全 文 ：收稿日期:2014 － 01 － 13
基金项目:国家自然科学基金项目(编号:31160051 /C 020407) ;新疆维吾尔自治区“十二五”重大科技专项(编号:201130102-1-3)。
作者简介:师秋菊(1986 －) ，女，硕士，主要从事植物逆境生理与分子生物学等方面的研究工作;E-mail:459685022@ qq． com。
通讯作者:李 群(1971 －) ，女，博士，硕士生导师，主要从事植物逆境生理与分子生物学等方面的研究工作;E-mail:liqun_007@ 126． com。
棱果芥种子萌发特性及其与油菜种子萌发对比的研究
师秋菊， 李 群
(新疆大学生命科学与技术学院， 乌鲁木齐 830046)
摘要:棱果芥生长于新疆北部荒漠及沙丘，对干旱环境有极强的适应性。研究了棱果芥( S． siliculosa) 种子在不同处理条
件下的萌发情况，并在 PEG-6000、NaCl处理下与油菜种子进行对比。结果表明:棱果芥种子自然萌发率不超过 31% ;针
刺种皮和 GA3 处理分别使棱果芥种子萌发率提高到 60%和 92% ;光照和黑暗对棱果芥种子萌发率影响不显著; 4 ℃低
温处理下棱果芥种子萌发率大幅度降低。在与油菜种子的对比实验中，PEG-6000 和 NaCl处理，棱果芥种子萌发率均高
于油菜，表现出较强的渗透胁迫耐受性。
关键词: 棱果芥;种子萌发;PEG-6000;NaCl;渗透胁迫
中图分类号: Q 945． 78 文献标志码: A 文章编号: 1001 － 4705(2014)05-0031-05
Study on Characteristics of Seed Germination of Syrenia siliculosa Andrz． and
Comparison with Brassica chinensis L．
SHI Qiu-ju，LI Qun
(College of Life Science and Technology，Xinjiang University，Urumqi 830046，China)
Abstract:The thesis studied the seed of Syrenia siliculosa Andrz． grows in the northest desert and dunes in
Xinjiang，and the comparison of the germination to rape seed under the stress of PEG-6000 and NaCl． The
result indicated the natural germination rate of Syrenia siliculosa Andrz． was less than 31% ． However，acupunc-
ture of seed coat and gibberellin treatment were used for dormancy breaking，and the seed germination rate
increased to 60% and 92% respectively． Illumination or darkness had no effect on the seed germination rate，
and under low temperature the seed germination rate decreased． In contrast with Brassica chinensis L．，higher
seed germination rate under stress of either PEG-6000 or NaCl indicated that Syrenia siliculosa Andrz． was
more tolerant to osmotic stess．
Key words: Syrenia siliculosa Andrz．;seed germination;PEG-6000;NaCl;osmotic stress
棱果芥(Syrenia siliculosa Andrz．)主要分布于新
疆北部干旱的荒漠、沙丘及沙地，为十字花科棱果芥属
的二年生草本植物，高 30 ～ 39 cm，角果长圆形，具四
棱，花果期 6 ～ 7 月［1］。该植物的种子遇水会产生粘
液，能有效粘附沙砾增加其重量从而促进定居，对于适
