免费文献传递   相关文献

盐胁迫对扁穗雀麦种子萌发特性的影响



全 文 :湖 北 农 业 科 学 2009 年
收稿日期:2009-04-03
基金项目:农业部“牧草种质资源保护”项目(2130315);湖北省农业科技创新中心资助项目“优质肉羊新品系选育及健康养殖技术研究”
(2007-620-001-03)
作者简介:田 宏(1978-),女,陕西周至人, 助理研究员,硕士,(电话)027-87987618(电子信箱)thdzq@126.com;通讯作者,陈明新。
第 48 卷第 7 期
2009年 7 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 48 No.7
Jul.,2009
土壤盐渍化是限制农业生产的一个重要环境
因素,根据联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组
织(FAO)的不完全统计,全世界有 100 多个国家存
在着不同类型的盐碱地约 10 亿 hm2,大约占世界陆
地面积的 7.6%[1]。 我国盐渍土面积大,分布广泛,类
型多样。据最新研究,现代盐渍地约 3 693.3 万 hm2,
残余盐渍化土地约 4 486.7 万 hm2,潜在盐渍化土地
为 1 733.3 万 hm2, 各类盐碱地面积总计 9 913.3 万
hm2, 而且每年盐碱化和次生盐碱化的程度都在不
断加重[2,3]。 实践证明,种植耐盐植物及耐盐品种是
开发利用盐碱地的有效措施。 供试材料扁穗雀麦
(Bromus cartharticus Vahl) 原产南美洲的阿根廷,
19世纪 60 年代传入美国, 目前在澳大利亚和新西
兰已广为栽培[4]。 我国最早于 20 世纪 40 年代末在
南京种植,后传入内蒙古、新疆、甘肃、青海、北京栽
种,表现为一年生。 在传入云南、四川、贵州、广西等
省区栽培后,表现为短期多年生,中国云贵高原有
野生类型分布。 扁穗雀麦的再生性和分蘖能力较
盐胁迫对扁穗雀麦种子萌发特性的影响
田 宏,刘 洋,张鹤山,蔡 化,张 年,陈明新
(湖北省农业科学院畜牧兽医研究所 /湖北省动物胚胎工程及分子育种重点实验室,武汉 430209)
摘要:研究了 NaCl 和Na2CO3对扁穗雀麦新品系种子萌发特性的影响,结果表明,0.2%~0.4%的 NaCl 和
Na2CO3处理与对照相比,发芽启动时间相同,均在第 5 天,随着浓度的升高,发芽开始的时间推后。 在不
同浓度 NaCl 和Na2CO3处理下,扁穗雀麦种子的发芽率、发芽指数和活力指数随着盐浓度的增加而呈下
降的趋势,同浓度条件下,扁穗雀麦种子对 NaCl的忍耐能力大于对 Na2CO3的。 不同浓度 NaCl和Na2CO3
处理下,扁穗雀麦种子的胚芽和胚根受到的抑制程度不同,但都是胚根受到的抑制作用大于胚芽;在同
浓度条件下,NaCl处理组对胚芽和胚根的抑制程度大于Na2CO3处理组。
关键词:扁穗雀麦;盐胁迫;萌发特性
中图分类号:S543+.8;Q945.78;Q945.34 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2009)07-1708-04
The Effect on the Germination Characteristics of Bromus cartharticus under
Sodium Stress
TIAN Hong,LIU Yang,ZHANG He-shan,CAI Hua,ZHANG Nian,CHEN Ming-xin
(Institute of Husbandry and Veterinary Medicine, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Hubei Provincial Key Laboratory for Animal
Embryo Engineering and Molecular Breeding,Wuhan 430209, China)
Abstract: The effect on the germination characteristics of Bromus cartharticus under NaCl and Na2CO3 stress were studied in
this experiment. The result showed that the germination started at the 5th day under the lower conecntratons treatments and
the time was retarded with the sodium concentration increasing. The change of gemination rate, germination index and vitali-
ty index of B.cartharticus showed the declining trend with the sodium concentration increasing under the different NaCl and
Na2CO3 concentration treatments. The suffertibility to NaCl stress of B.cartharticus was bigger than that of Na2CO3 stress under
the same concentration. The length of plumula and radicella of B.cartharticus became shorter than that of control. But the
inhibition extent of radicella was bigger than that of plumula. Under the same concentration,the inhibition extent of NaCl
treatment groups were higher than that of the Na2CO3 treatment groups.
