石新建，王彥芹，李志軍

(1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832000;2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832000; 3.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 石河子 832000)

鹽旱脅迫對(duì)花花柴種子萌發(fā)與幼苗生理生化特性的影響

石新建1，2，王彥芹1，3，李志軍1，3

(1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832000;2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832000; 3.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 石河子 832000)

為探明花花柴(Kareliniacaspica)種子萌發(fā)和幼苗對(duì)鹽旱脅迫的耐受性，采用不同濃度的PEG-6000溶液和NaCl溶液模擬鹽旱脅迫，研究鹽旱脅迫對(duì)花花柴種子萌發(fā)及幼苗保護(hù)酶活性、相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛(MDA)含量的影響。結(jié)果表明,1)花花柴種子最終萌發(fā)率隨著NaCl和PEG脅迫程度的升高而降低，低濃度脅迫下的種子最終萌發(fā)率與對(duì)照無(wú)顯著差異(P>0.05)；當(dāng)PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于20%、NaCl溶液濃度大于100 mmol·L-1時(shí)，各處理下的種子最終萌發(fā)率差異顯著(P<0.05)。2)NaCl濃度為200～300 mmol·L-1和PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～15%脅迫下的花花柴幼苗葉片丙二醛(MDA)含量、過(guò)氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和過(guò)氧化氫酶(CAT)活性隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)逐漸升高；當(dāng)幼苗在400～500 mmol·L-1NaCl和25%的PEG脅迫下時(shí)，葉片MDA含量隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)逐漸升高；POD、SOD和CAT活性隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)先升高后降低。可見，花花柴對(duì)逆境環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；25% 的PEG為其耐旱臨界值，300 mol·L-1NaCl為其耐鹽臨界值。

花花柴;種子萌發(fā);幼苗；保護(hù)酶活性；丙二醛(MDA);NaCl脅迫；PEG脅迫

全球干旱和半干旱土地的面積占陸地總面積的30%以上，20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)均有分布。我國(guó)現(xiàn)有荒漠化土地總面積為261.16萬(wàn) km2，占國(guó)土總面積的27.20%，其中重度、極重度荒漠化土地面積為93.68萬(wàn) km2。我國(guó)北方地區(qū)的干旱、半干旱土地面積161.71萬(wàn) km2，占國(guó)土總面積的16.85%[1]。干旱、半干旱地區(qū)沙質(zhì)土地的不合理利用，往往會(huì)引起沙漠和戈壁面積的擴(kuò)大以及土壤次生鹽漬化，嚴(yán)重影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[2]。土壤中水分和鹽分的含量不僅直接影響植物的種子萌發(fā)和生長(zhǎng)，而且影響植物體內(nèi)丙二醛、抗氧化酶、葉綠素、糖和脯氨酸等有機(jī)物大分子的生理生化調(diào)控[3-4]。

花花柴(Kareliniacaspica)屬菊科(Compositae)花花柴屬多年生草本植物。在我國(guó)主要分布于新疆準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地、青海柴達(dá)木盆地、甘肅西北部和北部、內(nèi)蒙古西部，多大片群生于干旱、半干旱地區(qū)河谷沖積平原及沙質(zhì)草甸鹽土上[5]?；ɑú褡鳛橹匾姆里L(fēng)固沙植物，抗風(fēng)蝕、耐沙埋、耐旱和耐鹽堿，具有很強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性，對(duì)于改良干旱、半干旱退化草地和水土保持具有重要作用[6]。因此，本研究對(duì)花花柴種子和幼苗進(jìn)行持續(xù)干旱、鹽脅迫試驗(yàn)，對(duì)脅迫下的花花柴種子萌發(fā)與幼苗生理生化特性進(jìn)行研究，旨在評(píng)價(jià)花花柴耐逆特性，為后續(xù)進(jìn)一步從生理水平揭示其響應(yīng)鹽旱脅迫的調(diào)控機(jī)理奠定基礎(chǔ)，并為荒漠地區(qū)植被恢復(fù)與重建提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1花花柴種子采集與保存

