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第 36卷第 3期 湖南农业大学学报(自然科学版) Vol.36 No.3
2010 年 6月 Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences) Jun．2010
DOI:10.3724/SP.J.1238.2010.00276
NaCl 和 Na2CO3对扁穗雀麦新品系种子萌发的胁迫
田宏，刘洋，张鹤山，蔡化，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，湖北 武汉 430064)
摘 要：选用扁穗雀麦新品系种子，分别在 NaCl和 Na2CO3溶液中(均设 0(CK)、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、
1.0%和 1.2%7 个处理 )进行发芽试验．结果表明，随着盐溶液质量分数的增加，扁穗雀麦新品系种子的相对发
芽率、相对发芽指数和相对活力指数与对照(CK)相比均有不同程度的降低．0.2%~0.8%的 NaCl 对胚根的生长有
促进作用，胚根长度比对照平均高 40.2%，但胚根生长的程度随盐质量分数的增加而降低．0.2%~1.2%Na2CO3处
理下，胚根的生长受抑制，当质量分数为 0.8%时，大量无根畸形苗出现．对相对发芽率进行回归分析，扁穗雀
麦新品系种子在NaCl胁迫下的适宜值、临界值和极限值分别为0.65%、1.14%和1.93%，均比Na2CO3胁迫下(0.38%、
0.71%和 1.24%)高．扁穗雀麦新品系种子耐 NaCl胁迫的能力大于耐 Na2CO3的．
关 键 词：扁穗雀麦新品系；氯化钠；碳酸钠；种子萌发
中图分类号：S512.901 文献标志码：A 文章编号：1007-1032(2010)03-0276-04
Stress of NaCl and Na2CO3 on seed germination of
Bromus cartharticus Vahl new strain
TIAN Hong , LIU Yang , ZHANG He-shan , CAI Hua , CHEN Ming-xin*
(Hubei Province’s Key Laboratory for Animal Embryo Engineering and Molecular Breeding, Institute of Poultry and
Veterinarian, Hubei Academy of Agricultural Science, Wuhan, 430064, China)
Abstract：Seed germination of the salinetoloerant Bromus cartharticus Vahl new strain was studied on the condition of
neutral and alkaline salt. NaCl and Na2CO3 were applied at concentrations of 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%, 1.0% and 1.2%
for salt stress treatments. The relative germination percentage, germination index and vigor index of Bromus
cartharticus Vahl declined with increased salinity. In 0.2%~0.8% NaCl concentrations, the neutral salt had the promoter
action to the radicle length. Its length increased about 40.2% while the amplitude of variation reduced with the increase
of the concentration. The length of embryo root was greatly restrained under Na2CO3-stress. A large number of non-root
plants occurred. The regression analysis was carried by the relative germination percentage under two different kinds of
single-salt stress. The preference value, critical value and ultimate value of Bromus cartharticus Vahl new strain’s seeds
were 0.65%, 1.14% and 1.93% respectively under NaCl stress, compared to the Na2CO3 stress under various values
(0.38%, 0.71% and 1.24%). The ability of Bromus cartharticus Vahl new strain’s seeds to bear the neutral salt (NaCl)
stress was stronger than alkaline salt (Na2CO3 ) if all germination indicators were all considered.