Key words:Bromus cartharticus; sodium stress; germination characteristics
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2009.07.032
第 7 期
强,产草量较高,抗寒性较强,幼嫩时茎叶有软毛,
成熟时毛渐少,适口性仅次于黑麦草、燕麦等,各种
家畜都喜采食,是解决我国南方冬春饲料的优良牧
草。 但关于扁穗雀麦能否在含盐量相对较高的地方
种植却不得而知, 为此, 我们选择单盐 NaCl 和
Na2CO3对其种子进行人工胁迫,旨在探讨扁穗雀麦
种子在萌发阶段的耐盐性,为其今后在我国的研究
和大面积推广提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
扁穗雀麦是 2003 年在湖北省武汉市江夏区采
集的散逸, 经过 4 年栽培驯化形成的新品系,于
2008年 5月收获成熟的种子, 干燥后放入 4℃的冰
箱中保存待用。
1.2 耐盐性处理
采用 NaCl和 Na2CO3(分析纯)两种单盐,各设 0
(CK)、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%和 1.20%
的盐溶液 7个处理。 试验期间,用称重法,每天补充
因蒸发而散失的水分, 以保持恒定的 NaCl 溶液浓
度。 溶液的配置按牧草种子检验规程(国家质量技
术监督局,2001)所述方法进行。
采用纸上发芽法, 每皿放种子 100 粒,3 个重
复,每天记录种子的发芽数,如有发霉种子立刻取
出,情况严重者重换培养皿,发芽时间为连续两天
种子不再发芽为止。 第 7天随机取 10个幼苗,在测
胚芽长和胚根长后称鲜重,3 次重复。 计算发芽率
(%)、发芽指数(GI)和活力指数(VI)[5,6]。发芽率(%)
=发芽终期全部正常种苗数 /供试种子数×100。 发芽
指数 GI=∑Gt / Dt,式中,GI为发芽指数;Gt为 t日的
发芽数;Dt为发芽天数。 活力指数 VI=GI×(胚根+胚
芽)长度。 发芽标准为有正常的、与种子本身等长的
胚根且胚芽长度达到种子的一半。
1.3 数据处理
用 SPSS13.0 统计软件对数据进行方差分析和
多重比较,用 Excel 2003 绘图。
2 结果与分析
2.1 不同盐浓度胁迫下扁穗雀麦种子萌发启动时
间和发芽率的变化
扁穗雀麦种子在 NaCl和 Na2CO3两种单盐的不
同浓度处理下,萌发开始的时间有所不同,结果见
图 1 和图 2。 图中可见,0.20%~0.40%的 NaCl 处理
与对照发芽开始的时间相同, 均在第 5 天,NaCl 浓
度增加到 0.60%~0.80%时则在第 6 天开始发芽 ,
1.00% NaCl 处理第 7 天开始发芽, 高浓度 1.20%
NaCl处理下开始发芽的时间最晚,直到第 8 天才有
少许种子萌发。 在 Na2CO3不同浓度处理下,扁穗雀
麦种子萌发开始的时间与 NaCl 相同浓度处理下萌
发启动的时间相一致。 而发芽结束时间则是 0.20%
NaCl、0.20% Na2CO3及 Na2CO3的对照处理,都在第
9天完成发芽,其他各处理均推迟到第 13 天才完成
种子萌发。
在不同浓度 NaCl和 Na2CO3盐处理下, 扁穗雀
麦种子发芽率随着盐浓度的增加而呈下降趋势,结
果见图 3。 由图 3 分析可知,0.20% NaCl 低盐浓度
处理的发芽率为 91.33%,与对照相比发芽率降低了
4.89%,但经方差分析,差异不显著(P>0.05)。 当浓
度为 0.40%时 , 发芽率为 86.00% ; 浓度增加到
0.80%时, 发芽率仍高达 72.00%; 在高浓度 1.20%
田 宏等:盐胁迫对扁穗雀麦种子萌发特性的影响 1709
湖 北 农 业 科 学 2009 年
时,其发芽率才下降到 30.00%。与此相比,在同浓度
Na2CO3盐处理下,扁穗雀麦种子的发芽受抑制的程
度较大 , 除 0.20% Na2CO3 低盐浓度处理发芽率
(90.67%)与对照(96.00%)差异不显著外,其他各处
理均与对照差异达极显著水平 (P<0.01)。 0.40%
Na2CO3处理下种子发芽率为 68.00%,比同浓度 Na-
Cl处理下发芽率低 26.50%; 当 Na2CO3浓度增加到
