃度鹽分促進(jìn)胚根的生長(zhǎng)而高濃度抑制，對(duì)其胚芽則一直起抑制作用;低濃度的鹽分苜蓿胚根和胚軸的生長(zhǎng)［16］，隨鹽濃度提高，星星草幼根生長(zhǎng)減慢，且與鹽濃度呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系;而其幼芽的反應(yīng)不同于幼根，各鹽處理在低濃度下都表現(xiàn)出增效效應(yīng)［17］。

綜上所述，可以得出以下結(jié)論:

(1)低濃度的鹽溶液Na2SO4、Na2CO3可適當(dāng)提高野大豆種子發(fā)芽率，而其高濃度的 NaCl、Na2SO4、Na2CO3和混合鹽溶液對(duì)野大豆種子萌發(fā)有明顯的抑制作用;野大豆種子對(duì)不同鹽分的發(fā)芽耐鹽極限濃度不同，NaCl為400 mmol/L，Na2SO4為400 mmol/L。Na2CO3為150 mmol/L，

(2)本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，野大豆種子胚根和胚軸受鹽脅迫的抑制程度不同。從胚根生長(zhǎng)看，隨鹽濃度增加呈下降趨勢(shì)，但在10 mmol/L Na2SO4脅迫下，胚根和胚軸都長(zhǎng)度大于對(duì)照，說(shuō)明低濃度鹽處理下胚生長(zhǎng)受到促進(jìn)。而胚根和胚軸生長(zhǎng)隨著鹽濃度的增加逐漸下降，且胚根下降比胚軸要快，從而說(shuō)明胚根是對(duì)鹽分脅迫比較敏感的部位。推測(cè)鹽脅迫對(duì)植物各器官生長(zhǎng)的影響機(jī)制可能有所不同，尤其是不同物種間很可能存在差異。

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