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NaCl胁迫对牛角瓜种子萌发及幼苗生理特性的影响



全 文 :第 3 1 卷 第 3 期广 西 农 学 报20 16 年 6 月
Vo l . 3 1, No .3 JournalofGuangxiAgricul ture June , 20 16
NaCl胁迫对牛角瓜种子萌发及幼苗
生理特性的影响
付 晶 晶 1 孙健 2S
( 1 .广 西卫 生 职 业技术 学 院检验 系 , 广 西 南 宁 53002 1 ;2 .广 西 医科大 学基 础 医 学 院 , 广 西 南 宁 53002 1 )
摘要 : 【 目 的 】考察牛角瓜在 不同 NaC l 浓度下种子 萌发率 、幼 苗的各种生理指标 变化情况 , 以确定牛 角瓜耐盐幅
度 , 为 更有效地 利 用 盐渍 土及沿海滩 涂地等提供科学依据 。 【 方 法 】 分别 用 100mm〇l/L、 200mm〇l/L 、 300mm〇l/L 、
400mmol/L 和 500mmo l;L 的 NaCl 溶液处理 ,蒸馏水为 对照进行萌发试验 。 每孤 20 粒种子 , 3 个重复 ; 计算萌发率 。 【结
果 】低浓度 NaCl 对牛 角 瓜种子 萌发有一定促进作用 ,但当 NaC l 浓度较高 时 ,其萌 发则 会受到抑制 ; 随盐胁迫强度的
增大 , 牛角瓜幼苗逐渐表现适应性的 生理反应 , 牛角瓜幼苗含水量 、 根系活力及叶绿素含量均表现出 降低趋势 , 而 膽氨
酸及丙二醛含量则表现 出增加趋势 。 【 结论 】牛 角瓜具有一定的耐盐胁迫能力 ,是一种可被利 用 的 耐盐植物 。
关键词 : 牛角瓜 ; NaCl 胁迫 ; 种子萌 发 ; 生理特性
中图分类号 : Q945.78文献标识码 : A文章编号 : 1 003-43 74 (20 16 )03-00 19-05
EfectsofNaClstressonseedgerm inat ionandseedlingphysiologicalcharacterist ics
ofCa lotropisgigantea
FuJin g—j ing , e ta l
(GuangxiM edica lCo l lege ,Nanning53002 1 ,Ch ina)
Abstract :[ Objec tive]Theseedgermina tion andphys io log ical characteris ticsofCalotrop isgigante a
seedlingsunderNaC lstre ssweres tud ied ,prov idingasc ien tificbas i sform oreeffec tiveu tiliza tion
ofsalinesoi landcoas ta lwetlandetc . 【me thod 】Th egerm ina tionexpe rimentwascondu ctedbyNaC l
solutioninlOOmmo l/L ,200mmo l/L, 300mmo l/L , 400mmol /Land500mmol/L ,d i si t i lledwa teras the
controgroup .20seedswereseteachbas in,3replica tes ;c alculatethege rm inat ionra te . 【Re sult 】The
re sul tsshowed thatalowconc entrat ionofNaC lwasben eficialtoseedgermina tion .However, the
seedgermina tiono fC .giganteawasinh ib i tedwhenthec oncentrationofNaC lwash igh erth an
300mm .W ithanincreas ingofNaC lconcentration,waterconten t ,rootv i tal i tyandchlorophyl l
contentd ecreased ,whi letheprol ineandMDAcon tentinc reased.C.giganteahadacertain
re s i s tance capaci tytoNaC ls tressandcanb eusedasasalt -to lerantplant sbycompreh ens ive
an alysi s . 【 Conclu s iongigante aisakindofsalt - to lerantplantswhichhascertainabi li ty
ofresi stancetosalts tress .
Keywords :Calot rop isgigante ctn ;NaC lstress ;seedgermina t ion ;phy s iolog ica lcharac teri s t ics
牛角瓜 为萝摩科小灌木 。疾病的治疗 。 其根 、莲 、叶 、果及各部位的 白色汁液
分布于广西 、广东 、四川 、 云南的低海拔向 阳 山坡 、旷均可药用 ,含多种强心苷和生物碱成分 [2] 。 牛角瓜的
野和海边 ,具有耐干旱 、耐盐碱等特点 。 牛角瓜具有茎皮纤维坚韧 , 可用于纺织面料或作为纤维增强复
广泛的药用价值 ,有抗菌 、消炎 、驱虫 、化痰 、解毒等合材料的替代原料 牛角瓜还是一种潜在的能源
作用 ,可用于哮喘 、咳嗽 、麻风病 、溃疡 、痔疮 、肿瘤等植物 ,可以作为原料生产多种固体或液体燃料[5 ]。 本
收稿 日期 : 20 1 6-02-0 1修回 日期 : 20 1 6-02- 1 0
基金项目 : 广西林业科技项 目 。
第一作者简介 :付晶晶 ,女 , 1 982年生 , 硕士 ,讲师 ,专任教师 , 主要从事植物提取分离及生理生化研究工作 。
* 通讯作者 ,孙健 ,男 , 1980 年生 ,博士 ,专任教师 , 主要从事植物生理生化研究工作 。
20