Key words：Bromus cartharticus Vahl; NaCl; Na2CO3 ; seed germination
扁穗雀麦(Bromus cartharticus Vahl)原产阿根
廷，目前在澳大利亚和新西兰广泛栽培，中国于 20
世纪 40 年代引入．扁穗雀麦生长快，耐寒性强，
适口性仅次于黑麦草、燕麦等，各种家畜喜食[1]．湖
收稿日期：2009-08-03
基金项目：国家科技支撑计划子课题(2008BADB3B10-3)；湖北省财政专项(200730)；湖北省动物胚胎工程及分子育种重点实验室开
放项目(2010ZD200~299)
作者简介：田宏(1978—)，女，陕西周至县人，硕士，助理研究员，主要从事野生牧草种质资源收集、保护和育种工作， thdzq@126.com，
*通讯作者
第 36卷第 3期 田宏等 NaCl和 Na2CO3对扁穗雀麦新品系种子萌发的胁迫 277
北省农业科学院自 2003 年开始选育扁穗雀麦新品
系，采用自然选择和人工选择相结合的方法，经多
次单株选择和集团混合，再分系比较，混合收种形
成新品系．该品系分蘖能力强[2]，产草量高，鲜草
产量高达 52 500 kg/hm2，抗病能力强，2008年参加
国家草品种区域试验，在北方的试验点大都存在盐
碱胁迫的问题．笔者选用扁穗雀麦新品系种子，在
不同质量分数 NaCl 和 Na2CO3溶液中进行发芽试
验，以期了解扁穗雀麦新品系种子的耐盐胁迫能
力，现将结果报道如下．
1 材料与方法
1.1 材 料
扁穗雀麦新品系种子，千粒重 10.5 g，种子净
度 99%，发芽率 98%．
1.2 方 法
选用 NaCl、Na2CO3，分别配制成质量分数为
0(CK)、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的
溶液[3-4]．选择大小均一、成熟饱满的种子，采用纸
上发芽法，每皿 100粒，重复 3次，黑暗条件，25
℃发芽[5-6]，每天观察记录种子萌发情况及发芽粒
数．以有正常的、与种子本身等长的根且芽长度达
到种子一半为发芽标准．第 7 天随机取 10 个幼苗
测胚芽长和胚根长，并于试验结束时计算相对发芽
率、相对发芽指数和相对活力指数、相对胚根长和
相对胚芽长[7]．
相对发芽率＝ (处理发芽率 /对照发芽率 )×
100%．
相对发芽指数＝(处理发芽指数/对照发芽指
数)×100%．
相对活力指数= 处理活力指数/对照活力指数
×100%．
种子萌发抗盐性的适宜值、临界值和极限值[8-9]
的计算：对相对发芽率进行回归分析，求得回归方
程，令相对发芽率为 75%、50%和 10%，得出适宜
值、临界值和极限值．
1.3 数据处理
用 DPSV6.55 统计软件对数据进行方差分析和
回归分析，用 Excel 2003作图．
2 结果与分析
2.1 NaCl 对扁穗雀麦新品系种子萌发的影响
2.1.1 对种子萌发特性的影响
表 1 数据显示，当 NaCl 质量分数小于或等于
0.6%时，扁穗雀麦新品系种子的相对发芽率均在
90%以上．当 NaCl 质量分数达 1.0%时，其种子相
对发芽率也在 60%以上，即扁穗雀麦新品系种子表
现出较好的耐中性盐能力．相对发芽指数与相对发
芽率表现基本一致，随着 NaCl 质量分数的增加而
减小．相对活力指数受 NaCl 质量分数影响较大，
各处理间差异均达显著水平(P<0.05)．对 NaCl质量
分数和各指数进行线性分析，结果表明，随着 NaCl
质量分数的增加，相对发芽指数和相对活力指数与
NaCl 质量分数均呈负相关，回归方程分别是 y=
－80.324x+102.21(R2=0.968 5)和 y=－84.992x+ 90.307
(R2=0.950 2)，说明随着 NaCl质量分数的增加，种
子的萌发受抑制作用逐渐增强．
表 1 扁穗雀麦新品系种子不同 NaCl 质量分数下的萌发
特性
Table 1 Germination character of Bromus cartharticus Vahl new
strain’s seeds in various NaCl levels %
NaCl质量分数 相对发芽率 相对发芽指数 相对活力指数
0 (100±0.00)a (100±0.00)a (100±0.00)a
0.2 (96±3.46)ab (89.64±4.98)a (74.31±4.35)b
