全 文 ：第 3 6卷第 2期 江　苏　林　业　科　技 Vol.3 6No.2
2 0 0 9年 4 月 JournalofJiangsuForestryScience＆Technology Apr.2 0 0 9
文章编号:1001-7380(2009)02-0015-04
盐胁迫对榉树种子萌发及幼苗生理特性的影响
王志和 1 ,严亚斌 1 ,张　敏2 ,黄利斌2
(1.盐城市盐都区林业站 ,江苏　盐城　224023;2.江苏省林业科学研究院 ,江苏　南京　 211153)
　　收稿日期:2009-01-08;修回日期:2009-02-20
　　作者简介:王志和(1963-),男 ,江苏盐城人 ,工程师 ,大学专科毕业 ,主要从事林业技术推广工作。
摘要:研究了榉树种子在 0, 0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.6%和 0.8%等 6种 NaCl质量分数胁迫下的发芽率以及幼苗生
长和部分生理特性的变化。结果表明 , NaCl胁迫显著影响了榉树种子萌发和幼苗生长。种子发芽率最高出现在没
有盐胁迫的条件下 , 随着 NaCl质量分数的增加 , 发芽率 、发芽指数和活力指数都呈下降趋势 。 NaCl处理的幼苗根
长和苗长在质量分数为 0.1%时与对照差异不显著 , 大于 0.1%后明显下降。幼苗 SOD和 POD活性呈先上升后下
降的趋势 , 而 MDA含量呈先下降后升高的趋势。
关键词:榉树;NaCl;种子;发芽率;幼苗;生理特性
中图分类号:S792　　文献标识码:A
Efectsofsaltstressonseedgermination
andseedlingphysiologicalofZelovaschneideriana
WANGZhi-he1 , YANYa-bin1 , ZHANGMin2 , HUANGLi-bin2
(1.ForestryExtensionStationofYanduDistrict, YanchengCity, Yancheng214023, China;
2.JiangsuAcademyofForestry, Nanjing211153, China)
Abstract:SeedsgerminationandseedlinggrowthofZelovaschneiderianawereinvestigatedundersixlevelsofsalinitystress
e.g.0, 0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, and0.8%, respectively.Theresultsshowedthatsalinityrestraintafectedtheseeds
germinationandseedlinggrowthofZelovaschneiderianasignificantly.Thegerminationrateswasthehighestundernon-sa-
lineconditions.Germinationcapacity, germinationandvitalityindexesdecreasedwiththeincreasingofNaClconcentration.
Theeffectsof0.1% NaClontheshootandrootlengthwerenotsignificant, whilesignificantlydecreasedundertheNaCl
concentrationover0.1%.SODandPODactivitiesshowedasignificantincreaseunderlowconcentrationofNaClwhilethe
contentsofMDAweredecreasedatfirstandincreasedsubsequently.Theresultsmaybehelpfultounderstandtheresponse
mechanismofseedsgerminationandseedlinggrowthofwoodyplanttosaltstress.
Keywords:Zelovaschneideriana;NaCl;Seeds;Germinationcapacity;Seedling;Physiologicalnature
　　土壤盐渍化是影响世界农业生产最主要的非生
物胁迫之一 [ 1-2] ,种子萌发和幼苗生长阶段是一个
