全 文 ：收稿日期:2007-05-30基金项目:唐山市科技局重点攻关项目(04124801C)作者简介:王淑芬(1972-),女 ,河北青县人 ,硕士 ,助研 ,主要从事农田节水和盐土资源开发利用研究。
不同浓度盐胁迫对转基因饲用甜菜种子
萌发及幼苗生长的影响
王淑芬1 ,王文成1 ,杜卫军1 ,贾永国2
(1.河北省农林科学院滨海农业研究所 ,河北 唐山　063200;2.河北省水利技术试验推广中心 ,河北石家庄　050061)
　　摘要:通过不同浓度 NaCl溶液处理转基因饲用甜菜种子及其幼苗试验 ,研究了盐胁迫下种子萌发 、幼苗生长及胁
迫解除后种子的效应 ,为盐土农业生产提供理论依据 。结果表明 ,转基因饲用甜菜种子萌发的适宜 NaCl浓度为 50～
150 mmol/ L, 其中100 mmol/ L NaCl胁迫下 , 种子发芽率最高 ,与对照相比高 6.78%。随着盐胁迫浓度的升高 ,种子萌发
延迟 , 萌发率也呈不同程度的降低。盐胁迫解除后 , 种子萌芽迅速 , 萌芽率提高 , 整齐度增加。转基因饲用甜菜幼苗
在不同NaCl浓度胁迫下表现出的反应不同 ,高盐胁迫对抑制幼根生长影响较大。
关键词:转基因饲用甜菜;盐胁迫;萌发率;恢复萌发率;幼苗生长
中图分类号:S54　　文献标识码:A　　文章编号:1000-7091(2007)增刊-0025-04
Effect of Salt Stress on Seed Germination and Seedling Growth of
Genetically Modified Fodder Sugar Beet
WANG Shu-fen1 ,WANG Wen-cheng1 ,DU Wei-jun1 , JIA Yong-guo2
(1.Binhai Agriculture Research Institute ,Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences ,
Tangshan　063200 ,China;2.Hebei Experimental and Extension Centre of Hydratechnics ,
Shijiazhuang　050061 ,China)
Abstract:The seeds of genetically modified fodder sugar beet were treated with different concentration under sodium
chloride conditions.The germination percentage , seedling growth and the response of the seeds after removing salt stress
were studied in order to provide theoretical basis for agricultural production.The results showed that 50-150 mmol/L
NaCl had no significant effects on the seed germination.While under 100 mmol/L NaCl conditions , the germination per-
centage is highest in all salt stress treatments ,which increased 6.78% than the contrast treatment.With the increasing of
salt concentration , the germination percentage had different decrease.But after removing the salt stress , the seeds could
germinated rapidly and the germination percentage were also improved.At the same time , the result also showed that the
scion and radicle had different response to the sodium chloride concentration , and the higher salt concentrations had more
influence on the radicle.
Key words:Genetically modified fodder sugar beet;Salt stress;Germination;Recovery;Growth of seedlings
　　据 FAO统计 ,全世界存在的盐渍土面积为 8亿
hm2 ,占地球陆地面积的6%,其中2.3亿hm2 灌溉耕
地中有4 500万 hm2 受盐渍化危害 ,占灌溉面积的