广 西 农 学 报

20 1 6 年
研究以牛角瓜为材料 ,考察其在不同 NaCl 浓度下种实验数据采用 SPSS 1 1 .5 软件进行统计分析和
子萌发率 、幼苗的各种生理指标变化情况 ,以确定其显著性测验 。
耐盐幅度 , 为更有效地利用盐溃土及沿海滩涂地等1t /^ +r:
提供科学依据 。2 结果与分丰斤
, , M 2 1NaC l 胁迫对种子萌发的影响
1 由 图 1 可知 , 牛角瓜种子在第 4d 开始萌发 ,其
U 供试材料 萌发率情况根据盐胁迫强度的不同表现 出不 同状
实验用牛角瓜种子采于海南省儋州市 昌江黎族态 。 在土壤盐浓度为 1 00mm 及 200mm情况下种子
自治县海尾镇 。萌发率高于对照 ,分别 比对照高 6 .25%和 4 . 1 6% 。 说
1 . 2 试验方法
1 . 2 . 1 种 子 萌 发试验 挑选好粒饱满 、 大小均匀的
牛角瓜种子 , 经 7〇%乙醇及 o . i%升汞消毒处理 ,清i- 二- i 〇K〇?
一— — 200 mn
水洗净后置于垫有三层滤纸的玻璃培养皿中 。 分别
用 1 00mmo l/L 、 200mmo l /L 、 300mmo l/L 、 400mmo l/L和|6 0 .—^° 5〇°_j//^- ? 〇
500mm 〇l/L 的 NaC l 溶液处理 ,蒸馏水为对照进行萌f 私.,/发试验 。 每皿 20 粒种子 , 3 个重复 。 培养皿放入光照| ■0/培养箱 内 进行培养 , 每天光照 i 2h , 温度 为 白 天 | y/y
3 (?: ,晚上 20 =10 。 每天观察萌发情况 ,并按下式计算 yj/
萌发率 。〇萌发率=萌出种子/供试种子x 100% ° I ̄ ̄ ̄ ̄  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄,
0 1 2 3 4 S 6 7 8 9101 1
1 .2 .2N aCl 胁迫 的 生 长 生理 效应试验 T imeW
( 1 )幼苗的培养 :取 甲醛消毒后 的过筛营养土装
! 相必 丨 廿 、 山图 1NaC ] 胁迫对牛角 瓜种子萌发的影响人塑料花盆 (高 1 6. 5cm ,底径 14cm ,口 径 2 1cm )中 ,
每盆 1 . 5kg 。每盆播种 25 粒表面消毒的牛角 瓜种子 ,明低浓度盐分对种子萌发有促进作用 。但当 N aCl 浓
置于 日 光温室中进行培养 。 培养温度为 20-2 8^: ,湿度高于 300mm 时 , 牛角瓜种子的萌发受到了抑制 ,
度 60%? 85% ,光照时间为 16h 。 每隔 3d 用 自 来水浇尤其是 NaC l 浓度 为 400mm 和 500mm 时抑 制作用
