全 文 :·园林花卉·植物 北方园艺2014(11):74~76
作者简介:崔兴国(1963-),女,本科,副教授,现主要从事植物抗性
生理的教学与科研工作。E-mail:cuixg2005@126.com.
基金项目:河北省科技支撑计划资助项目(10220129)。
收稿日期:2013-11-13
不同浓度碳酸氢钠胁迫对圆叶牵牛种子发芽的影响
崔 兴 国
(衡水学院 生命科学系,河北 衡水053000)
摘 要:以圆叶牵牛种子为试材,研究了不同浓度的NaHCO3(0、2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、
15.0、20.0mmol/L)胁迫处理对圆叶牵牛种子萌发以及胁迫解除后发芽的影响。结果表明:圆叶
牵牛种子在蒸馏水中萌发最好,不同浓度NaHCO3 对种子的萌发均具有抑制作用。低浓度
(2.5~15.0mmol/L)范围内,种子的发芽率、发芽指数、发芽势均随溶液浓度的升高呈下降趋势;
高浓度(20.0mmol/L)下,种子发芽率为0%;解除胁迫后,2.5、5.0、7.5mmol/L NaHCO3 胁迫处
理的种子萌发恢复率分别为7.9%、13.45%和16.9%,说明碱胁迫解除后圆叶牵牛种子的萌发可
以部分恢复,萌发恢复率随着原碱浓度的增加呈上升趋势;10.0~20.0mmol/L NaHCO3 胁迫处
理则永久地丧失萌发能力,萌发恢复率为0%。
关键词:圆叶牵牛;种子萌发;碳酸氢钠(NaHCO3);碱胁迫;萌发抑制
中图分类号:Q 949.95 文献标识码:B 文章编号:1001-0009(2014)11-0074-03
目前,世界上许多国家存在着不同类型的盐碱地10
亿hm2[1]。土壤碱化是以土壤pH值升高为特征,土壤
pH 9.57~10.46,植物遭受着钠离子毒害、碳酸氢根离子
毒害和pH升高引起的土壤物理性质变化,碱性盐对植
物的胁迫已经严重影响了农业生产[2]。
圆叶牵牛(Pharbitis purpurea (L.)Voigt)属旋花
科(Convolvulaceae)牵牛属一年生攀缘草本,不但花繁叶
茂,花期长达4~5个月,耐干旱瘠薄,原产美洲,我国各
地种植或野生于荒地或篱间,是园林绿化、人造景观、家
庭院落绿化美化的好材料,而且作为野生草本药用植
物,属国家药典里收载的一味中药,其种子及全草均可
入药,含有牵牛子苷、色素、脂肪油、有机酸和生物碱等
成分,具有活血止痛、解毒消肿、泻下利尿功效,市场需
求量日趋增多,具有很大的开发潜力[3]。有关种子主要
化学成分和药理作用已多有报道,但碱胁迫对其种子萌
发的影响尚鲜见报道。现以圆叶牵牛种子为试材,研究
了不同浓度的NaHCO3 溶液处理对圆叶牵牛种子萌发
以及胁迫解除后萌发的影响,旨在探讨圆叶牵牛种子萌
发的生理机制和耐碱能力,以期为我国北方盐碱地区进
行圆叶牵牛的栽培、植被恢复与改良及逆境生理研究提
供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试圆叶牵牛种子采自衡水学院校园圆叶牵牛自
然分布群,室温下自然风干保存,选取饱满无残的种子
保存备用。
1.2 试验方法
试验设7个NaHCO3 溶液胁迫处理,浓度分别为
2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、20.0mmol/L,以蒸馏水为
对照(CK),每处理50粒,3次重复。种子先用清水漂
Abstract:Taking Z.schneiderianaseeds from 6provenance of Zhejiang Haiyan,Yunnan Shizong,Jiangsu Zhenjiang,Hubei
Dabieshan,Hunan Guzhang,Hunan Changsha as materials,the methods of weighing,seed diameter measurement,TTC
and seed inclusion determination were applied,the efect of the seeds morphology structures,seeds vigor,nutrient contents
and storage method on the seed germination among diferent provenances were studied.The results indicated that the
seeds from Guzhang of Hunan was the best among 6provenances,the seeds of Changsha was the worst one.The seeds
from Guzhang were the largest,best quality,plumpness,and the highest proportion was 34%.The wet sand storage efect
was the best,Hunan Guzhang seed germination rate was 24.15%,while the Hunan Changsha seeds stored at room
temperature efect was the worst,the germination rate was 0%.
