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NaCl胁迫对密花香薷种子萌发的影响



全 文 :研究论文66 2013年第8期
摘要:以密花香薷种子为试验材料,观测在不同浓度 NaCl
胁迫下,对其萌发和生理指标的影响。结果表明:随 NaCl胁迫
程度的加剧,密花香薷种子的发芽率、发芽势及胚根生长受抑制
的程度逐渐加深;种子萌芽中的可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量
都不断增加。但在低浓度 0.2% NaCl的处理下,这 3个指标的
含量增加较小。当 NaCl浓度大于 0.2%时,则三者均增加剧烈。
其中可溶性糖、脯氨酸的含量,在 NaCl浓度 0.2%~0.6%的范围
内,随胁迫时间的延长持续增加,但在 NaCl浓度为 0.8%时,胁
迫 12d以后,两者含量几乎没有再增加。
关键词:密花香薷;NaCl;种子;发芽率;可溶性糖;脯氨酸;
  丙二醛
密 花 香 薷(Elsholtzia densa Benth.)是 唇 形 科
(Labiatae)香薷属(Elsholtzia)一年生草本植物,主要
分布于印度、尼泊尔、阿富汗、前苏联等国,我国产于河
北、陕西、山西、甘肃、西南等地,生于海拔 1800~4100m
的河滩、山坡、农田等环境中。密花香蕾是我国的一
种重要野生草本蜜源植物和芳香植物,也具药用价值,
全草入药,可解暑、利尿、发汗,治疗夏季感冒、中暑、
急性胃炎等症,藏医用其治梅毒性喉炎、疮疥等 [1]。目
前,对密花香薷的研究主要在成分分析方面 [2],而关
于盐胁迫下密花香薷种子萌发方面的研究尚未见报
道。青海省是我国北方土壤盐碱较重的省份之一,
盐碱土壤总面积达 113.32万 hm2。因此,对盐胁迫
下密花香薷种子萌发和生理生化变化等基础性研究
非常必要,为青海省密花香薷资源的保育提供理论
依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料  密花香薷种子于 2009年 10月采
自西宁市湟源县日月乡,采后常温保存。于 2010年
9月进行试验,选择均匀一致、无病虫的种子为试验
材料。
1.2 试验方法 萌发试验 先将试验材料用 0.1%
HgCl2消毒 5min,用蒸馏水冲洗净,而后用 800mg/L的
赤霉素浸泡 24h,用蒸馏水冲洗 3次,分别以 0.2%、
0.4%、0.6%、0.8% 浓度的 NaCl 处理,在室温下于
90mm培养皿中培养,以 2层滤纸作为发芽床,设 10个
重复,每个重复 30粒种子,以蒸馏水为对照。
测定项目和方法 (1)发芽率(%)= 种子发芽总
数 / 供试种子数(30粒)×100%,表示萌发周期结束
NaCl 胁迫对密花香薷种子萌发的影响
沈宁东 1 韦梅琴 1 陈瑞英 1 李 宁 1 李军乔 2
(1青海大学农牧学院,西宁 810016;2青海民族大学,西宁 810007)
基金项目: 青海省科技厅资助项目(2009-Z-705)
通信作者: 李军乔
农艺性状和品质性状间产生不同的影响。从不同性状
间相关性分析表明,生育期、穗长、穗粒数和子粒蛋白
质含量都明显影响小区产量,子粒蛋白质含量与生育
期、株高、穗长和穗粒数均具有显著或极显著负相关,倒
伏率严重影响了子粒千粒重的高低。且各农艺性状之
间均具有显著的相关性,这与前人研究的结果基本一
致 [2,6]。
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(收稿日期:2013-05-06)
研究论文 672013年第8期
后,萌发种子的数量占总供试种子的比例,反映种子
的萌发数量。(2)发芽势(%)= 发芽达到高峰时发芽
种子数 / 供试种子数(30粒)×100%。本试验以发芽
10d 测得的发芽数来计算。(3)胚根长度的测定,每重
复随机取 10株萌发的种子,用直尺测定胚根的长度。
(4)可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法;脯氨酸含量
的测定采用磺基水杨酸比色法测定;丙二醛(MDA)含
量的测定采用硫代巴比妥酸法 [3]。
试验结果采用单因素方差和多重比较进行差异显
著性分析。
2 结果与分析
2.1 NaCl胁迫对密花香薷种子发芽率、发芽势和胚
根长度的影响 由表 1可见,随着 NaCl浓度的增加,
密花香薷种子的发芽率和发芽势都呈下降趋势。其中
NaCl浓度在 0.2%时,发芽率与对照没有极显著差异,
但当 NaCl浓度大于 0.2%时,发芽率和发芽势则均极
显著地低于对照 (P<0.01),NaCl浓度在 0.8 %时发芽
率下降到了 10.67%。
表 1  NaCl胁迫对种子发芽率、发芽势以及胚根长度的影响
NaCl (%) 发芽率 (%) 发芽势 (%) 胚根长度 (cm)
0 85.00aA 82.33aA 6.53aA
0.2 81.67bA 73.67bB 5.67bB
