楊曉洲

(河北小五臺山國家級自然保護區(qū)管理局，河北 張家口 075700)

1 引言

金蓮花(TrolliuschinensisBunge)，毛茛科(Ranunculaceae)金蓮花屬(TrolliusLinn)多年生草本植物[1]，其花朵富含黃酮、多糖、生物堿、蛋白質和其它各種化學物質[2]，在臨床上主要用來抗炎、抗病毒、抗氧化等方面的治療，最新研究結果表明其對人乳腺癌、食道癌等具抑制機制[3,4]。同時，其花色金黃，植株秀麗，也是優(yōu)良的花壇、花境和盆花材料。近年來，隨著人們對金蓮花藥用和觀賞價值的提高，野生金蓮花資源遭到了極大的破壞，既不能獲得足夠的種子，也不能保證市場金蓮花藥材的供應。

近年來，對于金蓮花的研究主要集中在化學成分測定、藥理作用、生態(tài)特征以及人工栽培技術等方面，但對于其種子的抗逆生理及外源物質緩解等的研究則鮮有報道。干旱半干旱環(huán)境中降水量少，蒸發(fā)量大，水分成了限制植物種子萌發(fā)和幼苗生長的主要因子。聚乙二醇(PEG-6000)具有本身不易自由通過細胞壁、不易滲入活細胞內，不會給種子內增加營養(yǎng)物質且無毒，同時還能緩解萌發(fā)初期水分進入種子的速率等優(yōu)點，常被作為模擬干旱脅迫的滲透助迫劑[5]。

本研究以金蓮花種子為試驗材料，研究外源SA對干旱脅迫下金蓮花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，并探索減輕干旱脅迫危害的最適SA濃度，以期為提高金蓮花種子萌發(fā)期的抗旱性，促進其規(guī)范化栽培和擴大其在干旱半干旱地區(qū)的種植范圍提供依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

本試驗所用的金蓮花種子采自河北小五臺山國家級自然保護區(qū)，經(jīng)鑒定為金蓮花的種子，采后自然風干，置于牛皮紙袋里，放在4℃冰箱內保存。

2.2 試驗設計

2.2.1 外源SA處理對PEG-6000脅迫下種子萌發(fā)的影響

選取健壯、飽滿、大小一致的金蓮花種子，清水浸種4 h，以0.1%HgCl2消毒8 min，用蒸餾水反復沖洗3～5次，再用800 g/L的赤霉素浸種4 d[6]。依據(jù)PEG-6000模擬干旱脅迫預試驗，金蓮花種子對PEG-6000的最大耐受濃度濃度為15%。設置外源SA濃度分別為0.5、1.0、1.5和2.0 mmol/L，分別記為S1、S2、S3和S4；以清水和15%PEG-6000為對照，記為CK1和CK2。

試驗采用紙上培養(yǎng)法。選擇處理過的金蓮花種子各100粒，3次重復，置于培養(yǎng)皿，培養(yǎng)皿內置2層濾紙，分別加入定量的處理溶液至濾紙飽和，加蓋置于人工氣候箱恒溫培養(yǎng)(光照強度2500lx，光照時間14h/d，濕度70%)。及時更換濾紙，補充溶液，減少水勢變動。

培養(yǎng)后第2 d開始記錄種子發(fā)芽情況，10 d左右結束發(fā)芽試驗。每日觀察種子的發(fā)芽情況，以胚根露出種皮計數(shù)。

2.2.2 外源SA處理對PEG-6000脅迫下金蓮花幼苗部分生理指標的影響

種子萌發(fā)后依次植入花盆，花盆置于溫室內，栽培基質為草炭土和蛭石等體積混合，后期依金蓮花幼苗生長情況施澆1/2Hoagland溶液，保持基質的營養(yǎng)和濕度。2個月后，隨機選取不同處理的金蓮花葉片，對其生理指標進行測定。