花花柴種子于阿拉爾市(40°32′ N, 81°17′ E)的荒漠土壤采得，種子經(jīng)處理后置于紙袋內(nèi)，4 ℃通風(fēng)保存。

1.2種子萌發(fā)期PEG和NaCl脅迫試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、5%、10%、15%、20%、25%和30%模擬干旱，在花花柴種子萌發(fā)最適溫度和光照條件下(光照/黑暗20 ℃/25 ℃、16 h/8 h)進(jìn)行種子萌發(fā)期滲透脅迫處理試驗(yàn)(試驗(yàn)期間每天換一次處理液)。每處理50粒種子，3次重復(fù)。

設(shè)置NaCl濃度為0、50、100、150、200、250和300 mmol·L-1，在花花柴種子萌發(fā)最適溫度和光照條件下(光照/黑暗20 ℃/25 ℃、16 h/8 h)進(jìn)行種子萌發(fā)期鹽脅迫處理試驗(yàn)(試驗(yàn)期間每天換一次處理液)。每處理50粒種子，3次重復(fù)。

種子萌發(fā)試驗(yàn)在人工智能氣候箱中進(jìn)行。種子萌發(fā)以胚根出現(xiàn)為標(biāo)志，每24 h檢測(cè)一次種子萌發(fā)個(gè)數(shù)。種子萌發(fā)試驗(yàn)以連續(xù)3 d不萌發(fā)為萌發(fā)結(jié)束。

種子最終萌發(fā)率=處理15 d后萌發(fā)的種子數(shù)/種子總數(shù)×100%。

1.3供試材料培養(yǎng)及脅迫處理方案

將花花柴種子播種于土壤水分含量適宜的營(yíng)養(yǎng)土中，每個(gè)花盆播種15粒左右，共播種150盆。待大部分種子萌發(fā)后，每周灌水1～2次并澆透。室溫培養(yǎng)溫度為(23±2) ℃，光照16 h·d-1，光照強(qiáng)度為600 μmol·(m2·s)-1。待幼苗生長(zhǎng)60 d時(shí)，選取約高15 cm大小均勻的幼苗進(jìn)行水培。

PEG脅迫：將水培花花柴幼苗分別移入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、5%、10%、15%、20%、25%和30%的PEG-6000溶液中，每處理5～7株幼苗，重復(fù)3次。

NaCl脅迫：將水培花花柴幼苗分別移入0、200、300、400和500 mmol·L-1的NaCl溶液中。每處理5～7株幼苗，重復(fù)3次。

1.4生理生化指標(biāo)測(cè)定方法

各PEG和NaCl溶液濃度分別處理6、12、24和48 h后采集幼苗葉片，分別測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(POD)活性的生理生化指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)3次重復(fù)。MDA含量采用硫代巴比妥酸法[7]測(cè)定；SOD活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)法[8]測(cè)定；CAT活性采用紫外吸收法[7]測(cè)定；POD活性采用愈創(chuàng)木酚法[7]測(cè)定。

1.5數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)展示為3次重復(fù)試驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。利用利用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖，應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析及LSD檢驗(yàn)(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1鹽旱脅迫對(duì)花花柴種子萌發(fā)的影響

2.1.1鹽旱脅迫對(duì)花花柴種子最終萌發(fā)率的影響 NaCl脅迫處理時(shí)，花花柴種子在對(duì)照下(0 mmol·L-1)的萌發(fā)率為91.33%，隨著NaCl濃度的升高種子最終萌發(fā)率逐漸降低。當(dāng)濃度≥100 mmol·L-1時(shí)，各濃度處理下的種子萌發(fā)率與對(duì)照差異顯著(P<0.05)，50 mmol·L-1處理下的種子最終萌發(fā)率小于對(duì)照，但無(wú)顯著差異(P>0.05)(圖1)。隨著PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，花花柴種子最終萌發(fā)率呈降低趨勢(shì)。當(dāng)PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%～30%時(shí)，各處理種子最終萌發(fā)率顯著小于對(duì)照(P<0.05)，且各處理間種子最終萌發(fā)率差異顯著，當(dāng)PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%～15%時(shí)，各處理間種子最終萌發(fā)率與對(duì)照無(wú)顯著差異。