0.4 73.33cB 58.76cC 1.29cC
0.6 38.67dC 22.67dD 0.85dCD
0.8 10.67eD 6.33eE 0.50dD
表中小写字母表示为 P< 0.05显著水平, 大写字母表示为 P< 0.01 极显
著水平
从 NaCl胁迫对密花香薷胚根生长的影响来看,
NaCl胁迫对种子胚根的生长均产生抑制作用,胚根的
长度均极显著地低于对照;通过方差分析可见,各个处
理间的差异性不同,其中 0.4%和 0.6%的处理间,胚根
长度存在显著差异而未达到极显著水平;然而 0.6%和
0.8%的处理间,胚根长度无显著差异(表 1)。观察种
子萌发的形态可见,在低浓度 0.2%的 NaCl胁迫下,种
子萌芽无明显的毒害表现,当 NaCl浓度大于 0.2%时,
则随着胁迫浓度的提高,则胚根明显变得短粗,且根尖
逐渐变黑,产生明显的毒害现象(图 1)。

图 1  不同浓度 NaCl胁迫下密花香薷种子萌发的形态
2.2 NaCl胁迫对密花香薷种子萌发过程中生理指标
的影响 不同浓度 NaCl胁迫下,密花香薷种子萌芽中
的可溶性糖含量,基本随着 NaCl浓度的升高而呈现不
断上升的趋势。但在低浓度 0.2%的 NaCl处理下,种
子中可溶性糖含量上升幅度小且平缓;在 0.4%的 NaCl
处理下,其可溶性糖含量,在胁迫的前 6d,上升较缓慢,
以后几乎呈现直线上升的趋势;在高浓度 0.6%和 0.8%
的 NaCl处理下,在胁迫的 12d内,两者可溶性糖含量
的始终剧烈升高,但胁迫 12d以后,0.6%NaCl处理下,
可溶性糖含量仍然不断增加,而 0.8%NaCl处理下,种
子中可溶性糖的含量变化趋于平缓(图 2)。
图 2 不同浓度 NaCl胁迫下密花香薷种子萌芽中
可溶性糖含量的变化
研究论文68 2013年第8期
密花香薷种子萌芽中丙二醛的含量,由图 3可见,
随着 NaCl胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,呈现逐
渐上升的变化。与对照 1.181μmol/g相比,在 0.2%NaCl
处理下,丙二醛的含量上升幅度不大,到胁迫 15d时,
丙二醛的含量上升到为 3.755μmol/g;当 NaCl处理浓
度大于 0.2%时,丙二醛含量均上升迅速,最终丙二醛
的含量分别比对照高 29.843μmol/g、38.782μmol/g和
44.201μmol/g,上升极其显著。
图 3 不同浓度 NaCl胁迫下密花香薷种子萌芽中
丙二醛含量的变化
由图 4可知,密花香薷种子在正常条件下,种子萌
芽中的脯氨酸含量仅为 5.553μg/g。在 NaCl胁迫下,
脯氨酸含量呈现上升趋势。但在低浓度 0.2%的 NaCl
胁迫下,随着胁迫时间的延长,脯氨酸的含量上升缓
慢,到胁迫第 15天时其含量比对照增加了 61.4%。在
0.4%~0.8%NaCl胁迫下,随着胁迫时间的延长,脯氨
酸的含量均提高显著,到胁迫第 15天时其含量比对
照增加 278.8%~377.7%,但 0.8%NaCl胁迫下,前 12d
脯氨酸含量迅速上升,12d以后脯氨酸含量几乎没有
变化。
图 4 不同浓度 NaCl胁迫下密花香薷种子萌芽中
游离脯氨酸含量的变化
3 结论与讨论
试验数据表明:随 NaCl胁迫程度的加剧,密花香
薷种子的发芽率、发芽势及胚根的生长,受抑制的程度
逐渐加深,从密花香薷种子萌发的形态可见,随胁迫程
度的加剧,胚根的长度逐渐减小,且根尖发黑,这是产
生盐分毒害的表现。
可溶性糖和脯氨酸是植物为适应盐胁迫所大量
合成的渗透调节物质。在盐胁迫下产生的可溶性糖既
是渗透调节剂,也是合成其他有机溶质的碳架和能量
来源,还可在细胞内无机离子浓度高时起保护酶类的
作用 [4]。在盐分胁迫下,植物体内大量积累的脯氨酸,
同样是一种调节渗透压的相容性溶质,能够降低细胞
的水势,避免细胞脱水,而且可以在高渗溶液中获得水
分,以维持正常的新陈代谢 [5]。有资料表明在盐胁迫下
阿月浑子实生苗、互花米草、翅碱蓬、新麦草及南瓜 [6]
等植物,随着盐胁迫浓度的增加可溶性糖含量和脯氨
酸含量均呈上升趋势。而在本试验中,在 0.8%的高浓
度 NaCl胁迫 12d以后,可溶性糖和脯氨酸的含量几乎
没有再增加,究其原因,可能是盐胁迫会对植物细胞膜
造成损伤和破坏,使其通透性加大,膜系统的完整性丧
失,使胞内的可溶性糖和脯氨酸外渗,因此测得的可溶
性糖和脯氨酸的含量低。
在盐胁迫下,细胞内的丙二醛的含量可以反映
植物遭受逆境伤害的程度。丙二醛是膜脂过氧化的
最终分解产物,其从膜上产生的位置释放出后,可以
与蛋白质、核酸反应,从而丧失功能,还可使纤维素分
子间的桥键松驰,或抑制蛋白质的合成,因此,丙二
醛的积累对膜和细胞造成一定的伤害 [7-8]。因此本试
验中随着 NaCl胁迫浓度的提高,细胞膜损伤程度加
剧,丙二醛含量随胁迫浓度的提高和时间的延长不断
上升。
参考文献
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