植物种群能否在盐渍环境下生存的关键时期 [ 3] 。
有研究表明 ,盐分对种子萌发和幼芽生长都有一定
的影响 [ 4-6] ,但多数报道都集中于农作物和草本植
物 。目前 ,苏北沿海地区造林树种绝大部分为杨树 ,
造林树种的单一化已引起杨树病虫害发生逐年加重
等生态问题 。积极发掘利用适合沿海地区造林的优
质乡土树种资源 ,培育林木优良品种 ,对于促进苏北
沿海地区造林树种结构调整和满足城乡造林绿化需
要具有重要意义 。榉树(Zelovaschneideriana)属榆
科榉属落叶乔木 ,广泛分布于我国淮河流域 、秦岭以
南的长江中下游地区。其材质坚硬优良 ,秋叶鲜艳 ,
树形优美 ,已被列入国家二级保护珍稀树种 ,也是江
苏重要的珍贵硬阔用材乡土树种和园林风景树
种[ 7] 。本文报道了不同质量分数的 NaCl胁迫对榉
树种子萌发及幼苗生理生化的影响 ,以期为榉树的
耐盐碱能力评价以及在苏北沿海地区的培育利用提
供基础资料与理论依据 。
1　材料与方法
1.1　材料
供试榉树种子为 2007年 10月末采自南京明孝
陵景区树龄 50 a以上的成年榉树 ,千粒重为 10.5
g,饱满度为 26.6%。采集后的种子先在室温下晾
干 ,再装入透气布袋中 ,放在 4 ℃冰箱内保存 、备用 。
1.2　方法
1.2.1　种子预处理　选饱满均匀的种子洗净并用
蒸馏水浸泡 48h,然后将种子放在 75%的乙醇溶液
中浸泡消毒 5 min,再将种子用蒸馏水冲洗数次 。
1.2.2　实验设置与观察　将种子均匀置于铺有 3层
滤纸的直径 12cm的培养皿中 ,每皿放种子 50粒 ,种
粒之间保持一定距离 ,分别加入 10 mL质量分数为
0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%的 NaCl溶液均匀浸
湿滤纸 ,对照加入相同体积的蒸馏水 ,每个处理重复
3个。培养皿放入 2℃的智能种子发芽柜中 ,每天固
定光照 8h。每天上午 9:00记录发芽粒数 ,并将培养
皿称重后补充蒸发的水分 ,使盐质量分数基本保持一
致。连续观察 30d。参照《种子生物学研究指南》计
算发芽率 、发芽指数 、活力指数[ 8] 。发芽结束时自每
个处理中取萌发幼苗进行叶绿素 、脯氨酸及可溶性蛋
白的测定 ,每项实验重复 3次 ,取平均值。
1.2.3　指标的计算和测定
　　(1)发芽率:
发芽率 =种子发芽数 /供试种子数 ×100%
发芽指数(GI)=∑Gt/Dt(Gt为种子在 t时间
的发芽数 , Dt为相应天数)。
活力指数(VI)=GI×S(S为幼苗的平均根长)。
(2)幼苗形态与生理指标:试验结束后测量发
芽幼苗的苗高 、根长 。 NBT光化还原法[ 9]测定超氧
化物歧化酶(SOD)活性;愈创木酚法[ 9]测定过氧化
物酶(POD)活性;三氯乙酸比色法 [ 10]测定丙二醛
(MDA)含量 。
1.2.4　数据处理　所得数据用 STST软件进行方差
分析 ,用 Excel2003作图。
2　结果与分析
2.1　不同质量分数 NaCl处理对种子发芽率的影响
盐胁迫下植物种子的发芽情况是表征耐盐能力
的重要依据之一 。从图 1可看出 ,盐胁迫条件下 ,榉
树种子的发芽率均受到影响 ,随着 NaCl胁迫质量分
数的增大 ,种子发芽率呈下降趋势。当质量分数由
0.4%增加至 0.6%,发芽率的下降幅度较大 ,高于
0.6%时 ,发芽率不到 8%,并且不能长出真叶 ,子叶
展开后不久即变黄 ,芽柄弯曲 ,明显不能发育为正常
幼苗 ,说明 0.6%为榉树种子萌发所能耐受的 NaCl
质量分数极限 。方差分析表明 , NaCl质量分数对榉
树种子发芽率的影响极显著 。
图 1　NaCl胁迫对榉树种子发芽率的影响
2.2　不同质量分数 NaCl处理对种子发芽指数的
影响
　　发芽指数不仅包括发芽的种子数 ,而且强调发
芽速度。各天发芽的种子在构成发芽指数中所起作
用都不同 ,所以发芽指数是良好的种子活力指标。
实验结果(见图 2)显示:0.1% ～ 0.4%的 NaCl中榉
树种子的发芽指数下降速度趋于缓慢 ,大于 0.6%
NaCl处理后 ,发芽指数明显下降 。
图 2　NaCl胁迫对榉树种子发芽指数的影响
2.3　不同质量分数 NaCl处理对种子活力指数的
影响
　　萌发后的种子生长健壮程度可用活力指数表示
(图 3可见), NaCl胁迫对榉树种子活力指数产生较
大的影响 。随着 NaCl质量分数的升高 ,种子的活力
指数明显下降 。当 NaCl质量分数为 0.1%时活力