Key words:Zelkova schneideriana;seed;morphological characteristics;germination characteristics
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洗,剔除破粒及瘪粒,用0.1% HgCl2 溶液浸泡消毒
15min后清水洗净,自然晾干后置于铺有2层滤纸的培
养皿(Φ=10cm)中,每皿50粒种子,分别加入等量各浓
度的NaHCO3溶液浸种8h,用封口膜密封以防止溶液
水分蒸发。放入全自动光照培养箱中催芽,发芽温度控
制在25℃,光照强度为3 000lx。种子萌发以胚根露出
种皮,肉眼可见为标准。每天定时观察统计发芽数,直
到发芽数不变为止。萌发结束后每个重复分别测量10
株幼苗鲜重。挑选出各个培养皿中未萌发的种子,蒸馏
水多次冲洗后转至蒸馏水中在同样条件下继续培养,并
用同样的方法统计发芽率,计算种子的萌发恢复率。
1.3 项目测定
种子发芽率(%)=6d内发芽种子数/供试种子总
数×100%;发芽势=前3d发芽种子数/种子总数×
100%;种子发芽受损率(%)=(对照发芽数-各处理发
芽数)/对照发芽数×100%;种子发芽指数=∑Gt/Dt,
其中,Gt为在t天内的平均发芽数,Dt为相应的发芽天
数;萌发活力指数=发芽指数×幼苗平均鲜重(g);萌发
恢复率=(a-b)/(c-b)×100%,其中,a是全部时间的
发芽种子数,b是碱溶液中的发芽种子数,c为供试种
子数。
1.4 数据分析
试验数据采用Excel和SPSS 11.0进行处理分析。
2 结果与分析
2.1 NaHCO3胁迫对圆叶牵牛种子萌发的影响
2.1.1 NaHCO3胁迫对圆叶牵牛种子发芽率、发芽势的
影响 表1结果表明,从发芽率看出,种子在蒸馏水中
萌发得最好,随NaHCO3 浓度的升高呈下降趋势,高浓
度NaHCO3的处理种子不萌发。在2.5mmol/L时发芽
率是48.78%,比对照减少16.77%,5.0mmol/L时,发
芽率为33.33%,比对照减少32.22%,萌发抑制率接
近50%;当NaHCO3 溶液浓度为15.0mmol/L时,发
芽率仅为2.22%,萌发抑制率达到96.61%,种子萌发
被严重抑制;当NaHCO3 溶液浓度为20mmol/L时,种
子发芽率为0%,萌发被完全抑制,说明NaHCO3胁迫对
圆叶牵牛种子的萌发具有抑制作用,且浓度越高,抑制
作用越显著,超过一定浓度则完全抑制。该结果与田伯
红[4]对谷子萌发及幼苗生长采用碱胁迫的结果相一致。
从发芽势看,随碱浓度的升高,发芽势逐渐降低,抑制作
用不断增强,表明碱胁迫不仅使圆叶牵牛种子发芽率降
低,而且使种子的萌发时间相应延后,造成出苗速度不
一致。
表1 不同浓度NaHCO3胁迫下圆叶牵牛种子
萌发参数比较
NaHCO3浓度
/mmol·L-1
发芽率
/%
萌发抑制率
/%
发芽势
/%
发芽
指数
萌发活力
指数
0 65.55 - 62.00 9.83 19.17
2.5 48.78 25.58 45.23 7.25 12.35
5.0 33.33 49.15 28.00 5.00 8.80
7.5 29.23 55.41 19.00 3.67 6.19
10.0 21.11 67.80 14.00 3.17 4.05
12.5 18.88 71.20 13.00 2.83 3.41
15.0 2.22 96.61 1.52 0.33 2.52
20.0 0 100.00 0 0 0
2.1.2 NaHCO3胁迫对圆叶牵牛种子发芽指数、萌发活
力指数的影响 由表1可以看出,随着NaHCO3 胁迫浓
度的升高,发芽指数和萌发活力指数均降低,在
20mmol/L NaHCO3胁迫下,发芽指数为0,表明圆叶牵
牛种子萌发耐碱能力较弱,在低于2.5mmol/L的碱性
土壤中可以保持部分种子萌发,超过此浓度则不利于萌
发。种子萌发的活力指数表示种子出苗的健壮度,是种
子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生
产潜力的总和,主要决定于遗传性以及种子发育成熟程
度与贮藏期间的环境因子,为种子品质的重要指标,活
力指数越高,说明种子发芽势态越好,萌出的幼苗越健
壮[5]。试验结果表明,对照萌发活力指数为19.17,低浓
度NaHCO3胁迫处理2.5~5.0mmol/L时,萌发活力指
数下降为12.35、8.80,随着碱浓度增高,活力指数明显
下降,在15.0mmol/L时,萌发活力指数下降至2.52;
20.0mmol/L时,萌发活力指数为0。综上,碱胁迫会使
种子萌发的活力指数降低,不利于萌发出壮苗。
2.2 NaHCO3胁迫解除后圆叶牵牛种子的发芽率
将在碱溶液中处理6d的种子转移至蒸馏水解除
NaHCO3胁迫[6],观察其发芽状况。从表2可以看出,胁
迫解除后,圆叶牵牛种子的萌发能力可以恢复,种子发
芽率随着原处理NaHCO3 浓度的升高呈上升的趋势。
其中对照培养的种子恢复试验中发芽率为0%,说明在
试验中具有发芽能力的种子已经全部发芽,不发芽的可
表2 不同碱浓度胁迫下圆叶牵牛
发芽率与萌发恢复率
NaHCO3浓度
/mmol·L-1
原发芽率
/%
恢复发芽率
/%
萌发恢复率
/%
0 65.55 0 0
2.5 48.78 1.3 7.90
