陳文翰 蔡恒江 趙玥茹 王偉光 劉遠(yuǎn) 陳淼

摘要 [目的]探討海水鹽脅迫對翅堿蓬種子萌發(fā)及幼苗的影響。[方法]利用不同鹽度梯度的海水進(jìn)行水培試驗，測定翅堿蓬種子萌發(fā)和幼苗的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對鹽脅迫的響應(yīng)。[結(jié)果]鹽脅迫對翅堿蓬種子的總發(fā)芽率和萌發(fā)速率均會產(chǎn)生明顯的抑制。鹽脅迫會使幼苗可溶性蛋白、可溶性糖和游離脯氨酸含量明顯升高，在鹽度為15～20時達(dá)到最高。[結(jié)論]鹽脅迫會抑制翅堿蓬種子的萌發(fā)，導(dǎo)致幼苗的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)升高。

關(guān)鍵詞 翅堿蓬；鹽脅迫；種子萌發(fā)；滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)

中圖分類號 Q945文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0065-03

Abstract [Objective] The research aimed to study the effects of salinity stress on seed germination and seedlings of S.heteroptera.[Method] The responses of seed germination and osmotic adjustment substances in seedling to salinity stress were measured with different salinities of the sea water culture test.[Result] Salinity stress could inhibit the total germination rate and germination rate of S.heteroptera seeds.The contents of soluble protein，soluble sugar and free proline in seedlings were increased by salinity stress and reached the highest at salinity of 15-20.[Conclusion] Salinity stress could inhibit the germination of S.heteroptera seeds and increased osmotic adjustment substances of S.heteroptera seedlings.

Key words Suaeda heteroptera Kitagawa；Salinity stress；Seed germination；Osmotic adjustment substances

翅堿蓬（Suaeda heteroptera Kitagawa）是藜科堿蓬屬一年生草本植物，廣泛分布于我國北方沿海和灘涂等鹽堿地，具有抗鹽堿、耐海水的特點，是廣闊沿海灘涂的一種先鋒植物，具有良好的經(jīng)濟(jì)開發(fā)潛力和生態(tài)價值[1-3]。遼河河口濕地屬于國家級自然保護(hù)區(qū)，濕地的翅堿蓬長勢良好，覆蓋率可占70%左右，這使得濕地有著良好的生態(tài)環(huán)境和生物多樣性。但從21世紀(jì)初至今，翅堿蓬出現(xiàn)不明原因的減少、退化甚至死亡，這導(dǎo)致濕地面積大幅度減少，嚴(yán)重影響了濕地功能，造成生物多樣性銳減[4]。

由于翅堿蓬主要生長在沿海灘涂地區(qū)，這一區(qū)域的土壤嚴(yán)重鹽漬化，而且還會受到海水周期性的淹沒，所以會受到土壤和海水鹽脅迫的影響。鹽脅迫會通過離子毒害和滲透脅迫對翅堿蓬的生長、發(fā)育、生理生化代謝、繁殖以及地理分布等均會產(chǎn)生重要的影響[5-6]。已有研究表明，鹽度脅迫是導(dǎo)致翅堿蓬退化的重要環(huán)境因素之一，但研究基本上局限于NaCl濃度梯度的不同，而對海水中其他鹽分影響的研究較少[7-8]。筆者采用不同鹽度梯度的海水水培試驗，對翅堿蓬種子萌發(fā)及幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量進(jìn)行研究，旨在為我國北方退化濕地修復(fù)技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 翅堿蓬種子的處理

供試翅堿蓬種子采集于遼河口紅海灘濕地。將選出飽滿的種子在已配制好的10% NaClO溶液中浸泡15 min后用蒸餾水淋洗，然后風(fēng)干后進(jìn)行試驗。