0.4 (90±3.51)bc (65.73±18.63)b (46.51±2.04)c
0.6 (93±2.31)c (64.73±9.66)b (38.39±2.10)c
0.8 (76±2.52)d (30.09±18.21)c (12.74±0.39)d
1.0 (62±1.15)e (18.58±8.68)cd (3.22±0.00)d
1.2 (32±3.06)f (9.31±0.66)d (0.00±0.00)d
2.1.2 对种子胚生长的影响
随着 NaCl 质量分数的增加，新品系种子萌发
的相对胚芽长度逐渐变小，相对胚芽长度和 NaCl
质量分数呈负相关．NaCl 质量分数为 0.2%~0.8%
时，扁穗雀麦新品系种子的相对胚根长度比对照分
别高 54.25%、43.13%、31.63和 31.62%，此时 NaCl
对胚根的生长有促进作用，相对胚根长度与 NaCl
质量分数之间表现为二次函数关系(图 1)．
278 湖南农业大学学报(自然科学版) 2010年 6月
y=－76.929x + 92.617
R 2 = 0.934 9，P <0.01
0
20
40
60
80
100
120
0.0 0.5 1.0 1.5
相
对
胚
芽
长
度
/
%
y =115.12x 2 － 215.94x + 97.938
R 2 = 0.987 3 ，P <0.01
0
20
40
60
80
100
120
0 0.5 1 1.5
相
对
胚
根
长
度
/%
NaCl质量分数/% NaCl质量分数/%
图 1 NaCl 质量分数对胚生长的影响
Fig.1 The relativities between the different parts of embryo’s length of Bromus cartharticus Vahl new strain and the NaCl concentrations
2.2 Na2CO3 对扁穗雀麦新品系种子萌发的影响
2.2.1 对萌发特性的影响
在不同质量分数 Na2CO3处理下，扁穗雀麦新
品系种子的相对发芽率差异显著(P<0.05)，在 0.2%
处理下，相对发芽率与对照差异不显著，当质量分
数增加到 0.6%时，相对发芽率降低到 56%．相对发
芽指数和相对活力指数变化趋势与之相一致，均表
现为随 Na2CO3质量分数的增加而降低(见表 2)，但
两者对 Na2CO3 的响应程度大于相对发芽率对
Na2CO3的响应程度，尤其是相对活力指数，下降剧
烈．对相对发芽指数和相对活力指数进行回归分
析，相对发芽率与 Na2CO3质量分数呈直线回归(y=
－79.552x+ 89.562，R2=0.906 7)，而相对发芽指数
表2 扁穗雀麦新品系种子不同Na2CO3质量分数下的萌发特性
Table 2 Germination character of Bromus cartharticus Vahl new
strain’s seeds in various Na2CO3 levels %
NaCl质量分数 相对发芽率 相对发芽指数 相对活力指数
0 (100±0.00)a (100±0.00)a (100±0.00)a
0.2 (95±6.43)a (80.99±9.72)b (57.83±15.62)b
0.4 (71±1.53)b (45.62±3.84)c (17.29±4.43)c
0.6 (56±5.51)c (24.24±4.33)d (4.89±0.96)d
0.8 (46±4.58)cd (23.42±0.60)de (4.52±1.60)d
1.0 (36±15.50)d (16.93±6.84)e (2.34±1.18)d
1.2 (6±2.89)e (1.61±0.18)f (0.00±0.00)d
与 Na2CO3 质量分数则趋于二次函数(y=123.52x2－
223.89 x+96.801，R2=0.972 4)．
2.2.2 对种子胚生长的影响
由图 2 可知，随着 Na2CO3质量分数的升高，
扁穗雀麦种子相对胚芽长度和胚根长度均表现为
降低趋势，相对胚芽长度较相对胚根长度受影响
小．相对胚芽长度与 Na2CO3质量分数间表现为直
线回归关系，相对胚根长度则与 Na2CO3质量分数
之间更接近二次函数关系．当 Na2CO3质量分数升
高到 0.8%时，胚芽长度受抑制程度较小，胚根长度
则急剧减少，无根苗大量出现．
2.3 扁穗雀麦新品系种子对 NaCl 和 Na2CO3 忍耐
