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NaCl和PEG胁迫对金露梅种子萌发及幼苗的影响



全 文 :西北林学院学报 2014,29(4):123~126
Journal of Northwest Forestry University
  doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2014.04.22
NaCl和PEG胁迫对金露梅种子萌发及幼苗的影响
 收稿日期:2013-10-23 修回日期:2014-01-09
 基金项目:国家林木(含竹藤花卉)种质资源平台(2012年度);北京市教委面上项目(KM201310020013)。
 作者简介:何佳亮,男,硕士研究生,研究方向:生态恢复。E-mail:1254807154@qq.com
*通信作者:郑健,男,副教授,硕士生导师,研究方向:园林植物遗传资源与育种研究。E-mail:zhengjian@bac.edu.cn
何佳亮,董开茂,郑 健*,冷平生
(北京农学院 园林学院,北京102206)
摘 要:为探讨NaCl、PEG处理对金露梅种子萌发和幼苗的影响,分别以0、40、80、120、160、200
mmol·L-1浓度的NaCl溶液和0、100、125、150、175、200、225、250、300g·L-1浓度的PEG溶液
处理金露梅种子。结果表明,高于120mmol·L-1 NaCl溶液处理,对金露梅种子的萌发有明显抑
制作用;40mmol·L-1的NaCl溶液抑制了金露梅幼苗生长。100~175g·L-1的PEG溶液处理
金露梅种子,能促进种子萌发和幼苗胚根生长,而高于175g·L-1的PEG溶液处理,则对金露梅
种子的萌发和幼苗生长具有明显的抑制作用。
关键词:NaCl;PEG;金露梅;种子萌发;幼苗
中图分类号:S722.36   文献标志码:A   文章编号:1001-7461(2014)04-0123-04
Effects of NaCl and PEG Stress on Seed Germination and Seedling Growth
of Potentilla fruticosa
HE Jia-liang,DONG Kai-mao,ZHENG Jian*,LENG Ping-sheng
(College of Landscape Architecture,Beijing University of Agriculture,Beijing102206,China)
Abstract:Effects of salt and drought stress on the germination of Potentilla fruticosaseeds and the growth
of the seedlings were examined.The NaCl concentrations were designed as 0,40,80,120,160and 200
mmol·L-1,the PEG concentrations were 0,100,125,150,175,200,220,250and 300g·L-1,respec-
tively,and distiled water was used as the control.The results showed the seed germination was signifi-
cantly inhibited by NaCl solution with the concentration of 120mmol·L-1 or higher,and the seedling
growth was inhibited at 40mmol·L-1 or higher.PEG solution with low concentrations(100-175g·
L-1)could promote seed germination and the growth of seedlings radicle,however,they were significantly
inhibited at high concentrations(above 175g·L-1).
Key words:NaCl;PEG;Potentilla fruticosa;seed germination;seedling
  金露梅(Potentilla fruticosa)属于蔷薇科(Ro-
saceae)委陵菜属(Potentilla)落叶小灌木,在北京昌
平地区花期为每年5月到8月,观赏性良好。原产
于河北围场、兴隆县雾灵山、张家口各山区,平山及
北京山区;生于海拔1 800m以上山顶草甸;东北、
华北、西北和西南亦有分布[1]。金露梅可作为绿篱
栽植于草坪、花境边缘;可配植于高山园或岩石园,
是极具开发价值的野生花卉资源。通过不同浓度
NaCl和PEG溶液,模拟盐碱、干旱环境,进而测定
其对金露梅种子发芽和幼苗的影响,为金露梅的园
林绿化领域的应用奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料