2.1.2鹽旱脅迫對(duì)花花柴種子萌發(fā)進(jìn)程的影響 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEG和不同濃度的NaCl溶液處理下的花花柴種子萌發(fā)集中在1～10 d，脅迫加劇，萌發(fā)進(jìn)程越緩慢(圖2)。低濃度脅迫下(PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)0～15%、NaCl溶液0～150 mmol·L-1)的種子萌發(fā)進(jìn)程與對(duì)照類似，高濃度脅迫下(PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%～30%、NaCl溶液200～300 mmol·L-1)的花花柴種子萌發(fā)表現(xiàn)出萌發(fā)時(shí)間晚、累計(jì)萌發(fā)率低的特點(diǎn)。

2.2鹽旱脅迫對(duì)花花柴幼苗生理生化特性的影響

2.2.1鹽旱脅迫對(duì)花花柴葉片丙二醛含量的影響 MDA含量是直接反映植物在逆境條件下細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度的重要指標(biāo)之一。不同PEG和NaCl脅迫濃度和脅迫時(shí)間對(duì)花花柴幼苗葉片MDA含量影響不同(表1)。在低濃度脅迫下(NaCl溶液為200～300 mmol·L-1、PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～15%)，脅迫6～48 h下的幼苗MDA含量彼此無(wú)顯著差異(P>0.05)，且在脅迫12 h后MDA含量趨于穩(wěn)定。當(dāng)NaCl濃度≥400 mmol·L-1，PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20%時(shí)，MDA含量隨著脅迫濃度及脅迫時(shí)間的增加而升高，除500 mmol·L-1脅迫外，脅迫時(shí)間≥24 h，MDA含量顯著大于脅迫6和12 h,表明高濃度PEG和NaCl和長(zhǎng)時(shí)間脅迫對(duì)花花柴葉片細(xì)胞造成很大傷害，MDA大量累積。

圖1 鹽、旱脅迫對(duì)花花柴種子最終萌發(fā)率的影響Fig. 1 Effect of salt and drought stress on final germination rate of Karelinia caspia seed

圖2 鹽旱脅迫對(duì)花花柴種子萌發(fā)進(jìn)程的影響Fig. 2 Effect of salt and drought stress on germination process of Karelinia caspia seed

2.2.2鹽旱脅迫對(duì)花花柴幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響 細(xì)胞質(zhì)膜是植物與外界環(huán)境相互作用的界面層，是逆境脅迫對(duì)植物造成傷害的直接部位。不同脅迫時(shí)間和脅迫濃度對(duì)花花柴幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率影響不同(表2)。在各處理?xiàng)l件下的葉片相對(duì)電導(dǎo)率均顯著高于對(duì)照(P<0.05)。當(dāng)NaCl濃度≤300 mmol·L-1時(shí)，脅迫12 h葉片相對(duì)電導(dǎo)率急劇升高到最高值，脅迫24 h后趨于穩(wěn)定；而在400和500 mmol·L-1濃度下脅迫48 h時(shí)，葉片相對(duì)電導(dǎo)率急劇升高到最高值，在91.14%以上。在5%～20% PEG脅迫下，花花柴葉片相對(duì)電導(dǎo)率隨著脅迫時(shí)間增加呈先上升后降低的趨勢(shì)，并在脅迫12 h時(shí)達(dá)最大值，12 h后趨于穩(wěn)定。在25%脅迫下，脅迫48 h時(shí)達(dá)最大值，顯著大于脅迫0、6和12 h。

表1 PEG和NaCl脅迫對(duì)花花柴幼苗葉片MDA(μmol·g-1)含量的影響Table 1 Effect of PEG and NaCl stress on MDA(μmol·g-1) content of Karelinia caspia leaves of seedling

注：同行不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：Different lowercase letters within the same row indicate significant difference among different treatments at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表2 PEG和NaCl脅迫對(duì)花花柴幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)(%)率的影響Table 2 Effect of PEG and NaCl stress on relative conductivity(%)of Karelinia caspia leaves of seedling

