全 文 :收稿日期:2014 - 01 - 31
基金项目:国家大学生创新创业训练计划项目(编号:201210757017) ;
南疆特色生物种质资源保存、评价及其综合利用技术研究
(编号:2011 AB 015)。
作者简介:康志峰(1990 -) ,男,河南人;本科,研究方向:麦类作物
研究。
通讯作者:王瑞清(1971 -) ,女,新疆人;副教授,主要从事作物育种教
学与科研工作。
NaHCO3 胁迫对小黑麦种子萌发的影响
康志峰, 曹 衡, 宋昌龙, 韩梦云, 李志军, 王瑞清
(塔里木大学植物科学学院, 新疆 阿拉尔 843300)
Effects of NaHCO3 Stress on Seed Germination of Triticale
KANG Zhi-feng,CAO Heng,SONG Chang-long,HAN Meng-yun,LI Zhi-jun,WANG Rui-qing
摘要:盐胁迫是植物生长发育的主要逆境因子,NaHCO3 是新疆
盐碱地的主要致害盐分之一,小黑麦的耐盐碱性及其生物改良
盐碱地的作用日益受到关注。以 3 个春性小黑麦品种为材料,
利用模拟盐胁迫的方法,研究了种子萌发生长对 NaHCO3 盐胁
迫的反应。结果表明: 高浓度的 NaCl、NaHCO3 溶液对不同品
种的小黑麦种子萌发均有显著的抑制作用,NaHCO3 溶液的抑
制程度高于 NaCl 溶液,在 NaHCO3 盐胁迫下对胚根的抑制作
用显著大于对胚芽的抑制作用。
关键词: 盐胁迫;小黑麦;种子萌发
中图分类号: S 512. 4 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2014)07-0075-04
小黑麦是由小麦和黑麦属间杂交而得的一个新物
种,结合了小麦的高产、优质和黑麦的抗逆性强、适应
性广的优点[1],盐碱地上种植耐盐碱小黑麦既有生产
效益,又有改良土壤盐渍化作用[2,3]。新疆干旱区有
大量盐碱地,主要盐类为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、碳酸
氢钠等,在很大程度上限制农业生产的可持续发展,盐
碱地利用改良面临巨大的挑战[4,5]。小黑麦耐盐碱研
究已有相关报道,但是主要研究了氯化钠盐胁迫的情
况[6 ~ 9],也有少许硫酸钠盐的研究报道[10]。碳酸氢钠
也是新疆盐碱地的主要致害盐分之一,很少见到研究
报道。本研究采用 3 个春性小黑麦品种,研究了不同
品种小黑麦在萌发期对盐胁迫的反应以及 NaHCO3 盐
胁迫对小黑麦种子萌发的影响,旨在为小黑麦耐盐育
种及其对盐碱地的改良提供参考依据。
1 材料与方法
1. 1 盐种类及盐溶液浓度
NaCl:0 mmol /L、50 mmol /L、100 mmol /L、150
mmol /L、200 mmol /L、250 mmol /L、300 mmol /L。
NaHCO3:0 mmol /L、30 mmol /L、60 mmol /L、
90 mmol /L、120 mmol /L、150 mmol /L、180 mmol /L。
1. 2 小黑麦品种
新小黑麦 1 号、新小黑麦 3 号、新小黑麦 4 号。
1. 3 试验指标及测定方法
种子萌发标准:胚根与种子等长、胚芽长度达到种
子长度的一半。
发芽率(%)= 7 d 内发芽种子数 /供检种子数 ×
100%。
发芽指数(GI)=∑(Gt /Dt) ,其中 Gt 为时间 t
时的发芽数,Dt为相应的发芽日数。
活力指数:种苗生长量(种苗鲜重)×发芽指数。
1. 4 试验设计
完全随机试验设计,3 次重复。室内模拟发芽
试验。
1. 5 种子萌发试验
种子选择、种子消毒、冲洗、种子置床(培养皿、纸
床)、不同浓度盐溶液处理(清水做为对照)、恒温培养
(25 ℃、12 h 光照 12 h 黑暗)、每天调查萌发种子数
