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盐胁迫对5种碱茅材料种子萌发的影响



全 文 :30卷11期
Vol.30,No.11
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
1767-1770
11/2013
盐胁迫对5种碱茅材料种子萌发的影响
张海南1,2,周青平3,颜红波2,梁国玲2,刘文辉2
(1.青海大学农牧学院,青海 西宁810003;2.青海省畜牧兽医科学院,青海 西宁810016;
3.西南民族大学青藏高原研究院,四川 成都610041)
摘要:对5种碱茅(Puccinellia distans)材料在6个NaCl浓度梯度(0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%和2.0%)下进行
盐胁迫的种子萌发试验,测定了胚芽和胚根的长度。结果表明,在盐胁迫下,随着NaCl浓度的增加,各碱茅材料
的发芽率均下降,且在2.0%下发芽率降为0;在同一浓度溶液下不同碱茅材料中,同德小花碱茅(P.tenuifzora
cv.Tongde)的发芽率均为最高,说明其抗盐能力相对较强;NaCl盐胁迫解除后,5种碱茅材料复水后的发芽率均
达到了对照水平,说明碱茅种子只是暂时受到渗透胁迫,仍具有很高的萌发潜力。
关键词:碱茅;盐胁迫;发芽率;萌发潜力
中图分类号:S540.35;Q945.78   文献标识码:A   文章编号:1001-0629(2013)11-1767-04

  青海省的多年土壤监测结果显示,青海省土壤
含盐量普遍较高。除了曲麻莱、杂多地区土壤含盐
量低属于非盐化土壤外,其余大部分地区都存在不
同程度的盐碱化[1]。其中,兴海土壤含盐量最高,为
0.72%,达到重度盐化;同德和玛多含盐量分别为
0.56%和0.37%,为中度盐化土壤;其余地区含盐
量为0.13%~0.22%,属轻度盐化土壤。碱茅
(Puccinellia distans)[2]为禾本科碱茅属(Puccinel-
lia)多年生草本植物,是一种抗旱、耐碱盐性极强的
盐碱地特种植物,分布于亚欧大陆的温带地区,在我
国主要分布在东北、华北和西北地区。为了改良青
海省盐碱地问题,本研究采用 NaCl模拟盐地环
境[3],采用碱茅作为改良盐碱地的先锋作物,研究
NaCl胁迫对种子萌发的影响,以期为选育抗盐性优
良的作物品种提供科学依据[4]。
1 材料和方法
1.1试验材料 供试碱茅材料均取自2010年同
一地点收获的种子,材料均由青海省畜牧兽医科学
院草原研究所提供(表1)。
1.2试验方法
1.2.1种子的盐胁迫处理 在洁净的培养皿内置3
层滤纸,加入浓度分别为0、0.4%、0.8%、1.2%、
1.6%和2.0%的 NaCl溶液至滤纸饱和为止,将5
种碱茅(同德小花碱茅[5]、吉农朝鲜碱茅[6]、碱茅、灰
绿碱茅和疏穗碱茅)种子各100粒分别撒入各浓度
滤纸上,各处理均重复3次,放入25℃光照培养箱
中(光照16h,黑暗8h),每天更换培养皿中的处理
液,使各处理盐浓度维持不变,开盖通气。
表1 供试材料来源
Table 1 Materials and origins in this study
材料 Material 来源地Origin
同德小花碱茅Puccinellia tenuifzora cv.Tongde 铁卜加草改站Grassland station of Tiebojia
吉农朝鲜碱茅P.chinampoesis cv.Jinong 吉林省公主岭市Gongzhuling City,Jilin Province
碱茅P.distans 北京克劳沃Clover,Beijing
灰绿碱茅P.glauca 兴海县沙柳河镇Shaliuhe Town,Xinghai County
疏穗碱茅P.roborovskyi 玛多县花石峡镇 Huashixia Town,Maduo County
*收稿日期:2013-07-08  接受日期:2013-09-27
基金项目:国家科技部科技支撑项目“青海地区优质牧草选育及生产利用技术集成与示范”(2011BAD17B05-5);农业部“青藏高原优良牧
草种质资源保护利用”070401;国家发改委“青藏高原特有草种资源开发及应用国家地方联合工程实验室”
作者简介:张海南(1986-),男,河北保定人,硕士,研究方向为牧草栽培育种。E-mail:hainan_104@163.com
通信作者:周青平(1962-),男,甘肃宁县人,研究员,博导,博士,研究方向为牧草育种栽培、草地培育改良和草地生态。
E-mail:qpingzh@aliyun.com
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1.2.2种子萌发测定指标 每日观察记录各处理及