1.2 試驗方法

試驗用海水采集于大連黑石礁近岸（鹽度為30±1），將采集的海水滅菌后進(jìn)行試驗。通過用蒸餾水稀釋降低海水鹽度、煮沸蒸發(fā)使海水鹽度升高的方式，設(shè)置鹽度梯度分別為0（蒸餾水，對照）、5、10、15、20、25、30、35、40。選取50粒翅堿蓬種子均勻放置在底部鋪有3層紗布的500 mL燒杯中，加入相應(yīng)鹽度的海水20 mL后用封口膜密封燒杯進(jìn)行水培試驗。每組試驗同時設(shè)5個平行樣。培養(yǎng)溫度（25±1）℃，光照強(qiáng)度1 500 lx，光暗周期12 h∶12 h。試驗共進(jìn)行7 d，種子胚根突破種皮1 mm即視為發(fā)芽，每天記錄種子的發(fā)芽數(shù)。總發(fā)芽率=發(fā)芽數(shù)/50×100%。萌發(fā)速率=[N1×1+（N2-N1）×1/2+（N3-N2）×1/3+…+（Nn-Nn-1）×1/n]×100，式中，N為第1，2，3，… ，n天發(fā)芽種子的百分率[9]。

1.3 生理生化指標(biāo)的測定

試驗進(jìn)行7 d后把幼苗用鑷子輕輕夾出，用蒸餾水沖洗幼苗表面，并用濾紙輕輕吸干后進(jìn)行生理生化指標(biāo)的測定。

1.3.1 可溶性蛋白含量的測定。

精確稱取翅堿蓬幼苗樣品0.50 g，用5 mL蒸餾水研磨至勻漿，5 000 r/min離心5 min，提取上清液。吸取0.1 mL提取液放入具塞刻度試管中，加入5 mL考馬斯亮藍(lán)G-250試劑，充分混合，參照Bradford[10]的方法進(jìn)行測定。以牛血清蛋白做標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算蛋白質(zhì)含量。

1.3.2 可溶性糖含量的測定。

取翅堿蓬幼苗0.50 g在110 ℃烘箱中烘15 min，然后70 ℃烘干過夜。干樣品磨碎，轉(zhuǎn)入10 mL離心管中，加入4 mL 80%的乙醇，置于80 ℃水浴中不斷攪拌40 min，5 000 r/min離心5 min，提取上清液，在上清液中加入少許活性炭，80 ℃水浴下褪色30 min，最后用80%乙醇定容至10 mL，過濾后取濾液采用蒽酮比色法進(jìn)行可溶性糖含量的測定[11]。

1.3.3 游離脯氨酸含量的測定。

稱取翅堿蓬幼苗0.50 g，剪碎置于試管中，加入5 mL 3%磺基水楊酸溶液，在沸水浴中提取10 min，冷卻后過濾，濾液即脯氨酸的提取液。吸取2 mL 提取液于試管中，加入2 mL冰醋酸和2 mL 2.5%酸性茚三酮試劑，在沸水浴中加熱30 min，冷卻后加入4 mL甲苯，搖勻后靜置，取上層液3 000 r/min離心5 min，吸取上層紅色溶液至比色皿中，采用茚三酮比色法進(jìn)行測定[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 11.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析。使用One-way ANOVA進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽度對翅堿蓬種子萌發(fā)的影響

從圖1可以看出，翅堿蓬種子總發(fā)芽率與鹽度呈負(fù)相關(guān)。在鹽度為0時，翅堿蓬種子的總發(fā)芽率最高，達(dá)到（76.67±2.49）%；隨著鹽度的增加，種子總發(fā)芽率逐漸降低，在鹽度為40的海水中，翅堿蓬種子總發(fā)芽率最低，僅為（1.33±0.94）%。

鹽脅迫對翅堿蓬種子的萌發(fā)速率也有明顯的影響（圖2）。隨著鹽度的增加，翅堿蓬種子的萌發(fā)速率下降的愈加明顯。鹽度為0時翅堿蓬萌發(fā)速率最高，達(dá)0.456 1±0.032 7；而鹽度為40時翅堿蓬萌發(fā)速率最低，僅為0.008 3±0.007 8。