灌一次 。更为明显 , 其萌发率分别 比对照 降低 了20 . 88%和
( 2 )N aCl 胁迫处理 :播种 42d 后 ,待每株植物长25 .00% 。 另外 ,牛角 瓜种子的初始萌发时间在 NaCl
出 10 片左右叶子时 ,开始进行盐胁迫处理 。选 1 5 盆浓度 为 500mm 时为 5 d ,较其他处理也有所延缓 。
长势均匀的植株随机分成三组 ,每组五盆 ,每个浓度2 . 2NaC l 胁迫对游离脯氨酸含量的影响
三组重复 。分别配制浓度为 1 00mm 、200mm 、 300mm 、
400mm 的 NaC l 溶液各 400mL , 溶液分 3d 加入 ,前—一^- 工 A
180
^— 丨 .56 g/kg
两天每次加 1 50mL ,第 3d 加 l OOmL , 使土壤中 仏(: 11 60 . 1
的含量分别 为1 .56g/kg 、 3 . 1 2g/kg 、 4. 68g/ kg和6 .24g/ 1 4 0 -…2
kg。 对照组加等量的 自来水处理 。 在盐胁迫处理后 s5
3 cl 、6d 、 9d 、 1 2d J 5d 后分别进行各项指标测定 。s
( 3 )指标测定方法 :取牛 角瓜各处理样品叶片 ,:1互一’
1 051干燥恒重 ,计算叶片含水量 ;游离脯氨酸含量4。 _
测定采用酸性茚三酮法%丙二醛 (M DA )含量测定1
采用硫代巴 比妥酸法 | 7| ; 叶片叶绿素含量测定采用° 1
分光光度法 [8 | ;根系活力采用 TTC 法%36 9 121 5
1 . 3 统计分析Time (d )
图 2NaC l 胁迫对牛角 瓜幼苗脯氨酸含量 的影响
第 3 期付晶晶 孙健 : NaC l 胁迫对牛角瓜种子萌发及幼苗生理特性的影响2 1
从图 2 可以看出 , 在没有 NaC l胁迫的情况下 ,
5 0 0
牛角瓜幼苗 中的脯氨酸含量一直处于较低的水平 。二7^但在 Naci 胁迫下 ,牛角瓜幼苗的脯氨酸含量随着盐4 5 ° _r_rr ̄- /
浓度增加和盐胁迫时间增长而积累 。当土壤 NaC l含 4 °° _ /
量 矣 3 . 1 2g/kg 时 ,牛角瓜内脯氨酸含量有小幅增加 ,3 5 ° _5^,
但与对照相比变化不明显 (P<〇.〇5 ) 。 当土壤 NaCl 含3 。 。 - 汐户量为 4 .68 和 3 . 24g/kg时 , 脯氨酸含量在第 3d 时较25 。 _ 1
对照就有显著增加 (P<〇 .〇5 ) ,且随胁迫 时间的延长2。 。*■ ̄ ^*
脯氨酸含量一直保持增加趋势 。 当胁迫 时间达 到
15 0 ■ II I I
1 5d 时 , 其脯 氨 酸 的 含 量 分 别 为 1 32 .98 |xg/g 和3 6 9 1 2 1 5
胤如喊 ,是对照的 3

