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        補(bǔ)血草種子萌發(fā)對溫度、NaCl脅迫的響應(yīng)

        2017-11-30 08:17:17王興翠彭佃亮喬寧呂金浮李美芹
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年20期
        關(guān)鍵詞:NaCl脅迫種子萌發(fā)溫度

        王興翠+彭佃亮+喬寧+呂金浮+李美芹

        摘要:以補(bǔ)血草種子為試驗(yàn)材料,研究不同溫度及NaCl脅迫(0~12 g/L)對其種子萌發(fā)的影響,對其發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、相對鹽害率及胚芽、胚根生長情況等進(jìn)行測定,并進(jìn)行了復(fù)萌試驗(yàn)。研究結(jié)果表明,溫度過低或過高均抑制補(bǔ)血草種子萌發(fā),延緩其萌發(fā)時(shí)間,補(bǔ)血草種子萌發(fā)的最適溫度為20~25 ℃;補(bǔ)血草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)與NaCl的濃度呈負(fù)相關(guān),相對鹽害率則正好相反;隨著NaCl濃度的增大,補(bǔ)血草胚芽和胚根生長受到的抑制逐漸增大,且胚根的受抑制作用較大;復(fù)萌試驗(yàn)結(jié)果表明,補(bǔ)血草種子在NaCl溶液中具有活力,脅迫解除后仍能迅速萌發(fā),總萌發(fā)率均在50%以上。

        關(guān)鍵詞:補(bǔ)血草;溫度;NaCl脅迫;種子萌發(fā)

        中圖分類號(hào): Q945.78 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào):1002-1302(2017)20-0151-04

        種子萌發(fā)時(shí)期是植物各生長階段耐鹽性的敏感期,同時(shí)也是其種群建立的關(guān)鍵時(shí)期,植物能不能在鹽堿土壤上正常生長,決定于種子發(fā)芽的態(tài)勢[1]。植物在種子萌發(fā)和幼苗生長時(shí)期易遭受鹽脅迫傷害[2],植物能否生存取決于其種子能否萌發(fā)、萌發(fā)的速度及萌發(fā)率的高低[3]。土壤鹽漬化已逐步成為人類共同面對的一個(gè)世界性資源問題[4],有效開發(fā)和利用鹽堿地,對緩解人均耕地面積不足、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面起著重要的作用。深入探索種子萌發(fā)的生態(tài)因子,有利于鹽堿地區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)。因此,大量關(guān)于植物耐鹽堿的研究都在植物的種子萌發(fā)期和幼苗生長期展開。

        補(bǔ)血草(Limonium sinense Kuntze)為二倍體植株(2n=16)[5],可用來作鹽堿地指示植物,是一種能耐強(qiáng)鹽堿的多年生草本、亞灌木植物,具有耐鹽、耐干旱、耐瘠薄、耐濕等特點(diǎn),可改變原來鹽堿地的土壤結(jié)構(gòu),是比較嚴(yán)重的鹽堿化地區(qū)理想的栽培植物[6],是渤海灣灘涂流域泌鹽類鹽生植物的優(yōu)勢物種[7]。此外,補(bǔ)血草是很好的切花原料,全株可入藥,有較高的觀賞價(jià)值和藥用價(jià)值[8],也是鹽堿地綠化環(huán)境的好原料[9]。前人已對補(bǔ)血草屬植物進(jìn)行了大量的研究,包括其再生體系的建立[10]、觀察鹽腺結(jié)構(gòu)[11-14]、測定葉片泌鹽能力[15-16]、構(gòu)建葉片EST文庫[17-18]等,對其開發(fā)利用及研究具有極其重要的生物學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)意義,為此,我們對補(bǔ)血草種子在不同溫度、NaCl濃度鹽脅迫下進(jìn)行了發(fā)芽試驗(yàn),以期明確補(bǔ)血草種子萌發(fā)的耐鹽特性及其適應(yīng)能力,為補(bǔ)血草的種植等提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        供試材料為補(bǔ)血草種子,于2014年9月采摘于山東壽光羊口鹽堿地區(qū)。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 溫度試驗(yàn) 選籽粒飽滿、無損害的補(bǔ)血草種子,將其用0.1% HgCl2消毒2~3 min,再用蒸餾水沖洗3~4遍,將HgCl2沖洗干凈后用濾紙將外面的水分吸干,均勻置于鋪有雙層濾紙直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中,雙層濾紙用蒸餾水浸透并倒出多余水分,培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱中(調(diào)節(jié)日光燈光照度均為50 lx,光照時(shí)間為16 h/d,相對濕度70%)。培養(yǎng)箱設(shè)置6個(gè)梯度溫度,分別為10、15、20、25、30、35 ℃,每皿20粒種子,每處理3皿重復(fù),試驗(yàn)過程中每天更換溶液,觀察并統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽情況。1.2.2 鹽脅迫發(fā)芽試驗(yàn) 用單鹽NaCl對補(bǔ)血草種子進(jìn)行處理,將其溶液設(shè)置6個(gè)濃度,分別為2、4、6、8、10、12 g/L,以蒸餾水(0 g/L)為對照(CK),將配制好的溶液加入鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中至濾紙飽和,并把多余的NaCl溶液及蒸餾水吸去,置入最適發(fā)芽溫度的培養(yǎng)箱中。每24 h用相應(yīng)濃度鹽溶液(CK為蒸餾水)沖洗種子及培養(yǎng)皿,更換濾紙以保持培養(yǎng)皿中的NaCl溶液濃度穩(wěn)定和良好的通氣狀況。從播種后2 d開始每天記錄種子的發(fā)芽數(shù),試驗(yàn)進(jìn)行12 d,直至連續(xù)3 d沒有種子發(fā)芽時(shí)結(jié)束。發(fā)芽結(jié)束后,從每個(gè)處理中選擇具有代表性植株5株,測量補(bǔ)血草幼苗的胚根、胚芽長。將每組處理中未萌發(fā)的種子將其表面的鹽溶液用蒸餾水沖洗干凈,然后全部轉(zhuǎn)移到蒸餾水中進(jìn)行復(fù)萌試驗(yàn),方法同上。計(jì)算其發(fā)芽率、相對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、相對鹽害率、復(fù)萌率等指標(biāo)。