2.3 測定指標及方法

2.3.1 金蓮花種子萌發(fā)指標

發(fā)芽率(GR)=Gt/T×100%

發(fā)芽勢(GE) =指定某天的發(fā)芽數(shù)/T×100%

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt

公式中，Gt表示在時間t日的發(fā)芽數(shù)；Dt是相應的發(fā)芽日數(shù)；T是種子總數(shù)。

2.3.2 金蓮花幼苗生理指標的測定

金蓮花幼苗地上、地下部分的干重、葉片相對含水量采用烘干法測定；葉綠素含量測定采用分光光度法；葉片的相對電導率采用電導率儀測定。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

應用SPSS19.0和Microsoft Excel 2013軟件進行數(shù)據(jù)的分析處理，用Duncan新復極差法進行差異顯著性分析。

3 結果與分析

3.1 SA對PEG-6000脅迫下金蓮花種子萌發(fā)影響

由表1可知，一定濃度的外源SA處理可以有效緩解金蓮花種子在PEG-6000模擬干旱脅迫下的萌發(fā)。但SA濃度過大，不僅不會緩解金蓮花種子的萌發(fā)，還會加深PEG-6000對其的抑制作用，影響金蓮花種子的正常萌發(fā)，當SA濃度達到2.0 mmol/L時，金蓮花種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)分別只有20.0%、16.0%和2.6，與CK1、CK2和另外3個SA處理之間均存在極顯著性差異。隨著SA處理濃度的增加，金蓮花種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。就發(fā)芽率、發(fā)芽勢而言，S2、S3與S1之間存在顯著性差異，與CK1之間無顯著性差異，與CK2之間存在極顯著性差異，說明S2、S3處理對于PEG-6000具極顯著的緩解效應，且可以緩解到無脅迫狀態(tài)。就發(fā)芽指數(shù)而言，S2、S3與與S1之間存在極顯著性差異，與CK1之間無顯著性差異存在，與CK2之間也存在極顯著性差異。綜合發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)，S2與S3處理的緩解效果最佳，此時的外源SA濃度為1.0～1.5 mmol/L。

3.2 外源SA對PEG-6000脅迫下金蓮花幼苗生物量及其部分生理指標的影響

3.2.1 外源SA對PEG-6000脅迫下金蓮花幼苗根冠比和葉片相對含水量的影響

稱量各個處理金蓮花幼苗、葉片的鮮重，恒重法烘干到恒重，測得其干重，分別計算其葉片相對含水量和根冠比，結果見表2。CK2處理后，金蓮花幼苗的根冠比達到了1.70，顯著的高于CK1，說明PEG-6000模擬干旱脅迫顯著抑制金蓮花幼苗干物質的積累，且對地上部分的影響明顯大于根系。隨著外源SA處理濃度的提高，根冠比均有不同程度的下降，S1與S2、S3和S4之間均存在顯著性差異，但與CK2之間無顯著性差異存在，說明S1對干旱脅迫緩解效果不顯著；S2與S3、S4之間均存在顯著性差異，同時與CK1、CK2之間也存在顯著性差異；說明S2緩解干旱脅迫的效應顯著；S3、S4之間無顯著性差異存在，與CK2之間存在顯著性差異，而與CK1之間無顯著性差異存在，說明S3、S4的緩解效果非常明顯，可以緩解到無脅迫狀態(tài)。綜上所述，適宜濃度的SA 可在一定程度上緩解干旱脅迫對金蓮花幼苗造成的傷害，且對地下部分旱害的緩解效應由于根系，最佳的外源SA濃度應該是1.0～2.0 mmol/L。