(种子萌发以胚芽长度达到种子横轴长度一半、胚根
与种子等长为准)、培养第 7 天进行试验指标的测定。
1. 6 数据处理方法
对所有数据进行 One-way ANOVA方差分析,处理
间差异显著性用 Duncan’s 检验,整个计算过程在
Excel、SPSS软件系统下完成。
2 结果与分析
2. 1 盐胁迫下小黑麦种子发芽率的变化
由图 1、图 2 可以看出,新小黑麦 1 号、新小黑麦 3
号、新小黑麦 4 号在不同浓度的 NaCl 溶液、NaHCO3
溶液胁迫下种子的发芽率随盐溶液浓度的增加呈下降
的趋 势。在 NaCl 溶 液 浓 度 为 150 mmol /L 时
(见图 1) ,新小黑麦 1 号种子的发芽率呈明显下降趋
势,与对照相比下降了 45%左右。在 NaCl 溶液浓度
为 200 mmol /L时,新小黑麦 3 号种子的发芽率开始下
·57·
问题探讨 康志峰 等:NaHCO3 胁迫对小黑麦种子萌发的影响
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2014.07.058
降,在浓度为 250 mmol /L 时下降幅度急剧增大,种子
发芽率下降到 10% 以下。在 NaCl 溶液浓度为 200
mmol /L时,新小黑麦 4 号种子的发芽率在 20%左右。
在 NaHCO3 溶液浓度为 90 mmol /L 时(见图 2) ,
新小黑麦 1 号和新小黑麦 4 号种子的发芽率呈明显下
降趋势,在溶液浓度为 90 mmol /L 时种子的发芽率均
下降到 40%以下。在 NaHCO3 溶液浓度为 30 mmol /L
时,新小黑麦 3 号种子的发芽率开始下降,在浓度为
120 mmol /L时下降幅度急剧增大,种子发芽率下降到
25%左右。
注: NaCl溶液浓度依次为 0 mmol /L、50 mmol /L、100 mmol /L、
150 mmol /L、200 mmol /L、250 mmol /L、300 mmol /L;
NaHCO3 溶液浓度依次为 0 mmol /L、30 mmol /L、60 mmol /L、
90 mmol /L、120 mmol /L、150 mmol /L、180 mmol /L。下同。
图 1 NaCl胁迫下小黑麦种子发芽率变化
图 2 NaHCO3 胁迫下小黑麦种子发芽率变化
2. 2 盐胁迫下小黑麦种子发芽指数的变化
由图 3、图 4 可以看出,新小黑麦 1 号、新小黑麦 3
号、新小黑麦 4 号在不同浓度的 NaCl 溶液、NaHCO3
溶液胁迫下种子的发芽指数随盐溶液浓度的增加呈下
降的趋势。在 NaCl 溶液浓度为 150 mmol /L 时(见图
3) ,新小黑麦 1 号种子的发芽指数呈迅速下降,与对
照相比下降了 60% 左右。在 NaCl 溶液浓度为 150
mmol /L时,新小黑麦 3 号种子的发芽指数开始下降,
在浓度为 200 mmol /L时下降幅度急剧增大,种子发芽
指数下降到 15%以下。在 NaCl溶液浓度为150 mmol /L
时,新小黑麦 4号种子的发芽指数在 35%左右。
在 NaHCO3 溶液浓度为 90 mmol /L 时(见图 4) ,
新小黑麦 1 号和新小黑麦 4 号种子的发芽指数呈明显
下降趋势,在溶液浓度为 90 mmol /L 时种子的发芽指
数均下降到 55% 左右。在 NaHCO3 溶液浓度为 30
mmol /L时,新小黑麦 3 号种子的发芽指数就开始下
降,在浓度为 120 mmol /L 时下降幅度急剧增大,种子
发芽指数下降到 20%以下。
图 3 NaCl胁迫下小黑麦种子发芽指数变化
图 4 NaHCO3 胁迫下小黑麦种子发芽指数变化
2. 3 盐胁迫下小黑麦种子活力指数的变化
由图 5、图 6 可以看出,3 个小黑麦品种在不同浓
度的 NaCl 溶液、NaHCO3 溶液胁迫下种子的活力指数