指数就降低为对照的 52%,质量分数越高 ,活力指
数越低 ,说明 NaCl显著抑制了幼苗的生长。
16 江　苏　林　业　科　技 第 36卷
图 3　NaCl胁迫对榉树种子活力指数的影响
2.4　不同质量分数 NaCl处理对幼苗苗高和根长的
影响
　　结果见图 4,当 NaCl质量分数为 0.1%时 ,榉树
幼苗的根长和苗长比对照略有升高;NaCl质量分数
大于 0.1%以后 ,苗高和根长均随质量分数的增加
而降低 , 2组数据相比较得出 , NaCl对苗长的抑制大
于根长 。方差分析结果表明 ,大于 0.2%的 NaCl对
榉树幼苗根长和苗高的影响达到极显著水平。
图 4　NaCl胁迫对榉树幼苗苗高和根长的影响
2.5　不同质量分数 NaCl处理对幼苗丙二醛含量的
影响
　　MDA是膜质过氧化的最终产物 ,是膜系统受伤
害的重要标志之一 ,也可以作为评价植物在逆境条
件下或在衰老过程中发生膜质过氧化作用强弱的指
标 [ 10] 。如图 5所示 ,榉树幼苗在受到 NaCl胁迫后 ,
MDA含量发生了变化。 NaCl质量分数为 0.1% ～
0.6%之间榉树幼苗 MDA含量均低于对照 ,且变化
较为平缓 。当质量分数达到 0.8%时 , MDA含量明
显增加 ,说明高盐胁迫加剧了细胞膜质过氧化 。
2.6　不同质量分数 NaCl处理对幼苗 SOD活性的
影响
　　大量研究指出 ,当植物处于各种逆境胁迫下或
衰老时 ,细胞内自由基产生和清除的平衡系统受到
破坏而出现自由基积累 ,并由此诱发或加剧了细胞
图 5　NaCl胁迫对榉树幼苗 MDA含量的影响
膜质过氧化。大量研究指出 ,当植物处于各种逆境
胁迫下或衰老时 ,细胞内自由基产生和清除的平衡
系统受到破坏而出现自由基积累 ,并由此诱发或加
剧了细胞膜质过氧化。 SOD是 O2-清除剂 ,它可以
将 O2 -歧化为 O2和 H2O2 ,控制膜质过氧化 ,减少膜
系统的伤害。有研究认为 , SOD处于抵御活性氧伤
害的 “第一道防线” [ 11] 。如图 6所示 , NaCl胁迫后 ,
榉树幼苗 SOD活性总体呈先升高后降低的趋势。
当质量分数为 0.2%时 SOD活性达到最大值 ,为对
照的 1.9倍 。质量分数达到 0.8%时 , SOD活性低
于对照。
图 6　NaCl胁迫对榉树幼苗 SOD活性的影响
2.7　不同质量分数 NaCl处理对幼苗 POD活性的
影响
　　POD也是植物体内防护活性氧对细胞膜系统
伤害的重要保护酶类之一 。本实验中 POD活性的
变化规律和 SOD类似 , 0.1%的 NaCl处理后 ,幼苗
POD活性变化不大 , 0.2%的 NaCl处理略有升高
(方差分析表明 ,差异不显著), 0.4%的 NaCl处理
后 POD活性明显升高 ,较对照增加了 26.7%;随后
POD活性缓慢下降 , 当 NaCl质量分数达到 0.8%
时 , POD活性急剧下降 ,仅为对照的 50%,方差分析
表明差异极显著(见图 7)。
17第 2期 王志和等:盐胁迫对榉树种子萌发及幼苗生理特性的影响
图 7　NaCl胁迫对榉树幼苗 POD活性的影响
3　结论与讨论
种子萌发和幼苗生长阶段是一个植物种群能否
在盐渍环境下生存的关键时期[ 12] 。盐胁迫对植物
种子萌发有以下几种可能:(1)阻止种子萌发 ,但不
使种子丧失活力;(2)延迟但不阻止种子萌发;(3)
当盐质量分数高到一定程度或持续一定时间有可能
造成种子永久性失去活力 [ 12] 。本实验中 ,榉树种子
在设置的几个胁迫质量分数下均有发芽现象 ,但发
芽率 、发芽指数和种子活力指数均随 NaCl质量分数
的增加而明显下降 。有报道表明 ,低质量分数盐胁
迫对种子萌发有促进作用 [ 13 -14] ,但本次实验中没有
观察到此现象。分析 NaCl对发芽抑制作用的原因 ,
认为可能是:盐胁迫限制了种子的生理吸水 ,从而抑
制了种子萌发;离子毒害可能会造成少数种子的永
久性失活;盐分造成了部分榉树种子强迫性休眠 。
NaCl抑制榉树种子萌发的具体原因以及阈值还需
要进一步深入研究。
盐对植物生长的抑制主要表现在渗透胁迫 、离
子毒害和离子吸收的不平衡 。本研究表明 , NaCl
胁迫均显著抑制了榉树幼苗的根长和苗长 ,且对苗
长的抑制大于根长 , 这与前人的研究结论一
致 [ 15 ～ 17] 。随着 NaCl质量分数的增加 ,榉树幼苗的
根 /冠比呈上升趋势 ,表明盐对地下部分的抑制较
小 ,而对地上部分生长影响较大 ,这可能是植物对盐
碱环境的一个适应机制。