2.2 鹽脅迫下翅堿蓬幼苗可溶性蛋白含量的變化

從圖3可以看出，翅堿蓬幼苗受到鹽脅迫后，體內(nèi)可溶性蛋白含量會明顯的升高（P<0.05）。隨著鹽度的增加，翅堿蓬幼苗可溶性蛋白會出現(xiàn)先升后降的趨勢。當(dāng)鹽度為0時，翅堿蓬體內(nèi)可溶性蛋白含量最低，僅為（9.90±0.32）mg/g；當(dāng)鹽度為15時，翅堿蓬體內(nèi)可溶性蛋白含量達(dá)到最高，為（20.29±1.09）mg/g。研究表明，可溶性蛋白含量增加，可降低水分需求，使植物在逆境條件下能夠進(jìn)行正常的生長發(fā)育[12]。試驗中可溶性蛋白含量的增加減輕了鹽脅迫對翅堿蓬幼苗的影響。

2.3 鹽脅迫下翅堿蓬幼苗可溶性糖含量的變化

從圖4可看出，鹽脅迫對翅堿蓬幼苗可溶性糖含量有明顯的影響。當(dāng)鹽度為15～30時，翅堿蓬體內(nèi)可溶性糖含量明顯升高（P<0.05），在鹽度為20達(dá)到最高值，為（7.50±0.33）mg/g。鹽脅迫會破壞植物的滲透平衡，可溶性糖含量迅速增加可以維持滲透平衡免受破壞[13]。

2.4 鹽脅迫下翅堿蓬幼苗游離脯氨酸含量的變化

從圖5可以看出，鹽脅迫會使翅堿蓬幼苗體內(nèi)游離脯氨酸含量明顯升高（P<0.05）。隨著鹽度的增加，游離脯氨酸含量呈現(xiàn)出先升后降的趨勢。游離脯氨酸含量在鹽度為0時最小，僅為（95.33±6.94）μg/g；在鹽度為20時達(dá)到最大，為（599.33±37.85）μg/g。游離脯氨酸是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，當(dāng)受到鹽脅迫時，游離脯氨酸在植物體內(nèi)會大量積累，其含量在一定程度上反映植物的抗逆性[14]。

3 結(jié)論與討論

（1）該試驗結(jié)果表明，翅堿蓬種子的總發(fā)芽率和萌發(fā)速率與海水的鹽脅迫呈負(fù)相關(guān)。當(dāng)海水鹽度為40時，種子發(fā)芽已經(jīng)非常困難，總發(fā)芽率僅為（1.33±0.94）%，而發(fā)芽速率為0.008 3±0.007 8。許多研究結(jié)果也證明了鹽脅迫會導(dǎo)致植物種子發(fā)芽率下降，發(fā)芽時間推遲和延長[15]，這與該試驗的研究結(jié)果基本一致。目前有關(guān)鹽脅迫對種子萌發(fā)影響的機(jī)理還有一定的爭議。一些研究認(rèn)為，鹽脅迫抑制種子萌發(fā)是因為滲透脅迫會引起溶液滲透勢降低導(dǎo)致種子吸水受阻，進(jìn)而種子的萌發(fā)受到影響[16-17]。而有些學(xué)者研究認(rèn)為，種子萌發(fā)受到抑制的主要原因除了滲透脅迫外，與鹽離子直接進(jìn)入種子，導(dǎo)致種子萌發(fā)受到抑制的離子毒害作用有關(guān)[18]。

（2）鹽脅迫會導(dǎo)致翅堿蓬幼苗的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)——可溶性蛋白、可溶性糖和游離脯氨酸含量明顯升高。這些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化與植物的抗逆性有關(guān)，含量升高主要是翅堿蓬應(yīng)對鹽脅迫的一種響應(yīng)方式。隨著鹽度的增加，翅堿蓬幼苗可溶性蛋白、可溶性糖和游離脯氨酸含量均出現(xiàn)先升高后降低的趨勢。幼苗可溶性蛋白含量在鹽度15時達(dá)到了最高，幼苗可溶性糖和游離脯氨酸含量在鹽度20時達(dá)到了最高，這時翅堿蓬幼苗對鹽脅迫的抗逆性最大。

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