5.0 33.33 1.9 13.45
7.5 29.23 2.2 16.90
10.0 21.11 4.7 23.77
12.5 18.88 11.2 26.07
15.0 2.22 19.3 27.75
20.0 0 0 0
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能是种子自身不具备发芽能力;2.5、5、7.5、10、12.5、
15.0mmol/L,NaHCO3处理下不萌发种子在胁迫解除
后的发芽率逐渐增高;但过高浓度20mmol/L NaHCO3
处理下,恢复试验中没有发芽的种子,萌发恢复率为
0%,表明20mmol/L的碱溶液浓度已达到圆叶牵牛种
子的耐受极限,导致种子永久地丧失萌发能力。
3 结论
该试验结果表明,圆叶牵牛种子在蒸馏水中生长最
好,不同浓度NaHCO3胁迫对种子的萌发均具有抑制作
用。低浓度(2.5~15.0mmol/L)范围内,种子的发芽
率、发芽指数、发芽势均随胁迫溶液浓度的升高呈下降
趋势;高浓度(20mmol/L)范围内,种子发芽率为0%;解
除胁迫后,2.5、5.0、7.5mmol/L NaHCO3胁迫处理的种
子萌发恢复率分别为7.90%、13.45%和16.90%,说明
碱胁迫解除后圆叶牵牛种子的萌发可以部分恢复,恢复
率随着NaHCO3浓度的增加呈上升趋势;10~20mmol/L
NaHCO3胁迫处理则永久地丧失萌发能力,萌发恢复率
为0%。这与崔兴国等[7]对益母草种子及景艳霞等[8]对
苜蓿种子采用不同浓度NaHCO3 胁迫处理得出的结果
一致。分析原因认为较高浓度的NaHCO3 增加了溶液
中Na+,提高了溶液的渗透势,使胚细胞吸水困难,种子
进入强迫性休眠状态,阻止了萌发进程,表现为种子发
芽率低并且萌发延迟,这是植物适应盐碱等不利环境的
一种特性[9],当土壤离子随着浇水或下雨含量降低而且
水分适宜后再开始萌发以保证幼苗成活。NaHCO3 浓
度达到一定浓度(20mmol/L)之后,会破坏细胞质膜的
完整性,导致膜选择透性降低甚至丧失,引起胞内代谢
失调[10]从而造成种子永久性失去活力,不能萌发。在土
壤含碱浓度较低的地区可以推广种植圆叶牵牛,以改善
农业生产结构,提高经济效益。
参考文献
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Effect of Different Concentration of NaHCO3Stress on Seed Germination of
Pharbitis purpurea(L.)Voigt
CUI Xing-guo
(Department of Life Science,Hengshui University,Hengshui,Hebei 053000)
Abstract:Taking Pharbitis purpurea(L.)Voigt as materials,the efect of diferent concentration of NaHCO3(0,2.5,
5.0,7.5,10.0,12.5,15.0,20.0mmol/L)stress on seed germination and its recovery after release from stress were
studied.The results showed that disiled water was the best for Pharbitis purpurea(L.)Voigt seed germination.The
seed germination rates,germination indexes and germination power decreased when NaHCO3concentration was 2.5~
15.0mmol/L and the germination rate was 0%at 20mmol/L.After release from alkaline stress,2.5,5.0,7.5mmol/L
NaHCO3concentrations seed germination rate for the 7.9%,13.45%,16.9%,its also showed that seed germination could
part recovery after release from stress.Germination recovery rate rose with the increasing of pre-treatment alkaline
concentrations.But under 10~20mmol/L,the seed permanent loss germination capability,the germination recovery rate
was 0%.
Key words:Pharbitis purpurea(L.)Voigt;seed germination;sodium bicarbonate(NaHCO3);alkaline stress;germination
restrain
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