2.2.3鹽旱脅迫對(duì)花花柴幼苗葉片SOD活性的影響 超氧化物歧化酶是植物體內(nèi)清除活性氧的第一道防線。NaCl在200～400 mmol·L-1和PEG在5%～20%的脅迫下，花花柴葉片SOD活性隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而升高(表3)；NaCl 500 mmol·L-1和25%PEG脅迫下的花花柴葉片SOD活性隨著脅迫時(shí)間的增加呈先升高后降低的趨勢(shì)，并在脅迫12 h時(shí)達(dá)到最大值，分別為1 065.64和1 008.40 U·(g·min)-1，為對(duì)照的6.8和6.5倍。各NaCl和PEG脅迫處理下的葉片SOD活性顯著高于對(duì)照(P<0.05)。在200 mmol·L-1NaCl和5%PEG處理下，花花柴幼苗在脅迫12～48 h內(nèi)，各處理間葉片SOD活性無(wú)顯著差異(P>0.05)。

2.2.4鹽旱脅迫對(duì)花花柴幼苗葉片POD活性的影響 過(guò)氧化物酶可清除植物體內(nèi)超氧化物歧化酶催化反應(yīng)的產(chǎn)物過(guò)氧化氫，從而植物細(xì)胞免受過(guò)氧化氫的毒害。各NaCl和PEG處理下的花花柴葉片POD活性顯著高于對(duì)照(P<0.05)(表4)。在NaCl 300 mmol·L-1和PEG 5%～20%處理下的花花柴葉片POD酶活性隨著脅迫時(shí)間增加而增加；在NaCl 200、400和500 mmol·L-1和PEG 25%脅迫處理下的花花柴葉片POD酶活性隨著處理時(shí)間增加而呈先升高后降低趨勢(shì)。葉片POD酶活性分別在NaCl 500 mmol·L-1處理12 h和PEG 25%處理24 h條件處理下達(dá)到最大值，分別為3 536.59 U·(g·min)-1和3 480.59 U·(g·min)-1，為對(duì)照的2.9和2.8倍。

2.2.5鹽旱脅迫對(duì)花花柴幼苗葉片CAT活性的影響 過(guò)氧化氫酶也是植物清除活性酶系統(tǒng)的一種重要保護(hù)酶，主要催化H2O2分解成H2O和O2。在NaCl溶液200～300 mmol·L-1和PEG 5%～20%脅迫下的花花柴葉片CAT酶活性隨著脅迫時(shí)間增加而增加(表5)；NaCl 500 mmol·L-1和PEG 25%脅迫處理下的花花柴葉片CAT酶活性隨著處理時(shí)間增加呈先升高后降低趨勢(shì)，并分別在NaCl脅迫12 h和PEG脅迫24 h條時(shí)達(dá)到最大值，分別為187.94和130.02 U·(g·min)-1，為對(duì)照的6.3和4.4倍。各NaCl和PEG濃度處理下的花花柴葉片POD活性顯著高于對(duì)照，NaCl 200～300 mmol·L-1處理6和12 h間花花柴葉片CAT酶活性無(wú)顯著差異(P>0.05)，PEG 5%～20%處理24 h后，各處理時(shí)間內(nèi)的葉片CAT酶活性亦無(wú)顯著差異。

3 討論與結(jié)論

3.1花花柴種子萌發(fā)對(duì)鹽旱脅迫的響應(yīng)

表4 PEG和NaCl脅迫對(duì)花花柴幼苗葉片POD [U·(g·min)-1]活性的影響Table 4 Effect of PEG and NaCl stress on POD [U·(g·min)-1] activity of Karelinia caspia leaves of seedling

表5 PEG和NaCl脅迫對(duì)花花柴幼苗葉片CAT [U·(g·min)-1]活性的影響Table 5 Effect of PEG and NaCl stress on CAT [U·(g·min)-1] activity of Karelinia caspia leaves of seedling

