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        外源6-BA對鹽脅迫下菘藍(lán)種子萌發(fā)的影響

        2021-05-14 07:59:22全珍妮婁新茹楊小雨王聰慧楊葉凡
        現(xiàn)代鹽化工 2021年2期
        關(guān)鍵詞:發(fā)芽勢外源發(fā)芽率

        全珍妮,婁新茹,徐 露,楊小雨,王聰慧,楊葉凡,劉 巖

        (長春科技學(xué)院 醫(yī)藥學(xué)院,吉林 長春 130118)

        菘藍(lán)(Isatis indigotica Fortune)為十字花科植物,菘藍(lán)的根為板藍(lán)根,菘藍(lán)的葉為大青葉,菘藍(lán)依賴種子進(jìn)行繁殖,在我國分布較廣,深根,喜暖,不畏懼寒冷,多種植在土質(zhì)疏松肥沃、土層深厚、排水性能優(yōu)良的沙質(zhì)土壤中?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)中,鹽脅迫對植物的影響非常嚴(yán)重,目前我國有3 600萬hm2的鹽漬化土壤,受鹽漬危害的耕地達(dá)920萬hm2[1],嚴(yán)重威脅著農(nóng)業(yè)植株的質(zhì)量、生長發(fā)育和產(chǎn)量。鹽脅迫從萌芽期就開始對植物體造成不可挽回的傷害,而外源6-芐氨基嘌呤(6-BA)能緩解這一問題[2]。故本實驗研究外源6-BA對鹽脅迫下菘藍(lán)種子的萌發(fā)和幼苗生長的影響,意在為菘藍(lán)抗鹽脅迫品種的選育及在鹽堿地區(qū)大面積推廣種植提供理論依據(jù)。

        1 實驗材料與方法

        1.1 材料

        本實驗材料經(jīng)劉巖老師鑒定為十字花科菘藍(lán)屬菘藍(lán)的干燥種子。

        1.2 試劑和儀器

        試劑:0.1% HgCl2,75%乙醇,蒸餾水,6-BA溶液,氯化鈉,鹽酸。儀器:恒溫培養(yǎng)箱,吸水紙,培養(yǎng)皿,濾紙,量筒,容量瓶,玻璃棒,膠頭滴管。

        1.3 實驗方法

        采用完全隨機(jī)實驗設(shè)計,將菘藍(lán)種子用100 mmol/L NaCl溶液進(jìn)行鹽脅迫處理,將不加6-BA溶液設(shè)為對照組(CK),并設(shè)置加50、100、200、400、600和800 mg/L 6-BA的實驗組。挑選飽滿的種子各30粒進(jìn)行發(fā)芽實驗,每個處理至少重復(fù)3次,計算發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、發(fā)芽勢等[3]。在第12天時,每組隨機(jī)選擇10株幼苗測量苗高、根長、丙二醛(MDA)濃度[4]。

        1.4 指標(biāo)測定

        結(jié)果取3次數(shù)據(jù)的平均值,利用SPSS 19.0對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

        2 實驗結(jié)果與分析

        2.1 外源6-BA在鹽脅迫下對菘藍(lán)種子的影響

        2.1.1 不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)種子發(fā)芽率的影響

        不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)種子發(fā)芽率的影響如表1所示。由表1可知,不同質(zhì)量濃度6-BA處理組與CK相比,在鹽脅迫下,50~600 mg/L的6-BA溶液處理對菘藍(lán)種子的萌發(fā)有著明顯(P<0.01)的促進(jìn)作用,而800~1 000 mg/L的6-BA溶液處理對菘藍(lán)種子的萌發(fā)具有明顯的抑制作用,600 mg/L的6-BA處理的作用最為明顯,其發(fā)芽率高達(dá)99.71%,較CK提高了18.77%,由此可知,6-BA低質(zhì)量濃度促進(jìn)發(fā)芽,高質(zhì)量濃度抑制發(fā)芽。

        表1 不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)種子發(fā)芽率的影響

        2.1.2 不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)種子發(fā)芽勢的影響

        不同質(zhì)量濃度6-BA處理組的發(fā)芽勢具有顯著差異(見表2)。當(dāng)質(zhì)量濃度在50~600 mg/L時,隨著6-BA質(zhì)量濃度的升高,發(fā)芽勢呈現(xiàn)上升趨勢;但當(dāng)質(zhì)量濃度高于600 mg/L時,則呈現(xiàn)抑制作用。當(dāng)6-BA處理質(zhì)量濃度為600 mg/L時,發(fā)芽勢達(dá)到了最高值,為97.71%,較CK提高了44.31%。

        表2 不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)種子發(fā)芽勢的影響

        2.1.3 不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)種子發(fā)芽指數(shù)的影響

        不同質(zhì)量濃度6-BA處理組的發(fā)芽指數(shù)均明顯高于對照組,并且在一定質(zhì)量濃度范圍(50~600 mg/L)內(nèi),發(fā)芽指數(shù)與6-BA質(zhì)量濃度成正相關(guān),當(dāng)6-BA質(zhì)量濃度大于600 mg/L時,表現(xiàn)出抑制作用。600 mg/L 6-BA處理后的菘藍(lán)種子的發(fā)芽指數(shù)與CK差異顯著,50、100、200、400、600 mg/L 6-BA處理后的菘藍(lán)種子發(fā)芽指數(shù)較CK分別提高了9.21%、12.54%、18.52%、22.77%和35.27%,如表3所示。