83 倍和 4

87 倍 。图 4■ 胁迫对牛: <幼苗根 系活力的影响
2 _ 3略有下降 , 后开始缓慢增加 , 到第 1 5d 时分别可达从^ 可^出枚牛角,,含 州應浓度盐胁迫下均有下降 , 且二者存在一定的负相关&,^H ^
^n n … 、+你秘一?丄 〇_水 ^旦秘虹 的 1 .26 倍和 1 .2 1 倍 。 而 当 土壤 中 NaCl 含量 为性 , 即 NaCl 浓度越咼 ,叶片含水量越低 。 另外 , 牛角, ? , , +廿
瓜幼苗叶片含水量的降幅随胁迫处理的时间增加有
人上,上J ^全
增强的 趋势 : 但是 当土壤關 含量低于 4 .6軌 ^^2 1 6 _ 1 2^
时 ,各处理间的差异不大( P<〇 .〇5 ) 。 而当 NaC l 含量k:
为 3 . 1 2g/kg 时 , 与其它处理相比则表现出显著的差?
异 ( P<0 .05 ) , 在处理后 9d 时差异 即很明显 ,且 随时 n
,^^ 4 ,幼苗 中的 M DA 含量基本维持不变 ,处于较低水平 。间增加该差异越来越显者 。当胁迫处理达到 1 5d 时 ,&八
ln / , ,随着土壤含盐量的增加及胁迫时间的延长 , 牛角瓜其叶片含水量为 86 _88% , 比对照降低了1 _6 1% 。 A旦 n Mn 八旦4幼苗中 MDA 含量呈逐渐升咼趋势 。 当 NaC l 含量为
8 9 . 〇 -, 1 .5 6 、 3 . 1 2 、4 .68 和6 .24g/kg , 胁迫时间 为1 5d时牛角
瓜幼苗 中 MDA 的 含量分别 为 0. 86 、0 .86 、0 .8 8 和
.二二奢 l .KHun , 是对照的1 . 26 、 1 .26 、 1 .29和1 .6 1倍 。 从结
8 8 〇 .I^- f果可以看出 , NaCl含量为6 . 24g/kg时 ,其M DA含量
J,的增加较其他处理有极显著提高 ( P<0 .0 1 ) 。
8 7 .5-
二^3 6购 - 1^CK
■ 3 . 1 2g/k g -T ^一 j
8 7

° - f ' 'iEH ST. ;
1 0 ■ ,5 ? .. .


'
86 .5 ^ ̄111 ii丁
3 6 9 1 2 1 5 0 9 


?一gW ⑷
。, .> ? —女,李,1
图 3N aC l 胁迫对牛角 瓜幼苗叶片含水量的影响。 7 _
Il
2 .4NaC l 胁迫对根 系活力的影响》 . 6 .
从牛角瓜的根系活力变化情况 ( 见图 4 )可以看,,, ,,
出 , 未经 NaCl 处理时 ,牛角瓜幼苗中 的根系活力基
5 6TJe ?d , "
本保持稳定 。 当土壤中 N aC ] 含量为 1 .56g /kg 时 ,牛图 5NaC l胁迫对牛角瓜幼苗 MDA 含量的影响
角瓜幼苗的根系活力显著高于对照及其它处理 (P<
^
0 .05 ) , 从第 9d 开始逐渐增加 , 到第 1 5d 时可达到 2 .6N aC l 胁迫对叶绿素含量的影 fl向
474 .97mg/g FW . h ,为对照的 1 _80 倍 。 自土壤 中 N aCl細 6 可 以看 出 , 未经 NaC l 处理的牛角 瓜幼田
含量为 3 . 1 2g/kg _S 4 _6 8g/kg时 ,縣活力在 0 ̄9d ^fe 的叶绿素含量处于较 局水平 。 经盐胁迫处理后 , 牛
22

广 西 农 学 报

20 1 6 年


cx盐性呈正相关 。 董秋丽M等的研究表明 ,随 NaC l 胁
- - 迫浓度的增加芨芨草 叶片和根 系 Pro 含量逐渐增
- ■^ 加 。本研究表明牛角瓜在较低浓度的 NaCl 胁迫下脯
? - 氨酸含量与对照相比变化不大 ,但当土壤 NaC l 含量
' ? ■ 高于 4 .68g/kg 时脯氨酸含量急剧增加 。 与之相对应
-f ̄ ̄ ̄^的叶片含水量也表现出相似的趋势 。 这说明脯氨酸