        1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

        發(fā)芽率=最終發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù)×100%。

        相對發(fā)芽率=植物在鹽濃度下處理的發(fā)芽率/對照發(fā)芽率×100%。

        總發(fā)芽率=(脅迫下種子發(fā)芽數(shù)+復(fù)萌種子數(shù))/供試種子數(shù)×100%。

        發(fā)芽勢(GE)=日最高發(fā)芽粒數(shù)/種子總數(shù)×100%。

        發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt(∑Gt指t時(shí)間內(nèi)的發(fā)芽總數(shù),Dt指發(fā)芽天數(shù))。

        相對鹽害率=(對照發(fā)芽率-鹽處理發(fā)芽率)/對照發(fā)芽率×100%。

        復(fù)萌率=復(fù)萌發(fā)芽數(shù)/未萌發(fā)種子數(shù)×100%。

        1.3 數(shù)據(jù)分析

        試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel及DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析,顯著性檢驗(yàn)采用鄧肯氏新復(fù)極差法。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 溫度對補(bǔ)血草種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

        2.1.1 溫度對補(bǔ)血草種子發(fā)芽率的影響 從圖1可以看出,低溫和高溫均抑制補(bǔ)血草種子的萌發(fā):前6 d種子幾乎不發(fā)芽,從第7天開始發(fā)芽率緩慢上升,高溫35 ℃比10 ℃對補(bǔ)血草種子的萌發(fā)抑制作用強(qiáng),發(fā)芽率僅為13.3%。其他溫度處理在前6 d發(fā)芽速率快,后期發(fā)芽種子數(shù)目少,溫度在25 ℃時(shí)發(fā)芽率最高,為95.0%,其次為20 ℃處理,發(fā)芽率為900%,15、30 ℃處理組種子的發(fā)芽率分別為80.0%、73.3%。

        2.1.2 溫度對補(bǔ)血草種子發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)的影響 從圖2可以看出,發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均隨著處理溫度的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。補(bǔ)血草發(fā)芽勢在溫度為20、25 ℃時(shí)最高,均為33.3%,顯著高于其他溫度處理,10、35 ℃ 時(shí)較低,分別為16.7%、6.7%,表明高溫、低溫處理使補(bǔ)血草種子發(fā)芽速度降低且種子發(fā)芽不整齊。補(bǔ)血草種子發(fā)芽指數(shù)變化趨勢與發(fā)芽勢基本相似,35 ℃溫度處理對補(bǔ)血草種子的抑制程度最大,發(fā)芽指數(shù)降低最快,發(fā)芽指數(shù)僅為2.64%,其次為 10 ℃ 處理,發(fā)芽指數(shù)為3.69%。endprint

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