随盐溶液浓度的增加呈下降趋势,而且变化趋势基本
一致。
图 5 NaCl胁迫下小黑麦种子活力指数变化
·67·
第 33 卷 第 7 期 2014 年 7 月 种 子 (Seed) Vol. 33 No. 7 Jul. 2014
图 6 NaHCO3 胁迫下小黑麦种子活力指数变化
2. 4 盐胁迫下小黑麦种子幼苗高度的变化
由图 7、图 8 可以看出,3 个小黑麦品种在不同浓
度的盐溶液胁迫下幼苗高度随盐溶液浓度的增加呈下
降的趋势。在 NaCl 溶液浓度为 100 mmol /L 时(见图
7) ,新小黑麦 1 号、新小黑麦 3 号的幼苗高度呈迅速下
降,与对照相比均下降了 60%左右,新小黑麦 4 号在
在 NaCl溶液浓度为 100 mmol /L 时(见图 7) ,幼苗高
度呈迅速下降。在 NaCl 溶液浓度为 250 mmol /L 时
(见图 7) ,新小黑麦 1 号、新小黑麦 4 号的幼苗高度几
乎为零,而新小黑麦 3 号在 NaCl 溶液浓度为 300
mmol /L时任然有一定的幼苗生长量。
图 7 NaCl胁迫下小黑麦种子幼苗高度变化
图 8 NaHCO3 胁迫下小黑麦种子幼苗高度变化
在 NaHCO3 溶液浓度为 60 mmol /L 时(见图 8) ,
新小黑麦 1 号幼苗高度呈明显下降趋势,在溶液浓度
为 90 mmol /L时新小黑麦 4 号幼苗高度呈明显下降趋
势,在溶液浓度为 120 mmol /L时新小黑麦 3 号幼苗高
度呈明显下降趋势,在浓度为 180 mmol /L时 3 个品种
均有一定的幼苗生长量。
2. 5 盐胁迫下小黑麦种子幼根长度的变化
由图 9、图 10 可以看出,在不同浓度的 NaCl 溶
液、NaHCO3 溶液胁迫下 3 个小黑麦品种种子萌发的
幼根长度随盐溶液浓度的增加呈下降的趋势。在
NaCl溶液浓度为 250 mmol /L时(见图 9) ,新小黑麦 1
号和新小黑麦 4 号种子萌发的幼根长度很小,几乎为
零。在 NaHCO3 溶液浓度为 120 mmol /L 时(见图
10) ,3 个小黑麦品种种子萌发的幼根长度均很小。
图 9 NaCl胁迫下小黑麦种子幼根长度变化
图 10 NaHCO3 胁迫下小黑麦种子幼根长度变化
3 结论与讨论
3. 1 小黑麦种子的萌发生长对 NaCl、NaHCO3 盐胁迫
均比较敏感,高浓度的盐溶液对不同品种的小黑麦种
子萌发均有显著的抑制作用。在 NaHCO3 盐胁迫下对
胚根的抑制作用显著大于对胚芽的抑制作用。
3. 2 与前人(时丽冉[7];李鸿文[10])的 NaCl盐胁迫研
究结果以及本实验中 NaCl 盐胁迫结果相比发现,
NaHCO3盐害程度强于NaCl。由此可见,NaHCO3和
(转下页)
·77·
问题探讨 康志峰 等:NaHCO3 胁迫对小黑麦种子萌发的影响
(接上页)
NaCl对小黑麦毒性的差异可能是不同的,造成这种差
异的原因可能是阴、阳离子类型作用机制不同,而不仅
仅是阳离子的作用。所以对小黑麦造成的盐伤害与离
子类型的关系,还需要进一步研究。
参考文献:
[1]孙元枢.中国小黑麦遗传育种研究与应用[M].杭州:浙江
科学技术出版社,2002.
[2]许庆方.小黑麦的特性及应用研究进展[J]. 草原与草坪,
2008,129(4) :80 - 85.
[3]Annick M,Elisabeth P,Gerard T. Osmotic adjustment,gas ex-
changes and chlorophyll fluorescence of a hexa-ploid triticale
and its parental species under salt stress[J]. Journal of Plant
Physiology,2004,161(1).
[4]王萌萌,姜奇彦,胡正,等. 小麦品种资源耐盐性鉴定[J].