对照的发芽数[7]。种子发芽第14天起每组处理各
取10粒发芽的种子,量其幼芽、幼根长度,计算其平
均值。计算其发芽指数(GI)和活力指数(VI)值。
播种20d后将各处理未发芽的种子拣出来,置于加
有适量蒸馏水的培养皿中作清水复萌,每日记录新
发芽的种子数,于发芽后第7天起每处理选取10粒
已发芽的种子,量取其幼芽、幼根长度,计算 GI和
VI值[8]。
发芽率=发芽种子数/供试种子数×100%;
发芽势=发芽最高峰(第3天)种子发芽数/供
试种子总数×100%;
发芽指数(GI)=∑(Gi/Di);
活力指数(VI)=GI×Ss。式中,Gi 为第i天
的发芽率,Di为发芽天数;Ss为幼苗长度。
1.3数据处理及分析 试验数据采用SPSS 17.0
软件进行差异显著性统计分析,EXCEL作图。
2 结果与讨论
2.1不同盐浓度胁迫对碱茅种子发芽率的影
响 随着盐浓度的不断增加,各碱茅种子的发芽率
均呈下降趋势,且在盐浓度为2%时各碱茅种子发
芽率均为0。与他人研究[9-10]结果相似,相同盐浓度
下,同德小花碱茅发芽率均为最高,灰绿碱茅和疏穗
碱茅均较低(表2)。
在0.4%和0.8%盐浓度下,同德小花碱茅、吉农朝
鲜碱茅和碱茅发芽率都超过30%,两个浓度下均差异
不显著;灰绿碱茅和疏穗碱茅发芽率较低,显著低于前
三者(P<0.05)。在1.2%盐浓度下,同德小花碱茅显
著高于其他材料。在1.6%盐浓度下,同德小花碱茅、
吉农朝鲜碱茅和碱茅均很低,且三者之间无显著差异,
灰绿碱茅和疏穗碱茅的发芽率均为0(表2)。
  结果表明,同德小花碱茅抗盐性相对其他4种
碱茅较强,可以作为优良抗盐牧草进行推广;疏穗碱
茅和灰绿碱茅在各浓度下发芽率均为最低,说明抗
盐性相对较弱。同德小花碱茅为牧科院培育驯化的
碱茅品种,经过多年的试验和种植在短时间内就可
以度过休眠期;而疏穗碱茅和灰绿碱茅为野外采集
品种,休眠期较长;吉农朝鲜碱茅和碱茅虽然为育成
品种,但在本研究中表现一般。
2.2不同浓度盐胁迫对各种碱茅材料种子的
发芽指数的影响 随着 NaCl浓度的不断增加,
各碱茅的发芽指数呈递减模式,各浓度梯度下,同德
小花碱茅发芽指数均为最高,吉农朝鲜碱茅和碱茅
次之,灰绿碱茅和疏穗碱茅均为最低(表2)。
  在0和1.2%盐浓度下,同德小花碱茅的发芽
指数显著高于其他4种(P<0.05),0.4%、0.8%和
1.6%浓度下,同德小花碱茅、吉农朝鲜碱茅和碱茅
差异均不显著。灰绿碱茅和疏穗碱茅在浓度变化过
程中种子发芽指数均较低,且与同德小花碱茅差异
显著(P<0.05)。
2.3不同浓度盐胁迫对各种碱茅材料种子的
活力指数的影响 随着盐浓度的增大,同德小花
碱茅、碱茅、灰绿碱茅和疏穗碱茅种子的活力指数依
次递减,吉农朝鲜碱茅在0.4%~1.2%盐浓度区间
递减,在1.2%~1.6%区间增大,5份材料在2.0%
浓度下种子活力指数均为0(表3)。
表2 盐胁迫对5份碱茅材料发芽率和发芽指数的影响
Table 2 Effects of salt stress on germination rate and germination index of five Puccinelliaaccessions %
材料
Material
盐浓度 NaCl concentration

GR  GI
0.4%
GR  GI
0.8%
GR  GI
1.2%
GR  GI
1.6%
GR  GI
2.0%
GR  GI
同德小花碱茅P.tenuifzoracv.Tongde  80a21.7a 58a 14.1a 48a 7.7a 39a 6.5a 5a 0.7a - 0
吉农朝鲜碱茅P.chinampoesis cv.Jinong  50b12.0c 43a 8.6b 33ab 4.6ab  12b 1.8b 3a 0.6a - 0
碱茅P.distans  59b16.5b 54a 12.3ab 37ab 5.8ab  15b 2.4b 4a 0.4a 0 0
灰绿碱茅P.glauca  43b 9.8c 11b 2.4c 11b 2.0b 2c 0.2c 0  0b 0  0
疏穗碱茅P.roborovskyi  46b10.7c 20b 4.0c 4bc  0.5b 1c 0.1c 0  0b 0  0
注:同列中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)下同。GR表示发芽率,GI表示发芽势。
Note:Different lower case letters within the same column mean significant difference at 0.05level.The same below.GR,germi-
nation rate;GI,germination index.