植物细胞由于逆境胁迫所产生的自由基的清除
主要是通过有关酶和一些能与自由基反应产生稳定
产物的有机分子担负的。应对膜脂过氧化主要有酶
促和非酶促两类防御系统 ,超氧化物岐化酶(SOD)、
过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)就是酶促防
御系统中的重要保护酶。细胞可动员保护酶系统抵
御和清除活性氧 ,阻止膜质过氧化 ,维持膜系统的稳
定性 [ 18] 。在本研究中 , SOD和 POD活性均呈先上
升后下降的趋势 ,而 MDA含量呈先下降后升高的
趋势 。相关性分析表明 ,保护酶活性与 MDA含量
呈显著负相关。说明 NaCl胁迫一方面使榉树幼苗
发生了膜脂过氧化 ,导致体内 MDA含量增加;另一
方面 ,刺激了植株保护酶系统活性的增强 ,加快自由
基的清除 、减轻膜脂过氧化 、降低体内 MDA的含
量 ,这 2方面组成一个动态平衡 。这可能也是榉树
适应盐胁迫的生理机制之一 。
树木种子的抗盐萌发能力在一定程度上可反映
树种的耐盐能力大小。郁万文等的报道显示刺槐种
子在 0.5%的 NaCl处理后 ,发芽率和对照相差不
大[ 19] ;吴丽云等对绒毛白蜡和苦楝种子进行了抗盐
萌发实验 ,结果显示在 NaCl质量分数为 0.4%时 ,
非盐碱地采集的苦楝种子萌发率比对照下降了
81.6%,而绒毛白蜡则升高了 27.3%[ 20] ;杨帆等的
研究表明 ,构树种子在 0.4%的 NaCl处理后 ,种子
萌发率比对照下降了 97.2%[ 14] 。在本次实验中 ,榉
树种子在 0.4%的 NaCl胁迫下 ,萌发率比对照降低
42.9%。由此可推测 ,榉树能够耐轻中度的盐碱 ,其
耐盐能力可能低于绒毛白蜡和刺槐 ,而高于苦楝和
构树等树种 ,当然 ,这一结论尚需进一步在榉树的育
苗和造林耐盐试验中验证。
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(下转第 30页)
18 江　苏　林　业　科　技 第 36卷
表 3　不同 6-BA水平对彩色马蹄莲外植体愈伤组织分化的
影响(30 d后统计)
处理 6-BA/(mg/L)
NAA
/(mg/L)
接种数
/个
平均每块愈伤
的出芽数 /个
愈伤是否
继续增殖
a 0 0.1 20 18 否
b 0.2 0.1 20 19 否
c 0.5 0.1 20 22 是
　　试验中 ,将愈伤组织诱导所得的黄白色致密的
部分玻璃化的愈伤组织接种至 MS+0.5 mg/L6-BA
+0.1mg/LNAA进行继代培养 ,发现分化出畸形的
白化苗 ,因而这些愈伤没有快繁价值 ,以上结果再次
说明进行愈伤诱导时 6-BA的适宜质量浓度是 1.0
～ 2.0 mg/L。
2.4　试管苗的生根
试验发现 ,彩色马蹄莲在丛生芽状态即可生根 ,
当生根的丛生芽长至高度 1.5 ～ 2.0 cm时很容易彼
此分离 。将高度约 3cm的单株试管苗切去根 ,接种
到添加不同质量浓度 IBA的 MS培养基上 ,均能生
根 ,生根率均达 100%,选择 MS+0.1 mg/LIBA作
为合适的彩色马蹄莲生根培养基。
3　讨论
(1)将彩色马蹄莲小种球埋在湿润的灭菌基质
中进行一段时间的光照预培养 ,可以使其萌动发芽 。
带芽的彩色马蹄莲种球作为接种材料 ,其生命力要
比处于休眠期的球茎生命力强 ,对于消毒剂的耐受
力较强 。芽长约 1 cm的球茎经消毒处理后成活率
较高 ,并且接种后外植体返绿所需时间也较短 ,这与
文献 [ 7]的研究结果基本一致。
(2)6-BA质量浓度在 1.0 ～ 2.0 mg/L,可以诱
导出状态良好的浅绿色愈伤组织 ,把这些浅绿色愈
伤组织转入适宜的分化培养基后 ,愈伤分化出健康
的丛生芽;当 6-BA质量浓度在 3.0 mg/L以上时 ,出
愈率下降 ,愈伤黄白色且发生部分玻璃化 ,把这些黄
白色的愈伤组织接种到分化培养基上 ,愈伤分化出
畸形白化苗。在低质量浓度水平上 , NAA对愈伤诱
导的影响不明显。
(3)采用彩色马蹄莲块茎诱导愈伤组织 ,由愈
伤分化出丛生芽并同时不断增殖的方法 ,可以在短
时间内获得大量的组培苗 ,直径 1cm的状态良好的
愈伤组织块平均可分化出 20株左右试管苗 ,具有良
好的生产应用价值。但是愈伤再生所得的植株 ,是
否能完整地保持原品种的性状 ,是否会发生变异现
象 ,还有待于进一步栽培试验 。
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