植物遗传资源学报,2012,13(2) :189 - 194.
[5]曹俊梅,周安定,吴新元,等.盐胁迫对新疆三个冬小麦品种
发芽及幼苗期耐盐性研究[J]. 新疆农业科学,2010,47
(5) :865 - 869.
[6]余玲,田增荣,朱建峰,等.小麦、黑麦及小黑麦的耐盐性研
究[J].西北农业学报,1996,5(3) :39 - 42.
[7]时丽冉,吕亚慈,刘贵波,等.不同小黑麦品种萌发期抗盐性
的比较[J].种子,2008,27(10) :101 - 103.
[8]Sharma S. Yamdagni R. Salt tolerance studies in winter garden
annuals effects of salinity on seed germination and survival of
the seedlings[J]. Res Dev Rep,1989(6).
[9]周琳,牛明功,陈龙.盐胁迫对黑麦、硬粒小麦和小黑麦发芽
的影响[J].河南农业科学,2010(1) :8 - 10.
[10]李鸿文,林存亮. Na2SO4 和 NaCl 胁迫对小黑麦萌发及幼
苗生长影响[J].石河子大学学报,2012,30(2) :142 - 147.
收稿日期:2014 - 01 - 31
基金项目:河南科技大学博士科研启动基金项目(编号:09001697,09001690) ;河南科技大学大学生研究训练计划(SRTP)项目(编号:2013241)。
作者简介:张利霞(1982 -) ,女,博士,讲师,主要从事植物逆境生理研究;E-mail:hkdzlx@ 126. com。
通讯作者:常青山,E-mail:mehero2010@ 126. com。
盐胁迫下镧对苏丹草种子发芽的影响
张利霞1, 常青山2, 侯小改1, 赵 威1, 戴攀峰1, 洪亚平1, 亓 琳1
(1.河南科技大学农学院, 河南 洛阳 471003; 2.河南科技大学林学院, 河南 洛阳 471003)
Effects of La3 + on Germination Characteristics of the
Sorghum sudonense Seed under Salt Stress
ZHANG Li-xia1,CHANG Qing-shan2,HOU Xiao-gai1,ZHAO Wei1,
DAI Pan-feng1,HONG Ya-ping1,QI Lin1
摘要:采用 LaCl3 溶液对苏丹草种子进行浸种处理,研究了镧对
盐胁迫下苏丹草( Sorghum sudonense) 种子发芽和幼苗的生长情
况。结果表明: 适当浓度的 LaCl3 溶液浸种处理可以提高盐胁
迫下苏丹草种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、鲜重、苗
高、根长,镧离子浸种有利于缓解盐胁迫对苏丹草种子发芽的
不良影响,但过高浓度则会降低其效果。隶属函数分析表明,
镧溶液浸种对苏丹草在盐胁迫下发芽的缓解能力由大到小依
次为: 30 mg /L、20 mg /L、40 mg /L、10 mg /L、50 mg /L、0 mg /L,
30 mg /L的镧溶液浸种处理对提高苏丹草种子耐盐性的效果
最佳。
关键词: 苏丹草;氯化镧溶液;盐胁迫;种子萌发;
隶属函数分析
中图分类号: S 544 + . 1 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2014)07-0078-04
世界上盐碱地占陆地面积的 25%,在中国有 660
万 hm2 的盐碱耕地[1,2],另外在农业生产中一些措施
的应用不当也会造成土壤的次生盐渍化[3]。在这些
盐渍化的土壤中,盐分通常较高,这些盐离子会形成渗
透胁迫,严重影响离子平衡,使植物产生盐害症状,进
而影响植物对水分与矿质营养的吸收等生理反应[4]。
通常在植物种子发芽与幼苗阶段对逆境胁迫最为敏
感,因此在这个阶段开展相关研究工作对提高植物的
抗逆性具有重要意义[5 ~ 8]。大量研究表明,稀土元素
镧作为一种新型的植物生长调节剂,最为活泼,在提高
植物抗逆性、减轻植物受逆境伤害的作用上具有重要
意义[9 ~ 12]。
·87·
第 33 卷 第 7 期 2014 年 7 月 种 子 (Seed) Vol. 33 No. 7 Jul. 2014