種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)周期的重要環(huán)節(jié)，水分和鹽分是影響植物種子萌發(fā)的重要環(huán)境因子，植物種子在萌發(fā)階段的抗逆性可以反映該物種的抗逆性[9-10]。對(duì)黑果枸杞(Lyciumruthenicum)[11]、羅布麻(A.venetum)[12]、沙芥(Pugioniumcornutum)[13]等荒漠植物的研究表明，低濃度鹽旱脅迫對(duì)荒漠植物種子萌發(fā)無(wú)顯著影響，甚至?xí)龠M(jìn)種子萌發(fā)；而脅迫程度越高，對(duì)種子萌發(fā)抑制越顯著。在本研究中，50 mmol·L-1的NaCl溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的PEG溶液處理的花花柴種子最終萌發(fā)率與對(duì)照無(wú)顯著差異，可能原因是種子在輕度滲透脅迫時(shí)，具有補(bǔ)償和超補(bǔ)償效應(yīng)[14]，低濃度的Na+、Cl-滲入種子，降低種子滲透勢(shì)，加速吸水而促進(jìn)種子萌發(fā)生長(zhǎng)。而PEG和NaCl溶液濃度越高，對(duì)花花柴種子滲透脅迫、離子脅迫傷害越大，從而導(dǎo)致最終萌發(fā)率降低，萌發(fā)進(jìn)程滯后，抑制作用越明顯，這與其他研究者對(duì)花花柴的研究結(jié)果一致[15]。

3.2花花柴幼苗對(duì)鹽旱脅迫的生理生化響應(yīng)

在正常生長(zhǎng)環(huán)境下，植物體內(nèi)代謝過(guò)程中存在一個(gè)產(chǎn)生活性氧及清除活性氧的平衡，因而植物不會(huì)累積活性氧。而在逆境下植物會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧，若不能及時(shí)消除，則會(huì)引起細(xì)胞膜發(fā)生膜脂過(guò)氧化而受到傷害，并產(chǎn)生丙二醛。因此，丙二醛是衡量植物細(xì)胞膜受損害程度的重要指標(biāo)。大量的研究表明，植物葉片的丙二醛含量變化與其所受的逆境脅迫程度呈正相關(guān)，脅迫程度越深，細(xì)胞膜受損越嚴(yán)重，丙二醛含量越大[16-17]。本研究中，在NaCl 200～300 mmol·L-1和PEG 5%～20%脅迫下，花花柴葉片丙二醛含量隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升后維持在穩(wěn)定水平，說(shuō)明在輕度脅迫48 h內(nèi)，花花柴的膜穩(wěn)定較強(qiáng)，即使質(zhì)膜受到損傷，也會(huì)在一定時(shí)間后快速修復(fù)，這也可能是其對(duì)逆境的一種重要適應(yīng)機(jī)制。

在逆境脅迫下植株代謝紊亂，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧，其與胞內(nèi)生物大分子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成具有強(qiáng)氧化性的膜質(zhì)過(guò)氧化物和各種小分子的降解物，導(dǎo)致膜質(zhì)過(guò)氧化、破壞膜的完整性并降低保護(hù)酶的活性[18]，葉片相對(duì)電導(dǎo)率的變化是其最直觀的反映。為了防御、減少氧化損害，植物需要合理調(diào)節(jié)體內(nèi)抗氧化清除系統(tǒng)，SOD、POD和CAT就屬于這一系統(tǒng)中的關(guān)鍵酶。SOD作為重要的自由基清除酶，能催化活性氧發(fā)生歧化作用而轉(zhuǎn)化為H2O2和O2，從而減輕超氧陰離子對(duì)植物體的毒害作用[19]。而SOD的歧化產(chǎn)物H2O2，主要由CAT和POD協(xié)同清除，共同防御活性氧大量積累造成的氧脅迫毒害[20]。本研究中，各NaCl和PEG脅迫下的幼苗中3種酶的活性在前6 h內(nèi)均迅速升高；在12～24 h內(nèi)，3種酶活性分別逐步到達(dá)最高；說(shuō)明花花柴抗逆能力顯著。400～500 mmol·L-1NaCl和25% PEG脅迫處理下，細(xì)胞受到嚴(yán)重的滲透脅迫和離子脅迫，引起細(xì)胞內(nèi)各代謝紊亂，蛋白質(zhì)變性，保護(hù)酶失活，清除ROS的能力降低，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。倪建中等[21]對(duì)木棉(Bombaxceiba)葉片的抗逆研究結(jié)果同樣表明，在重度脅迫下，短時(shí)間內(nèi)SOD活性迅速升高，POD和CAT活性逐步上升；隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，這3種酶受到破壞，活性逐漸降低，葉片內(nèi)ROS的積累超過(guò)其清理能力，并最終造成木棉死亡。這與對(duì)萬(wàn)壽菊(Tageteserecta)[22]和桑苗(Morusalba)[23]的鹽脅迫特性研究結(jié)果一致。本研究表明，在各濃度NaCl脅迫下，POD、SOD和CAT活性分別在24～48 h、12～24 h及12～24 h達(dá)到最大值;在各濃度PEG脅迫下，POD、SOD和CAT活性在12～24 h達(dá)到最大值。根據(jù)酶活增長(zhǎng)速率和到達(dá)峰值的時(shí)間不同，對(duì)鹽旱脅迫的敏感性SOD>CAT>POD。由此可見，SOD作為花花柴幼苗體內(nèi)的第一道抗氧化防線，能夠迅速歧化多余的氧自由基，CAT和POD協(xié)同保護(hù)細(xì)胞免受傷害。