供试金露梅种子采自河北崇礼,于2012年9月
采种。采种后存放于4℃的冷藏箱中。NaCl和
PEG6000均为分析纯。
1.2 NaCl和PEG处理方法
金露梅种子35粒,4次重复。将供试种子用
1%的多菌灵灭菌后取出,用蒸馏水冲洗3~5次,晾
干。置于直径90mm底部铺有2层滤纸的培养皿
中,加入不同浓度 NaCl和 PEG6000溶液3mL。
NaCl溶液的浓度依次为0、40、80、120、160、200
mmol·L-1;PEG溶液的浓度依次为0、100、125、
150、175、200、225、250、300g·L-1,其渗透势依次
为0、-0.20、-0.26、-0.30、-0.50、-0.60、
-0.70、-0.90MPa和-1.1MPa。将培养皿放入
光照培养箱中,环境条件为光照14h,25℃恒温;黑
暗10h,18℃恒温,光照强度33%。每天记录萌发
种子数,第8天为末次计数,种子萌发以胚根的出现
为标志。8d后记录胚根与整个幼苗长度。每2d更
换1次培养皿中的处理液,以保持溶液渗透势不变。
萌发率=
萌发的种子数
供试种子数 ×100% (1)
1.3 数据分析
用SPSS统计分析软件进行单因素显著性检
验,用Excel做图。
2 结果与分析
2.1 不同NaCl浓度对种子发芽率的影响
一定浓度NaCl对金露梅种子萌发具有抑制作
用,萌发抑制程度,随NaCl溶液浓度的升高而增加
(图1)。在以40mmol·L-1的NaCl溶液浓度梯度
递增的处理下,各处理的发芽率分别比对照(82%)
减小3%、8%、11%、56%、80%。160mmol·L-1的
NaCl溶液处理的种子发芽率与对照差异显著(p<
0.05),而200mmol·L-1的NaCl溶液处理时种子
几乎不萌发(图1)。
图1 NaCl处理对金露梅种子发芽率的影响
Fig.1 Effect of NaCl treatment on seed germination
percentage of P.fruticosa
2.2 不同 NaCl浓度对金露梅种子发芽动态的影响
NaCl不仅影响种子的发芽率,还对发芽进程
(速度)有影响(图2),金露梅种子在蒸馏水处理后
初始萌发速度为2d。金露梅种子在40、80、120、
160、200mmol·L-1的 NaCl溶液处理后初始萌发
速度分别为3、3、4、5、6d。
以上结果表明高于40mmol·L-1的 NaCl溶
液抑制金露梅种子的萌发速度。随 NaCl浓度增
加,初始发芽时间延迟,萌发持续时间延长。
图2 NaCl处理对金露梅种子萌发动态的影响
Fig.2 Effect of NaCl treatment on seed germination
dynamic of P.fruticosa
2.3 NaCl处理对幼苗的影响
不同浓度 NaCl胁迫下,金露梅种子萌发后的
生长情况不同,表现为随NaCl浓度增加,胚根和幼
苗长度逐渐变短(图3)。几种 NaCl处理下胚根长
分别比对照(12.43mm)降低了3.73、4.10、9.48、
12.00、12.43mm,幼苗长分别比对照(21.25mm)
降低了5.03、5.33、15.58、20.33、21.25mm。40
mmol·L-1的 NaCl溶液处理时,胚根和幼苗长度
与对照差异显著,在160mmol·L-1的 NaCl溶液
处理时,种子只能萌发不能生长。
图3 NaCl处理对金露梅幼苗生长的影响
Fig.3 Effect of NaCl treatment on seeding
growth of P.fruticosa
以上结果表明40mmol·L-1的 NaCl溶液抑
制金露梅幼苗生长。随 NaCl溶液浓度的升高,幼
421 西北林学院学报 29卷 
根长度降低,说明 NaCl浓度的增加使细胞的渗透
势降低,抑制根对水分的吸收和根的生长,进而抑制
幼苗生长。
2.4 PEG处理对种子相对发芽率的影响
由图2可看出,一定浓度PEG对金露梅萌发有
抑制作用。在以25g·L-1的PEG溶液浓度梯度
递增的处理下,各处理的相对发芽率分别比对照
(100%)减小-2%、-2%、-1%、-1%、26%、
50%、94%和100%。175g·L-1及以下的PEG溶
液处理的种子相对萌发率与对照差异不显著(图
4)。200、225、250、300g·L-1的PEG溶液处理的
种子相对萌发率均与对照差异显著,250g·L-1的
PEG溶液处理时种子相对萌发率极低,仅为6%,而
300g·L-1的PEG溶液处理的种子不能萌发。
图4 PEG处理对金露梅种子相对萌发率的影响
Fig.4 Effect of PEG treatment on seed relative germination
percentage of P.fruticosa
2.5 PEG处理对种子发芽动态的影响
PEG溶液不仅影响种子的萌发率,还对发芽进
程(速度)有影响,从图5可以看出,金露梅种子在蒸
馏水处理下初始萌发速度为2d。100、125、150、
175、200、225、250g·L-1的PEG溶液处理下初始
萌发速度分别为2、2、3、3、4、4、6d,300g·L-1的
PEG溶液处理时没有种子萌发。