0.8%时,发芽率为 44.00%;到 1.20%时,发芽率仅为
5.33%,基本呈现不发芽现象。
2.2 不同盐浓度胁迫下发芽指数和活力指数的变化
发芽指数和活力指数是衡量种子活力的重要
指标,反映了种子发芽速度、发芽整齐度和幼苗健
壮的潜势。 发芽指数和活力指数越高,则种子活力
越强,在自然条件下就能快速地出苗。 试验表明,扁
穗雀麦种子在 NaCl 和 Na2CO3不同浓度处理下,其
发芽指数和活力指数都随着盐浓度的增加而呈下
降趋势, 结果见图 4 和图 5。 由图 4 和图 5 分析可
知, 与对照相比,0.20% NaCl 处理下扁穗雀麦种子
的发芽指数为 53.89%,比对照下降了 10.51%,但经
方差分析差异不显著;同浓度 Na2CO3处理下,其发
芽指数和对照比较,差异达极显著水平(P<0.01)。当
NaCl 浓度为 0.40%、0.60%、0.80%、1.00%和 1.20%
时,其发芽指数分别比对照下降了 34.75%、35.49%、
70.14%、81.67%和 90.67%; 在相同浓度条件下 ,
Na2CO3处理组的发芽指数与对照相比,分别减少了
54.53%、75.93%、76.60%、83.37%和 98.38%。 由此可
见,NaCl各处理的扁穗雀麦种子发芽指数明显地高
于 Na2CO3处理组。扁穗雀麦种子的萌发活力指数在
NaCl 和 Na2CO3不同浓度处理下, 均与对照达到了
极显著差异水平(P<0.01),当浓度增加到 1.00%时,
两种盐处理下扁穗雀麦种子的活力指数比对照分
别下降了 97.00%和 97.75%,当浓度达 1.20%时,活
力指数均为零。 在相同浓度下,NaCl 各处理组的活
力指数远远高于 Na2CO3处理组。
2.3 不同盐浓度胁迫下扁穗雀麦胚的生长势变化
胚根和胚芽的生长状况是研究盐胁迫对种子
萌发影响的重要指标之一。 研究结果表明,扁穗雀
麦种子萌发的胚芽和胚根长度基本随着盐浓度的
升高而降低,结果见图 6 和图 7,其中在 0.20%的低
浓度 NaCl和 Na2CO3处理下, 胚芽长度与对照相比
都有所减少,但差异不显著(P>0.05);两种盐同浓度
处理下对胚根长度的影响比较大,均达到了极显著
水平(P<0.01),尤其是 Na2CO3,胚根长度与对照相
比减少了 40.70%。 在 0.40%~0.80%浓度范围内,
NaCl 盐对胚根和胚芽抑制的程度相近, 而 Na2CO3
影响较大,在 0.60% Na2CO3浓度处理下,胚芽长度
为 1.73 cm,而胚根几乎为零,当浓度增加到 0.80%
时,则更多的无胚根有胚芽者出现,而 NaCl 处理下
在浓度为 1.00%时才出现此类现象。
3 讨论
目前关于盐分对种子萌发影响的研究很多 [7,8],
1710
第 7 期
(责任编辑 王 珞)
但由于植物种类的不同,盐分影响的机制并不十分
明确,通常认为是渗透胁迫或者是离子胁迫对植物
的种子产生盐害,从而影响种子的萌发[9,10]。 但对大
多数植物而言, 无盐条件下种子的发芽情况最好,
低浓度盐分可延缓种子的萌发,高浓度盐分则抑制
种子的萌发 [11,12]。 本研究结果表明, 采用 NaCl 和
Na2CO3两种单盐 0.20%低浓度处理后,扁穗雀麦种
子的发芽启动及结束时间与对照是相同的,都在第
5天开始发芽, 而随着盐浓度的增加延缓了种子的
萌发时间,这与其他学者的研究结果相一致 [6,13],也
证实了 Hatdegree 等的观点 [14],在萌发的初级阶段,
种子首先面临的是由于不同盐分浓度产生的渗透
胁迫,高浓度盐分的存在诱导了种子的休眠而抑制
了种子的萌发[15]。
在本试验中, 同浓度的 NaCl和 Na2CO3处理比
较表明,NaCl 处理组的发芽率、发芽指数、活力指数
均比 Na2CO3处理组的高,说明扁穗雀麦种子对中性
盐 NaCl 的忍耐能力要大于碱性盐 Na2CO3 的胁迫,
在相同 Na+浓度条件下,pH 值大小的影响要大于离
子胁迫和渗透胁迫。
在不同浓度 NaCl和 Na2CO3处理下, 扁穗雀麦
种子的胚芽和胚根受到的抑制程度是不同的,但都
是胚根受到的抑制作用大于胚芽; 在同浓度条件
下 ,NaCl 处理组对胚芽和胚根的抑制程度小于
Na2CO3处理组。
参考文献:
[1] 翟凤林,曹鸣庆.植物的耐盐性及改良[M].北京:农业出版社,
1989.25-149.