5 含量与植物的水分含量有一定 的相关性 。





  3 . 3N aCl胁迫对牛角 瓜幼苗根系活力的影响
T im e (d) 根系活力泛指根系的吸收 、合成 、氧化和还原能
图 6NaCl 胁迫对牛角瓜幼苗叶绿素含量的影响力等 ,是一种客观地反映根系生命活动的生理指标 ,
i d,、其强度高低可在一定程度上反映植株的生长能〃%角

幼f叶 —般情况下 , 植物根系活力会随盐浓度的增加而降壤中 NaC l::,而 土上= 低 。 例如 ,杨秀玲,对黄瓜幼苗的研究表明 ,在很办 时 ,牛
It删 NaC] 浓度胁迫下其根 系活力就较对照急剧下素 白 里水 氐值 ’j」 :35mg /L ’ 比对 , , , 、降低了 降 。 賴峰間等对玉米幼細研究也得到了相似得


2g/ kgfn 结果 。 但本研究 中牛角瓜幼能系在较低 含量的
4 _6 8g/kgH_ 胁迫下根系活力会受到盐胁迫 的促进 ,但当胁
L 、 l . 8

3mg/ I ,
1分 别 比 对 ,日 . , 、 降 低 了 迫浓度达到 6 .24g/kg 时 ,根系活力则受到抑制 。这说
1 8 . 35% J 6 .06%^P 25 .23% 0 明據低酿盐分胁迫下 , 牛酿仍娜持较高的
3讨论与结论 ¥系吸 彳夂 、 ]g输等I力能 。 l?is办迫的力n重 ,根系受到损
^ 伤 ,根系活力下降 。该结论与尹增芳 1 91等对盐生植物
海滨锦麵研究结果类似 。
田 的*

堆 轴

如 」3 .4NaCl 胁迫对 MDA 及叶绿素含量的影响

推 盐胁迫会损伤植物细胞膜 系统 , 引起膜脂过氧= 化反应 , 造成反应终产物丙二酸 ( M如 的积 累 ,子的发芽势 、 发芽率和发芽指数均 随着 NaC l 溶液
浓度 的升麵賊m , NaG l 胁祕潍迟种子_1
tml微叫等的研究表明象草的_ 含量在胁迫后 随盐
t 浓度 的升高而升高 = 徐静&等对冰草的研究也有类300mm ) ,牛角瓜种子的萌发受到抑制 。 但是在 NaC l^, 人 曰 、m
浓度低于该值时 ,种子发芽率高于对照 ,翻鎌度
对种子萌鋪紐細 ,結聰 帛腾麵雜 =
_ 这说明在该浓度的盐胁迫下已经导致牛角瓜的膜系
3 . 2NaC l 胁迫对牛角瓜幼苗脯氨酸含量的影响2发f2
植物在遭受盐胁迫时 , 可以通过增加细胞内的渗 Mm####
透调节物质含量 ,保证植物在受到渗透胁迫的条件下 , 士
仍然能够祕界吸收水分 ,维持正常的生长发育 。脯氨二
明它具有较麵水合能力 。 在働受旱时它的增加有 : 二 念
助于细胞或组织的持水作用 ,防规水 i i 3 1 。许多植物在 上;下二的幅=====二= 胁迫 处理时间 的延长叶绿素 含量呈现下降的趋势 。
: 麵^对烟草的研究也翻 了类似的结果 。 本研
第 3期付晶晶 孙健 :NaCl 胁迫对牛角瓜种子萌发及幼苗生理特性的影响23
究 中 , 所有的 NaC l 胁迫处理下 ,牛角瓜幼苗的叶绿2〇 15 , 4〇( 2 ) :2 1 8_225.
素含量均有所下降 , 但是当NaCl 含量达到 6 .24g/kg[ 1 1 ]华春 ,周泉澄 ,周峰 ,等 .毕氏海蓬子种子 萌发及幼苗生长
时 ,其下降程度 明显高于其它处理 ,这说明此时牛角对盐分和水分胁迫的响应 [J ] . 湖北农业科学 , 2〇 10 , 49
瓜幼苗受到的损伤最大 。( 8M 8 52- 1 855 _
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