注：小寫字母代表各處理間存在顯著性差異(a<0.05)，大寫字母代表各處理間存在極顯著性差異(a<0.05)，以下同

恒重法測定各個處理的金蓮花幼苗葉片的干重和鮮重。外源SA在一定程度上可以有效提高幼苗葉片的含水量(S4除外)，隨著SA處理濃度的增加，金蓮花幼苗的葉片含水量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，以S2處理時最大，達到了84.9%，與CK2處理存在顯著性差異，與CK1之間無顯著性差異存在；S1和S3處理與CK1和CK2之間均存在顯著性差異。當SA處理濃度達到2.0 mmol/L(S4處理)時，其幼苗葉片含水量只有68.7%，顯著的低于其它3個處理，也顯著的低于CK1和CK2，這說明高濃度的SA處理不僅沒有緩解干旱脅迫，反而加劇了幼苗葉片水分的喪失。以幼苗葉片含水量為測度指標，可知緩解PEG-6000模擬干旱脅迫的最佳外源SA濃度為1.0 mmol/L。

表2 外源SA對PEG-6000脅迫下金蓮花幼苗根冠比和葉片相對含水量的影響

3.2.2 外源SA對PEG-6000脅迫下金蓮花幼苗葉片葉綠素含量的影響

測定各個處理和對照的葉片葉綠素含量，外源SA處理經(jīng)PEG-6000模擬干旱脅迫的金蓮花幼苗，其葉片葉綠素含量均顯著的高于CK2，S2處理葉綠素含量達到了3.13 mg/g，與其它SA濃度處理之間也存在顯著性差異，而與CK1之間無顯著性差異存在，說明就葉綠素而言，S2濃度(1.0 mmol/L的SA)處理對金蓮花干旱脅迫下幼苗的生長緩解作用最為顯著。

3.2.3 外源SA對PEG-6000脅迫下金蓮花幼苗葉片相對電導率的影響

測定各個處理和對照的葉片電導率，結果見表3。外源SA對于金蓮花幼苗的干旱有著非常明顯的緩解作用，隨著SA處理濃度的增加，其葉片電導率呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，其中S1和S4處理之間無顯著性差異，S2和S3處理之間也無顯著性差異，但都與CK1和CK2之間存在顯著性差異。這是因為干旱脅迫會使細胞膜透性發(fā)生改變，從而引起部分離子外流，導致電導率升高。S2處理時其相對電導率只有0.53%，S3處理時為57.14，顯著低于CK2。就相對電導率而言，環(huán)境干旱脅迫的最佳濃度應該是1.0～1.5 mmol/L。

表3 外源SA處理對PEG-6000脅迫下金蓮花幼苗葉片葉綠素和相對電導率的影響

4 結論與討論

外源SA對PEG-6000模擬干旱脅迫下金蓮花種子的萌發(fā)和幼苗的生長均有一定程度的緩解作用，具體緩解效果呈現(xiàn)隨著SA處理濃度的增加，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根冠比、葉片相對含水量和葉片葉綠素含量均呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，而相對電導率則呈現(xiàn)先下降后升高趨勢，結合其數(shù)值和變化規(guī)律可知，15% PEG-6000模擬干旱脅迫，最佳的外源SA緩解濃度為1.0 mmol/L。

本試驗中，15% PEG-6000模擬干旱脅迫，金蓮花幼苗的根冠比、相對含水量、葉綠素含量等均顯著降低，施以外源SA其各個指標均呈現(xiàn)不同程度的增加(相對電導率除外)，說明外源SA能夠有效緩解干旱條件對金蓮花幼苗生長的生物量積累的傷害，且地上部分的反映更加敏感，這與倪祥銀[7]、易小林等[8]的研究結果一致。電導率反映了細胞內電解質的外滲水平，其值大小反映了細胞膜的受損程度，添加外源SA，各處理的相對電導率都出現(xiàn)不同程度的下降，緩解了干旱脅迫對細胞膜的損傷，這與劉慶等[9]在對NaCl脅迫下的緩解效應類似。對于干旱脅迫的緩解效應研究還處于探索階段，還有更多生理指標的變化還有待于進一步的驗證。