能力的差异
对新品系种子在不同质量分数NaCl和Na2CO3
下的相对发芽率进行回归分析，分别得到回归方程
(表 3)．令相对发芽率为 75%、50%和 10%，求得所
适宜值、临界值和极限值．扁穗雀麦新品系种子在
NaCl 胁迫下适宜值、临界值和极限值均比 Na2CO3
胁迫下各值高，说明扁穗雀麦新品系对 NaCl 的忍
耐能力大于 Na2CO3．
NaCl质量分数/% NaCl质量分数/%
图 2 Na2CO3质量分数对胚生长的影响
Fig.2 The relativities between the different parts of embryo’s length of Bromus cartharticus Vahl new strain and the Na2CO3 concentrations
y =-253.21x 2 + 207.19x + 107.35
R 2 = 0.9317， P <0.01
0
50
100
150
200
0 0.5 1 1.5
相
对
胚
根
长
度
/
%
0
y=－ 53.21x2+207.19x+107.35
R2=0.931 7，P＜0.01 y =-86.844x + 108.5
R 2 = 0.9678，P <0.01
0
20
40
60
80
100
120
0 0.5 1 1.5
相
对
胚
芽
长
度
/
%
0
y=－86.844x+108.5
R2=0.967 8，P＜0.01
相
对
胚
芽
长
度
/%
相
对
胚
芽
长
度
/%
相
对
胚
根
长
度
/%
y=－76.929x+92.617
R2=0.934 9，P＜0.01
y=－115.12x2－215.94x+97.938
R2=0.987 3，P＜0.01
0 0
第 36卷第 3期 田宏等 NaCl和 Na2CO3对扁穗雀麦新品系种子萌发的胁迫 279
表 3 相对发芽率与 NaCl 和 Na2CO3质量分数的线性关系
Table 3 Linear relation between relative germination rate and both salinity concentrations
质量分数/% 盐 回归方程 r F 适宜值 临界值 极限值
NaCl y =－51.071 4x + 108.357 1 －0.923 2 28.86 0.65 1.14 1.93
Na2CO3 y =－75.892 9x + 104.107 1 －0.986 0 174.52 0.38 0.71 1.24
3 讨 论
土壤盐分组成不同，对植物耐盐性影响程度也
不同．本试验结果表明，无论是中性盐 NaCl 还是
碱性盐 Na2CO3，对扁穗雀麦新品系种子均有抑制
作用，随着盐浓度的增加，其相对发芽率、相对发
芽指数和相对活力指数呈下降趋势，这与以往试验
结果[10-11]相一致．不同盐分对植物的影响不同，
Na2CO3对扁穗雀麦种子的影响大于 NaCl，这与王
纶等对黍稷苗期耐盐性的结论相一致，而恽锐等[12]
研究表明，朝鲜碱茅对 NaCl 胁迫敏感，獐毛对
Na2CO3胁迫敏感．
在植物生长过程中，根部最直接接触盐胁迫，
因此测量胚根长和胚芽长是检验植物耐盐性的一
个重要指标[13]．结果表明，0.2%~0.8% NaCl对扁穗
雀麦新品系种子胚根的生长有促进作用，其长度比
对照平均高 40.2%，但增加程度随着浓度的升高而
降低．在 Na2CO3胁迫下，胚根生长受抑制程度较
大，随着浓度的增加，幼苗的根越来越短，当Na2CO3
质量分数升高到 0.8%时，出现大量无根畸形苗，表
明高盐逆境环境下植物受伤害的部位首先是根，通
过抑制根系生长来影响植物发育，Na2CO3 胁迫比
NaCl胁迫对扁穗雀麦新品系根部危害程度大．
通过对扁穗雀麦新品系在盐胁迫下的生长机制
分析认为，NaCl 的毒害较小，而 Na2CO3的毒害很
大，其原因在于 NaCl 为中性盐，其溶液 pH 值 7.0
左右，而 Na2CO3为强碱性盐，在质量分数 1.2%时，
pH值约为 12.37．有研究表明，环境中 pH值的异常
会导致膜上某些酶的折叠发生变化，从而影响酶的
活性，通过调节 Na2CO3溶液的 pH值发现，Na2CO3
胁迫是[Na+]盐胁迫和[H+]的双重作用结果[14]．
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责任编辑：罗慧敏
英文编辑：胡东平