19.5%, 15亿旱地农田中有 3 200万 hm2 为次生盐
渍化土地 ,占旱地农田总面积的 2.1%,大面积的盐
渍化土壤严重限制了农业生产[ 1] 。我国盐渍土地约
有1亿多 hm2 ,近年来 ,由于不合理的灌溉和耕作 ,
又有大量耕地出现次生盐渍化现象[ 2] ,使我国许多
地区盐碱化程度日益严重 ,耕地地力逐年下降 ,因此
充分开发利用盐渍化土壤 ,种植经济价值较高的耐
盐植物是农业生产面临的重大课题[ 3] 。
转基因饲用甜菜(Beta vulgaris L.var.crassa)
是一种耐盐碱性较强的作物 ,主要分布在我国东北 、
西北和华北的干旱和半干旱地区 ,是温带气候区生
华北农学报·2007 , 22(增刊):25-28
产力最高的饲料作物[ 4] ,具有产量高 、品质好 、耐贮
藏等优点[ 5] ,是解决北方地区饲料紧缺的重要作物 。
由于盐渍环境下种子萌发与出苗是耐盐植物生长的
关键和敏感阶段[ 6] ,且不同耐盐植物种子萌发耐受
盐碱的能力差异很大 ,往往很难根据盐碱环境中植
株的生长情况来判断种子在萌发阶段的耐盐性[ 7] 。
因此本研究的主要目的是通过研究不同浓度盐胁迫
对转基因饲用甜菜种子萌发及幼苗生长特性的影
响 ,探讨转基因饲用甜菜种子和幼苗的耐盐能力 ,为
盐土资源的合理开发利用提供理论依据 。
1　材料和方法
1.1　试验材料
选用山东农业大学转基因饲用甜菜种子 ,品种
为SDB24。
1.2　试验方法
选择成熟饱满 ,大小均匀的种子 ,用 0.2%氯化
汞消毒 20 min ,在程控人工气候箱(上海精宏试验设
备有限公司生产)中萌发 ,光照 12 h/d ,光强≥56.6
μmol/(m2·s),昼夜温度 25℃/15℃,相对湿度 75%～
80%。用于种子萌发的培养皿直径为 9 cm ,内铺 3
层滤纸 ,用移液管取 10 mL 处理液制成发芽床 ,每皿
放种子 40粒 ,为保持盐浓度不变 ,发芽床用透明胶
布密封以防止水分蒸发。试验共设 9 个盐胁迫处
理 ,T0 ,T1 ,T2 ,T3 ,T4 ,T5 ,T6 ,T7 ,T8 ,T9分别代表 Na-
Cl浓度 0 ,50 ,100 ,150 ,200 ,250 ,300 ,400 ,600 mmol/L
处理 ,其中蒸馏水处理作为对照 ,每处理 4次重复。
1.3　观测项目
1.3.1　种子萌发率的观测　种子萌发以胚根伸出
种皮 0.2 cm 作为发芽标志[ 8] ,每天定时打开发芽床
检查并记录种子的萌发数 ,同时移走已经萌发的种
子。
1.3.2　恢复萌发率的观测　种子萌发 7 d 后 ,将未
萌发的健康种子全部转至蒸馏水中进行复水萌发 ,
每天观测并记录复水后种子的萌发恢复情况 。
1.3.3　萌发后幼苗生长的观测　待幼苗生长至第 5
和第 8天时 ,分别测定并记录不同盐胁迫下幼根和
幼芽的生长状况 。幼根 、幼苗长度均用刻度尺测量 ,
种子萌发率 、恢复萌发率的计算公式如下:
种子萌发率=(已发芽的种子数/全部种子数)
×100%
恢复萌发率=[(a-b)/(c-b)] ×100%
其中 a为全部时间的发芽种子数 , b为盐溶液
中的发芽种子数 , c为试验用的该处理的全部种子
数[ 9] 。
2　结果与分析
2.1　盐胁迫对转基因饲用甜菜种子初始萌发率的
影响
　　不同浓度的盐胁迫对转基因饲用甜菜种子的初
始萌发率有很大影响 ,从图 1可以看出 ,种子初始萌
发率随着 NaCl浓度的增加而降低 , 盐胁迫浓度越
大 ,初始萌发率就越低 ,推迟发芽越明显 ,对照 T1处
理从第 2 天开始发芽 ,初始萌发率达 25%, T2 ,T3 ,
T4 处理初始萌发率分别为 21.7%, 20.0%和
15.0%,盐胁迫浓度较高的 T5 ,T6 ,T7处理初始萌发
率仅为 6.7%, 2.5%, 0.8%,继续增加盐浓度 ,当盐
胁迫浓度大于 400 mmol/L 时 ,T8 ,T9处理初始萌发
率为 0 ,且直至第 7天 ,仍未见种子萌发。可见 ,转
基因饲用甜菜种子萌发具有一定的耐盐阈值 ,当盐
胁迫浓度较低时 ,种子能够正常萌发 ,当盐胁迫浓度
超过一定范围时 ,种子发芽延迟 ,甚至受到完全抑
制 ,不能萌发 。
图 1　不同浓度 NaCl处理对转基因饲用甜菜种子起始
萌发率的影响
Fig.1　Effects of different concentrations of NaCl on
primary germination of fodder sugar beet
2.2　盐胁迫对转基因饲用甜菜种子累积萌发率的
影响
转基因饲用甜菜种子对盐渍环境具有较强的适
应性 ,不同浓度NaCl处理对种子累积发芽率的影响
可以看出(图 2),NaCl浓度为100mmol/L 的T3处理
种子累积发芽率最高 ,与对照相比 ,高 6.78%;盐浓
度为 50 mmol/L和 150 mmol/L的 T2 ,T4处理种子累
积发芽率与对照无显著差异 ,当盐浓度增加到 200
mmol/L时 ,种子萌发率受到明显抑制 ,继续增大盐