应流动性沙丘，频繁大风及沙埋有重要的作用，是流沙
的先锋植物［2］。目前已有棱果芥的区系划分以及植
株的染色体及其核型的研究分析报道［3］，而针对其种
子萌发特性以及其对干旱、炎热的沙漠环境的适应性
机制的研究还未见报道。
1 材料和方法
1． 1 材 料
实验所用的棱果芥种子于 2011 年 5 月采自新疆
阜康北沙窝附近沙丘，油菜种子为“塔油二号”，于
2011 年 7 月购于新疆种子公司。供试种子成熟饱满，
在自然环境下干燥后保存于 4 ℃冰箱。
1． 2 方 法
1． 2． 1 棱果芥种子千粒重的测定
从纯净的棱果芥种子中随机选取 1 000 粒，称重，
重复 3 次，计算平均值。
1． 2． 2 棱果芥种子萌发特性的研究
种子表面灭菌:以 70%酒精处理 30 s 后，1%次氯
酸钠灭菌 10 min，无菌水冲洗 3 ～ 5 次。将种子置于直
径 90 mm、垫有 3 层灭菌滤纸的培养皿中，每皿 50 粒，
并加入 5 mL 相应的处理溶液，避光条件下(光照处
理除外)在20℃(温度处理除外)培养箱中萌发。种
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研究报告 师秋菊 等:棱果芥种子萌发特性及其与油菜种子萌发对比的研究
图 2 (A)不同浓度的 GA3 对棱果芥种子萌发率的影响;(B)机械破损处理对棱果芥种子萌发的影响。
子的萌发以下胚轴伸长 2 mm 为标志，每 24 h 统计 1
次萌发率，均统计 20 d。实验均重复 3 次。
(1)种皮机械损伤处理:用针尖刺破种皮，处理溶
液为无菌蒸馏水。
(2)不同浓度的赤霉素(GA3)处理:分别设 30
mg /L、60 mg /L、90 mg /L、120 mg /L、150 mg /L 共 5 个
GA3浓度梯度，对照处理溶液为无菌蒸馏水。
(3)不同温度处理:设 4 ℃、20 ℃ 2 个温度梯度，
处理溶液为 120 mg /L GA3 溶液。
(4)光照和黑暗处理:光照(光周期为光照 16 h /
黑暗 8 h)和黑暗 2 种条件，处理溶液为 120 mg /L GA3
溶液。
1． 2． 3 干旱与盐胁迫下棱果芥与油菜种子萌发特性
对比
种子表面灭菌及萌发条件同 1． 2． 2，另棱果芥处
理液中均加入 120 mg /L GA3 溶液。
(1)盐胁迫处理:设 100 mmol /L、200 mmol /L、400
mmol /L 3 个 NaCl浓度梯度，对照处理溶液为灭菌蒸
馏水。
(2)干旱胁迫处理:以 PEG-6000 模拟干旱条件，
设 10%、20%、30% 3 个浓度梯度，对照处理溶液为灭
菌蒸馏水。
1． 2． 4 数据分析
数据处理、统计学计算和图表绘制均用 Graphpad
Prism 5 完成。
2 结果与分析
2． 1 棱果芥种子千粒重和自然萌发率
野外采集的棱果芥种子呈土黄色，千粒重为
0． 233 1 g ± 0． 014 2 g。将野外采集的棱果芥种子在
20 ℃光照培养箱中进行萌发，结果如图 1 所示，棱果
芥种子的自然萌发率为 31%，这是由于半荒漠地带的
高温和干旱条件，迫使种子多数处于休眠状态，以避开
不良环境。
图 1 棱果芥种子在自然状态下的萌发情况
2． 2 外源 GA3 处理及刺破种皮对棱果芥种子萌发的
影响
外源 GA3 对棱果芥种子萌发率有显著的影响
(图 2-A) ，一定浓度的 GA3 显著增加了种子的萌发
率。30 ～ 120 mg /L 的 GA3 处理均可促进棱果芥种子
萌发，120 mg /L GA3 浓度的萌发率可达到 92%以上。
而当 GA3浓度达 150 mg /L时，种子的萌发率有下降的
趋势。刺破种皮处理的萌发结果如图 2-B 所示，具有
完整种皮的种子萌发率仅为 31%，而刺破种皮后，种
子萌发率可提高到 60%。以上实验结果说明，赤霉素
和刺破种皮都极大促进了种子的萌发。与刺破种皮相
比，赤霉素处理对棱果芥种子解除休眠的作用更为显
著，且赤霉素处理操作也更为简便，因此在后续实验
中，如无特别说明，处理溶液中均含 120 mg /L GA3。
2． 3 光照和温度对棱果芥种子萌发的影响
对不同光照(图 3-A)下棱果芥种子萌发率统计结
果表明，光照和黑暗条件下棱果芥种子萌发率无明显
差异，说明棱果芥种子对光不敏感。由图 3-A可看出，
棱果芥在较低温度下(4 ℃)萌发率极低，不超过
10%;温度提高至 20 ℃时，种子萌发率显著提高，达到