        2.2 外源6-BA在鹽脅迫下對菘藍(lán)幼苗的影響

        2.2.1 不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗生長的影響

        不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗生長的影響如表4所示。由表4可知,600 mg/L 6-BA處理對鹽脅迫下生長的菘藍(lán)幼苗的株高與最大根長有極其顯著(P<0.01)的促進(jìn)作用,其株高與最大根長分別為52.56和178.54 mm,比CK分別提高了70.76%和21.67%;1 000 mg/L 6-BA則具有抑制作用。與CK相比,200~800 mg/L 6-BA對鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗的莖粗具有促進(jìn)作用,但50、100、1 000 mg/L 6-BA具有抑制作用,其中,600 mg/L 6-BA的促進(jìn)作用最為明顯,莖粗為1.67 mm,較CK提高了22.79%。與CK相比,100、400、600 mg/L 6-BA對鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗的根冠比具有促進(jìn)作用,但作用效果不明顯;50、200、800、1 000 mg/L 6-BA則具有抑制作用,其中,600 mg/L 6-BA的促進(jìn)作用最為明顯,其根冠比為0.074,比CK高21.31%。上述分析表明,400、600 mg/L 6-BA能夠明顯減少鹽脅迫對菘藍(lán)幼苗生長的傷害,但6-BA在過低或過高質(zhì)量濃度下會抑制菘藍(lán)幼苗的生長。

        表3 不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)種子發(fā)芽指數(shù)的影響

        表4 不同質(zhì)量濃度6-BA對鹽脅迫下菘藍(lán)種子幼苗生長的影響

        2.2.2 不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗葉片MDA濃度的影響

        不同質(zhì)量濃度6-BA處理對鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗葉片MDA濃度的影響如圖1所示。由圖1可知,與CK相比,50~800 mg/L 6-BA對鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗葉片中的MDA濃度具有明顯(P<0.01)的抑制作用,其中,100、600 mg/L 6-BA作用效果最為明顯,其MDA濃度分別為102、84 μmol/L,分別比CK降低了63.83%和70.21%;質(zhì)量濃度為50、400、800、200和1 000 mg/L 6-BA對鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗葉片的MDA濃度的抑制作用逐漸削弱。該結(jié)果表明,適當(dāng)質(zhì)量濃度的6-BA溶液能夠有效抑制鹽脅迫下菘藍(lán)葉片中MDA的濃度,降低細(xì)胞膜的損害程度。

        圖1 不同質(zhì)量濃度6-BA對鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗葉片MDA濃度的影響

        3 討論與結(jié)論

        在種子萌發(fā)階段,發(fā)芽率與發(fā)芽勢是評判種子發(fā)芽速率和在逆境中生命活力的重要評判標(biāo)準(zhǔn),發(fā)芽率表明種子的活力,而發(fā)芽勢則表明種子的發(fā)芽速度。2017年,劉清瑋等[5]在鹽脅迫下菘藍(lán)種子萌發(fā)的實驗中發(fā)現(xiàn),適當(dāng)施加6-BA溶液可以明顯提高鹽脅迫下菘藍(lán)種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù),這與本實驗中的鹽脅迫對菘藍(lán)種子萌發(fā)有何影響的研究成果相符??赡苁且驗檩克{(lán)種子萌發(fā)時,對外界環(huán)境較為敏感,在鹽脅迫環(huán)境下生長受到影響,無法利用體內(nèi)活性酶,從而無法正常發(fā)芽;施加外源激素6-BA,則會使體內(nèi)酶的活性增強(qiáng),使種子得以正常發(fā)芽。本實驗結(jié)果表明,在6-BA質(zhì)量濃度為50~600 mg/L時,對種子的萌發(fā)具有促進(jìn)作用;當(dāng)6-BA的質(zhì)量濃度為600 mg/L時,在鹽脅迫下生長的菘藍(lán)種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)都達(dá)到了峰值,較CK分別提高了18.77%、44.31%和35.27%。

        在400~600 mg/L 6-BA培養(yǎng)下,幼苗的株高、莖粗、最大根長和根冠比較高,在600 mg/L 6-BA培養(yǎng)下效果最為顯著,其株高、莖粗、最大根長和根冠比較CK分別提高了70.76%、22.79%、21.67%和21.31%,可見對株高的影響較為明顯,表明在適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量濃度范圍內(nèi)施加6-BA,能夠使植株的生長優(yōu)異,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

        除此之外,植株在逆環(huán)境中生長遭受極大危害的影響因素是脂膜過氧化作用,MDA為脂膜過氧化作用的產(chǎn)物,所以MDA的濃度也作為測定指標(biāo)之一[6]。本實驗中,適當(dāng)質(zhì)量濃度的6-BA能夠抑制鹽脅迫下菘藍(lán)幼苗葉片中MDA濃度的增加,提高植物的抵抗力,減少幼苗在鹽脅迫下生長受到的傷害,保護(hù)了幼苗的生長。

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