[2] 李 彬,王志春,孙志高,等.中国盐碱地资源与可持续利用研究
[J].干旱地区农业研究,2005,23(2):154-158.
[3] 刘小京,刘孟雨.盐生植物利用与区域农业可持续发展[M].北
京:气象出版社,2002.1-9.
[4] 中国饲用植物志编辑委员会.中国饲用植物志(第二卷)[M].北
京:农业出版社,1989.12-14.
[5] 田 宏,刘 洋,蔡 化,等.NaCl 盐胁迫对四种野生牧草发芽
特性的影响[J].湖北农业科学,2007,46(6):977-980.
[6] 李海燕,丁学梅,周 禅,等.盐胁迫对三种盐生禾草种子萌发及
其胚生长的影响[J].草地学报,2004,12(1):45-50.
[7] 阎顺国,沈禹颖.生态因子对碱茅种子萌发期耐盐性影响的数量
分析[J].植物生态学报,1996, 20(5):414-422.
[8] 韩清芳,李崇巍,贾志宽.不同苜蓿品种种子萌发期耐盐性的研
究[J].西北植物学报,2003,23(4):597-602.
[9] LEVITT J.Response of pants to environmental stress (2nd Ed.)
[M]. New York: Academic Press,1980. 365-435.
[10] 渠晓霞,黄振英.盐生植物种子萌发对环境的适应对策[J].生态
学报,2005,25(9):2389-2398.
[11] 牛菊兰.早熟禾属四个品种种子萌发期耐盐能力的研究[J].甘
肃农业大学学报,1994,29(1):32-37.
[12] 梁云媚,李 燕,多立安,等.不同盐分胁迫对苜蓿种子萌发的
影响[J].草业科学,1998,15(6):22-25.
[13] 颜 宏,矫 爽,赵 伟, 等. 不同大小碱地肤种子的萌发耐
盐性比较[J].草业学报,2008,17(2): 29-32.
[14] HATDEGREE S P,EMMERICH W E.Partitioning water
potential and specific salt effect on seed germination of four
grasses[J]. Annals of Botamy,1990,66:570-595.
[15] UNGAR I A.Ecophysology of vascular halophytes [M].USA:
Chemical Rubber Company Press,1991.22-26.
道)参与,做到任务明确、责任落实、措施到位。 景观
林工程实施主体: 规划范围根据属地管理的原则,
由所在地镇(街道)负责组织实施;公路工程建设临
时占用林地的废弃地,由施工单位负责覆绿。
6.2 政策处理保障措施
凡景观林工程涉及到农户自留山、承包山的有
关政策处理,由属地镇(街道)负责处理。
6.3 质量保障措施
以区县(市)林业管理部门为造林质量责任单
位,负责施工、苗木调运等环节的工作。 工程建设领
导小组下设施工监理组,负责检查监督和验收。 要
建立项目档案,严格项目管理制度,严把造林质量
关。
6.4 多方筹集资金措施
杭新景高速公路景观林改造工程建设是一项
要求高、投入大的公益性建设事业,在国家、地方财
力有限的情况下,应采取多种形式、多种渠道、多部
门筹集的方法,广泛筹集资金。 切实加大投入力度,
采取以政府补助和群众自筹相结合的方式,保证项
目建设资金的落实,顺利实现项目的建设任务。
参考文献:
[1] 薛 达,罗 山,薛 立.论生态风景林在我国城市发展中的作
用[J].城市规划汇刊,2001,(6):77-80.
[2] 蒋有绪. 新世纪的城市林业方向—生态风景林兼论其在深圳市
的示范意义[J].林业科学, 2001,37(1):138-140.
[3] 叶碧华, 张鑫华. 东源县主要植被类型与生态风景林营造模式
[J].广东林业科技, 2004,20(3):68-71.
[4] 杨 鹏,薛 立,陈红跃.论生态园林和生态风景林的功能与建
设[J].广东园林, 2004,(2):7-11.
[5] 翁友恒. 厦门市生态风景林建设与评价 [J]. 华东森林经理,
2001,15(1):52-5.
[6] 苏金明,徐年生.高速公路景观资源的开发和利用[J].鄂州大学
学报,2004,11(4):64-66.
[7] 高速公路丛书编委会.高速公路规划与设计[M].北京:人民交通
出版社,1999:32-185.
(责任编辑 童志婷)
(上接第 1689 页)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
田 宏等:盐胁迫对扁穗雀麦种子萌发特性的影响 1711