92%左右。
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第 33 卷 第 5 期 2014 年 5 月 种 子 (Seed) Vol． 33 No． 5 May． 2014
图 3 光照(A)与温度(B)对棱果芥种子萌发的影响
图 4 不同浓度的 NaCl处理下的棱果芥种子和油菜种子萌发的情况
2． 4 胁迫处理下棱果芥与油菜种子萌发特性的对比
研究
2． 4． 1 NaCl处理下棱果芥与油菜种子萌发的特性
对比
盐胁迫的结果(图 4)表明，棱果芥和油菜种子萌
发阶段对 NaCl 都具有一定的耐受性，在 NaCl 浓度为
0 ～ 100 mmol /L时，种子的萌发率均可达到 60%以上，
当 NaCl 浓度达到 200 mmol /L 时，种子的萌发率均有
明显下降，但萌发率仍然高于 50%。在 NaCl 浓度为
400 mmol /L 时，棱果芥种子萌发率仍有 35%左右，而
油菜种子的萌发率低于 20%。
2． 4． 2 PEG处理下棱果芥与油菜种子萌发特性对比
通过图 5 可以看出，在 PGE-6000 模拟干旱条件
下，棱果芥和油菜种子的萌发率都是随着 PEG-6000
浓度的升高而呈现逐渐下降的趋势。在 10%的 PEG-
6000 的浓度下，棱果芥的萌发率为 80%，而油菜种子
在 10% 的 PEG-6000 的浓度下的萌发率为 67%;当
PEG-6000 的浓度在 20%时，油菜种子萌发率下降至
40%以下，而棱果芥种子的萌发率在 50% 左右。当
PEG-6000 的浓度到 30% 时，棱果芥种子萌发率为
30%。而油菜种子的萌发率降低到 20%左右。
通过图 6 可以看出，无论是 PGE-6000 模拟干旱还
是 NaCl处理，在各浓度下，棱果芥萌发率均高于油菜，
说明棱果芥与较为抗旱的油菜品种相比，种子萌发阶
段对渗透胁迫有更高的耐受性。
3 结论与讨论
棱果芥种子自然萌发率超不过 31%，分别用针刺
种皮和 GA3 处理分别使棱果芥种子萌发率提高到
60%和 92%，光照和黑暗对棱果芥种子萌发率影响不
显著，说明棱果芥属于光中性种子;对棱果芥耐受温度
进行了研究，发现 4 ℃低温处理下棱果芥种子萌发率
大幅度降低，棱果芥对低温没有耐受性。在与油菜种
子的模拟干旱对比研究实验中，无论是 PEG-6000 或
NaCl处理，棱果芥种子萌发率均高于油菜，表现出较
强的渗透胁迫耐受性。
棱果芥生长于新疆北部干旱的沙丘，在恶劣的生
存条件下生长繁衍需要植物进化出一套特殊的适应机
制。对于依靠种子萌发的植物来说，种子的萌发就是
其适应环境的主要策略，对种子的研究内容主要包括
种皮的研究、内容物积累、种子休眠及其萌发机制
等［4］。本研究发现，棱果芥种子自然萌发率不超过
31%，说明种子存在休眠，这种休眠机制就是其抵御不
良环境的一种策略，是植物在长期进化过程中，对于相
对稳定的季节变化所形成的主动适应机制。任永权
等［5］对 4 种马先蒿种子的发芽率研究发现，种皮打磨
处理显著提高了4种马先蒿种子的发芽率，用赤霉素
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研究报告 师秋菊 等:棱果芥种子萌发特性及其与油菜种子萌发对比的研究
图 5 不同浓度 PEG-6000 处理下棱果芥(A)和油菜(B)种子萌发情况
( A) 不同 PEG浓度; ( B) 不同 NaCl浓度
图 6 棱果芥和油菜种子萌发率的对比情况
处理也得到相同的结果，只是高浓度的赤霉素处理延
长了马先蒿种子的平均发芽时间。本研究利用赤霉素
和刺破种皮 2 种处理方法都极大促进了棱果芥种子的
萌发，其中，赤霉素处理种子，萌发率可达到 92%以
上。外源赤霉素可诱导种子淀粉酶等水解酶的合成，
提高种子水解酶的活性，催化种子内贮藏物质的分解，
以供胚的生长发育所需，进而促进种子胚的发育与种
子萌发［6］;刺破种皮减小种胚生长的机械阻力，解除
了种皮对种子萌发的抑制作用［7］。不同植物种子萌
发对光照的要求不同［8，9］。王玉芳和吴玲等［10，11］研究
发现，光照对红花大金元种子和粗柄独尾草种子萌发
有显著促进作用;而张光飞［12］研究发现，光照对青阳
参种子萌发无明显促进作用。本实验也表明，棱果芥
种子在有光和无光的情况下萌发率无显著差异，为光
中性种子。棱果芥种子对于低温的耐受性比较差，在
低温情况下棱果芥种子萌发率不足 10%。
在新疆北部的干旱荒漠地区，盐害和干旱胁迫时