綜上所述，低濃度的鹽旱脅迫對(duì)花花柴種子萌發(fā)和幼苗生理特性無(wú)顯著影響，花花柴種子萌發(fā)期和幼苗生長(zhǎng)期的耐鹽(NaCl)的臨界值均為300 mmol·L-1；耐旱(PEG-6000)臨界值25%。花花柴種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)期表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗鹽性和抗旱性，這對(duì)荒漠區(qū)花花柴種群的建立和延續(xù)非常有利。

References：

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(責(zé)任編輯 張瑾)

PhysiologicalchangesduringseedgerminationandseedlingdevelopmentinKareliniacaspiaLess.underdroughtandsalinitystress

Shi Xin-jian1，2, Wang Yan-qin1，3, Li Zhi-jun1，3
(1.Xinjiang Production & Construction Corps Key Laboratory of Protection and Utilization of Biological Resources in Tarim Basin, Shihezi 832000, China; 2.Xinjiang Nongken Academy of Science, Shihezi 832000, China; 3.The College of Life Science in Tarim University, Shihezi 832000, China)

In order to explore the physiological changes inKareliniacaspiaduring seed germination and seedling development under drought and salt stress, we used different concentrations of PEG-6000 or NaCl to simulate drought and salt stress, respectively. Germination rate, protective enzyme activity, relative conductivity and the Malondialdehyde (MDA)content during seed germination and in the seedling ofK.caspiaunder stress (drought and salinity) were determined. The results show that: 1) With increasing amounts of PEG and NaCl, a gradual decrease in germination was observed, while there were no significant differences between the seeds treated with 15% PEG and 50 mmol·L-1NaCl when compared to control. However, when PEG was above 20%, or when NaCl concentration was increased above 100 mmol·L-1, we observed significant differences between treated samples and control. 2) In the range of 5%～20% PEG or 200～400 mmol·L-1NaCl, with a concentration gradient and increasing stress duration, a corresponding increase in MDA content, and elevated enzymatic activities for POD, SOD and CAT were observed. When plants were treated with 25% PEG and 500 mmol·L-1NaCl, the relative conductivity and MDA content increased significantly with prolonged stress periods. Enzyme activities for POD, SOD and CAT also increased initially with prolonged stress before decreasing to normal levels. These preliminary results reveal thatK.caspiaLess has huge potential to adapt to adverse environmental conditions. Also, our study revealed that the drought threshold was equivalent to the PEG 25%, while the salinity threshold was the equivalent of 300 mmol·L-1NaCl.

KareliniacaspiaLess； seed germination； seedling; protective enzyme activity; mmalondialdehyde(MDA); NaCl stress; PEG stress

Li Zhi-jun E-mail:lizhijun0202@126.com

Q945.78

：A

：1001-0629(2017)09-1855-08

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0547

石新建，王彥芹，李志軍.鹽旱脅迫對(duì)花花柴種子萌發(fā)與幼苗生理生化特性的影響.草業(yè)科學(xué),2017,34(9)：1855-1862.

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2016-11-01接受日期：2017-03-22

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)科技計(jì)劃(2012BB045);國(guó)家自然科學(xué)基金(31460071、31660085)

石新建(1989-)，男，山東滕州人，助理研究員，碩士，主要從事植物逆境生理與基因工程研究。E-mail：670648411@qq.com

李志軍(1963-)，女，新疆阿拉爾人，教授，博士，主要從事干旱區(qū)生物多樣性保育研究。E-mail：lizhijun0202@126.com