浓度 ,萌发率逐渐降低 ,当盐浓度超过 400 mmol/L
时 ,累积萌发率为 0。由此可见 ,100 mmol/L的 NaCl
胁迫有利于促进饲用甜菜种子的萌发 ,随着盐浓度
的升高 ,种子萌发率受到不同程度的抑制 ,当盐溶液
浓度过高时 ,种子萌发将受到完全抑制 ,不能萌发。
这与Marshiner H[ 10]提出的耐盐作物在低盐浓度时
生长受到刺激 ,而在高盐浓度时生长受到抑制的观
点相一致 。
26　 华　北　农　学　报 22卷
图 2　不同浓度 NaCl处理对转基因饲用甜菜种子累积
发芽率的影响
Fig.2　Effects of different concentrations of NaCl
on accumulated germination
2.3　盐胁迫对转基因饲用甜菜种子恢复萌发率的
影响
处理 8 d后 ,选择高盐浓度抑制较为强烈的 T6 ,
T7 ,T8 ,T9处理中未萌发的转基因饲用甜菜种子转
移至蒸馏水中恢复萌发。从转基因饲用甜菜种子复
水萌发率与盐胁迫浓度的关系可以看出(图 3),T6 ,
T7处理 2 d 后种子恢复萌发率均达 100%, T8 处理
为91.7%,而盐浓度高达 600 mmol/L 的 T9处理恢
复萌发率则明显降低 ,为 53.9%。可见 ,盐胁迫解
除后 ,转基因饲用甜菜种子经较高浓度盐胁迫锻炼
后 ,萌发速度明显加快 ,萌发率和整齐度也显著提
高 ,表明转基因饲用甜菜种子具有很强的耐盐性 ,它
不仅能够适应在低盐胁迫下迅速萌发 ,而且能够适
应高盐浓度的抑制 ,暂时停止萌发 ,一旦遇到雨水 ,
盐浓度明显降低时 ,便又能迅速萌发长成幼苗。
图 3　转基因饲用甜菜种子恢复萌发率与盐
胁迫浓度的关系
Fig.3　The relationship between recovery germination
percentage and salt stress concentration
2.4　盐胁迫对转基因饲用甜菜种子萌发后幼苗生
长的影响
盐胁迫对转基因饲用甜菜幼苗生长有很大影
响。从图 4可以看出 ,对照处理和 NaCl溶液浓度较
低的 T2 ,T3处理 ,饲用甜菜的幼根生长明显快于幼
芽 ,表现出先长根后长芽的现象;随着盐胁迫浓度的
增加 ,特别是当 NaCl溶液浓度超过 150 mmol/L 的
T4 ,T5处理 ,幼根生长受到明显抑制 。从图中还可
以看出 ,在盐胁迫浓度为50mmol/L T2处理中 ,幼根
与幼芽生长速度均最快 , 与对照相比 , 分别快
24.8%和 65.24%,可见 , 当 NaCl 浓度在 50 ～ 100
mmol/L范围内 ,盐胁迫对幼芽生长具有明显的促进
作用 ,这充分表明在低浓度盐胁迫下 ,转基因饲用甜
菜种子萌发后的幼苗生长能够表现出增效效应 ,这
种情况可能与不同盐的种类和作物种类有关。
图 4　盐胁迫对饲用甜菜幼苗生长的影响
Fig.4　Effect of salt stress on seedling growth of fodder sugar beet
3　结论与讨论
种子能否发芽是盐渍环境下作物生产的一大难
题 ,盐胁迫主要影响种子吸水膨胀[ 11] ,改变了植物
细胞中水和离子的热力学平衡 ,导致高渗胁迫 、离子
不平衡和离子毒害 ,从而成为降低种子发芽率 、限制
植物生长和作物产量的重要环境因素 ,盐浓度越大 ,
这种渗透胁迫就越严重[ 12 , 13] 。
通过盐胁迫对转基因饲用甜菜种子的萌发试验
研究 ,可以看出转基因饲用甜菜种子在不同浓度的
NaCl胁迫下起始萌发率和累积萌发率均不相同 ,当
盐胁迫浓度为 50 ,100 ,150 mmol/L 时 ,饲用甜菜种子
均能正常萌发 ,且在 100 mmol/L 盐浓度胁迫下 ,发
芽率最高 ,与对照相比 ,高 6.78%,随着盐胁迫浓度
增刊 王淑芬等:不同浓度盐胁迫对转基因饲用甜菜种子萌发及幼苗生长的影响 27　
的增加 ,种子萌发率明显降低 ,当 NaCl浓度达 250
mmol/L 时 , 转基因饲用甜菜种子发芽率仅为
5.83%,而当 NaCl浓度超过 400 mmol/L时 ,种子萌
发受到完全抑制 ,萌芽率为 0。可见 ,低浓度盐胁迫
对种子萌发具有促进作用 ,而高浓度盐胁迫具有抑
制作用 ,推迟种子萌发 ,降低种子发芽率 ,转基因饲
用甜菜种子萌发的最适 NaCl 浓度为 50 ～ 100
mmol/L。
受到盐胁迫抑制的转基因饲用甜菜种子复水
后 ,种子起始发芽速率加快 ,且累积发芽率也明显增
加 ,与对照相比 ,经 250 ,300 mmol/L NaCl溶液处理
的种子发芽率可增加1.03倍 ,400mmol/L NaCl浓度
处理的种子可增加 86.44%。可见 ,转基因饲用甜
菜种子具有较强的耐盐能力 ,进行高盐胁迫复水后 ,
可明显提高种子发芽率 ,在轻度和中度盐碱地区大
面积种植具有重要意义。
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