常发生，种子如何在这种胁迫环境下萌发将关系到种
群的延续。常瑶和华智锐等［13，14］研究 PEG 对于不结
球白菜种子的活力和商洛黄芩种子萌发的情况，发现
PEG处理均能提高种子抗逆性。司马义等［15］对新疆
的光果甘草和苦豆子种子的盐胁迫发现，光果甘草对
盐的耐受性很强，苦豆子相对较弱。已有的研究表
明［16，17］，油菜在一定程度上对干旱具有较强的耐受
性，是一种较耐旱的栽培作物，同时也是同属于十字花
科的棱果芥的近缘种植物。通过对棱果芥和油菜种子
萌发进行 NaCl和 PEG-6000 胁迫，可以发现，棱果芥和
油菜种子对 NaCl和 PEG-6000 都有一定的耐受性，与
油菜种子相比，棱果芥对盐胁迫和干旱胁迫有更高的
耐受性，棱果芥种子萌发阶段具有较强的渗透胁迫耐
受性的分子机制及信号转导途径还有待深入的研究。
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收稿日期:2014 － 01 － 17
作者简介:李 菊(1980 －)女，四川资阳人;硕士研究生，讲师;主要从
事环境科学的教学和研究工作。
盐胁迫对不同青稞品种萌发与幼苗生长的影响
李 菊， 郭燕飞
(西藏大学农牧学院， 西藏 林芝 860000)
摘要:以 4 个青稞品种为试材，研究了不同浓度 NaCl胁迫对青稞种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明，在 0． 4%的低
浓度盐分下，各品种的种子萌发及幼苗生长未受到明显抑制。但随着 NaCl胁迫浓度的升高，各品种受到的抑制作用增
强，种子的萌发与幼苗长势呈下降趋势。不同青稞品种受 NaCl胁迫的程度存在差异。经分析初步认为，曲玛 123、日喀
则 17 的耐盐能力要高于喜玛拉雅 19 和果洛 2 个品种。
关键词: 青稞;盐胁迫;种子萌发;幼苗生长
中图分类号: Q 945． 78 文献标志码: A 文章编号: 1001 － 4705(2014)05-0035-03
Effect of NaCl Stress on Seed Germination and Seedling Growth of
Different Highland Barley Cultivars
LI Ju，GUO Yan-fei
(Tibet Agricultural and Animal Husbandry College，Linzhi Tibet 860000，China)
Abstract:The effect of NaCl stress on germination of four highland barley cultivars were studied in this paper．
Under salt stress by 0． 4% NaCl，seed germination and seedling growth were not inhibited obviously． But with
the further increase of NaCl concentration，the inhibitive effect on seed germination and seedling growth
increased evidently． These four cultivars had different levels of salt endurance． Quma 123 and Ｒikaze 17 had
higher salt tolerance than the other two cultivars．
Key words: highland barley;NaCl stress;seed germination;seedling growth
随着生态环境的不断恶化及土地的不合理利用，
土壤盐渍化日益严重，已成为威胁农业生产的全球性
问题。诸多研究认为，盐胁迫可造成作物出苗困难，植
株生长变缓等，最终导致产量下降［1，2］。盐胁迫影响
着植物生长发育的各个阶段［3］。对大多数植物而言，
因种子萌发期对环境条件较为敏感，盐胁迫的影响尤
为严重［4］。高浓度的盐环境可导致植物的离子失衡
和高渗胁迫，从而抑制种子的正常萌发［5］。
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研究报告 李 菊 等:盐胁迫对不同青稞品种萌发与幼苗生长的影响