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表3 盐胁迫下5份碱茅材料活力指数的变化
Table 3 Effects of salt stress on vigor index of different five Puccinelliaaccessions
材料
Material
盐浓度 NaCl concentration
0  0.4% 0.8% 1.2% 1.6% 2.0%
同德小花碱茅Puccinellia tenuifzora cv.Tongde  111.5a 55.8a 25.1a 16.4a 1.1a 0
吉农朝鲜碱茅Puccinellia chinampoesis cv.Jinong  59.2bc  55.6a 15.8ab  1.5bc  2.2a 0
碱茅Puccinellia distans  71.9b 34.7b 15.9ab  4.9b 1.0a 0
灰绿碱茅Puccinellia glauca  23.1c 17.8bc  6.3b 0.4c 0b 0
疏穗碱茅Puccinellia roborovskyi  37.0c 8.5d 1.7b 0.4c 0b 0
  在0~1.2%盐浓度下,同德小花碱茅的种子活
力指数相对其他4种碱茅材料均较高,灰绿碱茅和
疏穗碱茅的种子活力指数均较低,且与同德小花碱
茅差异显著(P<0.05)。
  在1.2%~1.6%浓度区间内,高浓度 NaCl对
吉农朝鲜碱茅有较小增效效应,对种子的活力有较
小的促进作用,而对其他4种碱茅材料则有抑制作
用,灰绿碱茅和疏穗碱茅种子失去了活力。
2.4各碱茅材料在清水复萌试验下发芽率 
清水复萌试验在胁迫试验进行20d后开始进行,盐
胁迫解除3d后,各盐浓度下,碱茅材料种子均有发
芽率,且均低于其对照,随着盐溶液浓度的不断增
大,发芽率均呈下降趋势(图1)。在低浓度溶液下,
与对照相比差异不显著(P>0.05),高浓度下差异
显著(P<0.05)。同一浓度下,同德小花碱茅发芽
率均为最高,吉农朝鲜碱茅和碱茅次之,灰绿碱茅和
图1 胁迫解除3和6d后各碱茅材料的发芽率
Fig.1 Seed germination of Puccinelliaunder normal water condition after NaCl stress terminating 3and 6days
注:同一品种不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下同。
Note:Different lower case letters for the same material mean significant difference among six NaCl treatments at 0.05level.The
same below.
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疏穗碱茅相对较低。盐胁迫解除6d后,各盐浓度
下,各碱茅材料种子的发芽率均有提高,且发芽率与
其对照差异不显著(P>0.05),同一盐溶液浓度下,
同德小花碱茅的发芽率相对较高,吉农朝鲜碱茅和
碱茅次之,灰绿碱茅和疏穗碱茅均较低(图1)。
  盐胁迫解除后,各碱茅材料种子的萌发均与其
对照差异不显著,说明碱茅在盐胁迫解除后,种子仍
存在活力,具有较高的萌发潜力。
3 结论
不同浓度 NaCl处理下,种子萌发期同德小花
碱茅的耐盐能力相对较强,碱茅和吉农朝鲜碱茅次
之,灰绿碱茅和疏穗碱茅相对较弱。NaCl盐胁迫解
除后,5种碱茅材料复水后的发芽率均达到了对照
的水平,可知高浓度盐胁迫下种子未受到严重的离
子毒害作用,种子只是暂时受到渗透胁迫,仍具有很
高的萌发潜力。本试验仅探讨了一种盐对不同碱茅
材料的发芽影响,其它盐分对碱茅材料的影响及解
除盐胁迫后发芽率还需要进一步研究。
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Effects of salt stress on germination of five Puccinellia distans materials
ZHANG Hai-nan1,2,ZHOU Qing-ping3,YAN Hong-bo2,
LIANG Guo-ling2,LIU Wen-hui 2
(1.Agriculture and Animal Husbandry Colege of Qinghai University,Xining 810016,China;
2.Qinghai Academy of Animal and Veterinary Sciences,Xining 810016,China;
3.Institute of Qinghai Tibet Plateau,Southwest University for Nationalities,Chengdu 610041,China)
Abstract:A germination test on five Puccinellia materials under 6NaCl concentrations,including 0(Con-
trol),0.4%,0.8%,1.2%,1.6%and 2.0%,was conducted.The sprout length and radical length were
also measured in this study.The results showed that with the increasing of NaCl concentration,germina-
tion rates of al P.distans materials decrease,even decreased to 0when the NaCl concentration is 2.0%.
Under the same NaCl concentration,P.tenuiflora had the highest germination rate.This indicated it has
a relative high salt tolerance.After salt stresses were relieved,germination rates of five P.distans materi-
als were the same as control.So the effects of osmotic stresses on P.distans seeds are temporary,and al
the seeds stil have high germination potential.
Key words:Puccinellia;salt stress;germination rate;germination potential
Corresponding author:ZHOU Qing-ping E-mail:qpingzh@aliyun.com
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