以上结果表明高于175g·L-1的PEG溶液抑
制了金露梅种子的萌发速度。随盐浓度增加,初始
发芽时间推后,萌发持续时间延长。
2.6 PEG处理对幼苗的影响
不同浓度PEG胁迫下,金露梅种子萌发后的生
长情况差异明显。PEG浓度在175g·L-1以下时,
金露梅的胚根长随 PEG 浓度的增大而增大;当
PEG浓度高于175g·L-1时,金露梅的胚根长急剧
变短(图6)。PEG浓度在175g·L-1以下时,金露
梅的幼苗长随PEG浓度的增大而增大;当PEG浓
度高于125g·L-1时,金露梅的幼苗长变短。当
PEG浓度达到250g·L-1时金露梅种子只能萌发
不能生长。
图5 PEG处理对金露梅种子萌发动态的影响
Fig.5 Effect of PEG treatment on seed germination
dynamic of P.fruticosa
图6 PEG处理对金露梅的幼苗生长的影响
Fig.6 Effect of PEG treatment on seeding growth
of P.fruticosa
以上结果表明适宜质量浓度(100~175g·
L-1)的PEG处理金露梅幼苗,能促进幼苗胚根生
长,而浓度过高抑制露梅幼苗生长。
3 结论与讨论
发芽率表示的是种子在适宜条件下的发芽能
力,胚根和幼苗长度直观反映了幼苗的生长状况。
NaCl胁迫对金露梅种子的萌发具有明显的抑制作
用,表现为降低种子的发芽率,推迟种子的初始萌发
时间、延长种子的萌发时间。这一结果与已报道的
许多试验一致[2-6]。0~160mmol·L-1 NaCl溶液
范围内,金露梅的发芽率达到75%以上,NaCl溶液
浓度高于160mmol·L-1,金露梅发芽率急剧下降。
这些结果表明低于160mmol·L-1 NaCl溶液处
理,对金露梅种子萌发的抑制作用影响不大,而高于
160mmol·L-1 NaCl溶液处理,对金露梅种子萌发
的有明显抑制作用。根据金露梅种子萌发与 NaCl
溶液浓度的相关性可做回归方程y=-0.401x+
521第4期 何佳亮 等:NaCl和PEG胁迫对金露梅种子萌发及幼苗的影响
98.81(R2=0.810),假设当种子的发芽率分别为
50%和25%时,所对应的盐浓度为种子萌发的临界
值和极限值,本试验结果表明NaCl溶液中金露梅
种子萌发的临界值和极限值分别为121.7和184.1
mmol·L-1,明显低于盐生植物盐爪爪、盐穗木耐盐
临界值(分别为391.8、540mmol·L-1)与耐盐极限
值(分别为537、749mmol·L-1)[4],说明与盐生植
物相比金露梅的耐盐能力相对较低。
不同植物的耐盐性有差异,在同一植物的不同
生育期,对盐分的敏感性也不同,幼苗时期很敏
感[7]。对于金露梅来说,40mmol·L-1的 NaCl溶
液抑制了金露梅幼苗生长。160 mmol·L-1的
NaCl溶液处理时,种子能够萌发但幼苗不能生长。
适宜质量浓度(100~175g·L-1)的PEG处理
金露梅种子,能促进种子萌发。类似现象如:轻度的
干旱胁迫能促进云南松、红砂、驼绒藜和碱蓬种子萌
发[8-9]。高于175g·L-1的PEG胁迫,对金露梅种
子的萌发具有明显的抑制作用,表现在降低种子的
发芽率,推迟种子的初始萌发时间、延长种子的萌
发,这一结果与已报道的许多试验一致[10-12]。
根据金露梅种子萌发与PEG溶液的相关性可
做回归方程y=-0.003x+1.359(R2=0.661)相对
发芽率75%、50%和10%所对应的PEG溶液水势
是种子耐旱适宜水势、耐旱半致死水势和耐旱致死
水势[13]。试验结果表明,PEG溶液中金露梅种子萌
发的耐旱适宜水势、耐旱半致死水势和耐旱致死水
势分别为203g·L-1的PEG溶液(-0.5MPa)、
225g·L-1的PEG溶液(-0.7MPa)和250g·
L-1的PEG溶液(-0.9MPa)。与其他木本植物相
比:25%PEG(相当于-0.80MPa的水势)紫穗槐
种子无萌发[14];30% PEG(相当于-1.20MPa的
水势)处理的沙地樟子松种子无萌发[15];苜蓿的耐
旱适宜水势≤-0.35MPa,半致死水势(耐旱临界
水势)为-0.71MPa,致死水势(耐旱极限水势)为
-1.27MPa[13]。种子萌发时期金露梅的耐旱能力
与上述几种耐旱植物基本一致。
适宜质量浓度(100~175g·L-1)的PEG处理
金露梅幼苗,能促进幼苗胚根生长,这可能是由于在
水分胁迫,即不良环境的影响下,植物的营养物质优
先供给地下器官(胚根),促进胚根的生长,使幼苗成
活。PEG浓度高于175g·L-1对金露梅幼苗生长
产生抑制。
40mmol·L-1的NaCl溶液抑制了金露梅幼苗
生长。高于120mmol·L-1 NaCl溶液处理,对金
露梅种子的萌发有明显抑制作用;100~175g·L-1
的PEG溶液处理金露梅种子,能促进种子萌发和幼
苗胚根生长,而高于175g·L-1的PEG溶液处理,
则对金露梅种子的萌发和幼苗生长具有明显的抑制
作用。试验结果总体表明金露梅的种子萌发时期和
幼苗期对盐胁迫较敏感,而抗旱能力强。
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