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NaCl胁迫对菘蓝种子萌发及幼苗生长的影响



全 文 :山 东 农 业 科 学 2015,47(4):56 ~ 58 Shandong Agricultural Sciences
DOI:10. 14083 / j. issn. 1001 - 4942. 2015. 04. 015
收稿日期:2014 -12 -23
基金项目:山东省旱地作物水分高效利用创新团队(2012) ;山东省特色名校建设工程课程建设项目(XYX2014035) ;山东省特色名
校建设工程教学研究项目(XJG2013093)
作者简介:张海艳(1978 -),女,山东桓台人,博士,副教授,主要从事玉米和种子生理研究。E - mail:hyzhang608@ 126. com
NaCl胁迫对菘蓝种子萌发及幼苗生长的影响
张海艳
(青岛农业大学农学与植物保护学院 /山东省旱作农业技术重点实验室,山东 青岛 266109)
摘 要:以菘蓝种子为试材,采用培养皿发芽法,研究不同浓度 NaCl处理对菘蓝种子萌发及幼苗生长的
影响。结果表明,与 CK相比,低浓度 NaCl(≤20 mmol /L)处理下菘蓝种子的发芽率、发芽指数、活力指数、发
芽速度指数无显著变化,高浓度 NaCl 处理(≥60 mmol /L)下菘蓝种子各项发芽指标均显著降低;10 ~ 20
mmol /L NaCl处理能促进菘蓝幼苗生长,叶片 MDA 含量无显著变化,40 ~ 100 mmol /L NaCl 处理时幼苗生长
显著受抑制,叶片 MDA含量显著增多。
关键词:菘蓝;NaCl胁迫;种子发芽;幼苗生长;MDA含量
中图分类号:S567. 23 + 9. 01 文献标识号:A 文章编号:1001 -4942(2015)04 -0056 -03
Effects of NaCl Stress on Seed Germination
and Seedling Growth of Isatis indigotica
Zhang Haiyan
(College of Agronomy and Plant Protection,Qingdao Agricultural University /
Shandong Key Laboratory of Dry Farming Technique,Qingdao 266109,China)
Abstract In this experiment,the germination test with culture dishes was conducted to study the effects
of NaCl stress on seed germination and seedling growth of Isatis indigotica. The results indicated that compared
with CK,the treatment with low NaCl concentration (≤20 mmol /L)had no significant effects on germination
percentage,germination index,vigor index and germination velocity index,while that with high NaCl concen-
tration (≥60 mmol /L)decreased the seed germination parameters significantly. The treatments with 10 ~ 20
mmol /L NaCl increased the seedling growth,and had no significant effect on MDA content. But under 40 ~
100 mmol /L NaCl treatments,the seedling growth was inhibited and the MDA content increased significantly.
Key words Isatis indigotica;NaCl stress;Seed germination;Seedling growth;MDA content
菘蓝(Isatis indigotica Fort.) ,十字花科二年
生草本植物,其干燥根为常用中药板蓝根(Isatidis
Radix),具有清热解毒、凉血利咽之功效[1 ~ 4],临
床用量之大堪称中成药之最。目前,对菘蓝的研
究大多集中在板蓝根成分组成和药性、药理作用
等方面[5 ~ 7],对逆境下菘蓝种子萌发及幼苗生长
方面的报道较少。
土壤盐渍化是人类目前面临的重大生态危机
之一,已成为影响农业生产最重要的环境胁迫因
子[8]。我国有 3. 47 × 107 hm2 盐碱地,占耕地面
积的 1 /3[9]。植物不同生长阶段的耐盐性不同,
种子萌发期往往是盐胁迫的敏感期。因此,研究
菘蓝种子萌发期的耐盐性对其盐碱地栽培具有重
要意义。本试验以菘蓝种子为试材,研究不同浓
度 NaCl处理对菘蓝种子萌发及幼苗生长的影响,
以期为盐碱地区的菘蓝栽培及盐碱地的充分利用
提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
菘蓝种子由山东省长清马山中药材特色品牌
基地提供,千粒重为 5. 2 g。
1. 2 试验方法
种子先用 75%乙醇灭菌 5 min,再用 5%次氯
酸钠消毒 5 min,最后用无菌水冲洗 3 ~ 4 次。
20℃下无菌蒸馏水浸种 24 h,无菌滤纸沥干种子
表面水分,置于培养皿中培养。温度与光周期为
25℃光照培养 8 h,15℃暗培养 16 h。共设 7 个
NaCl浓度处理:0(CK)、10、20、40、60、80、100
mmol /L,每个处理 36 粒种子,重复 6 次。
1. 3 数据记录与测定
每天记录菘蓝种子的发芽数,当胚轴长度约
与种子的长度相等时视为发芽[10]。第 4 天的种
子发芽百分数为发芽势,第 7 天的种子发芽百分
数为发芽率。发芽指数(GI)=∑(Gt /Tt),其中
Gt为 t天内的发芽数,Tt 为对应 Gt 的发芽天数;
活力指数(VI)= GI ×苗高;发芽速度指数(GV)
=∑Gi /Ti,其中 i 是发芽期数,Gi 是第 i 期的发
芽率,Ti是发芽天数。第 12 天时,每个重复随机
选取 10 株幼苗测量苗高、根长,称量 10 株的苗鲜
重和根鲜重,并测定丙二醛(MDA)含量(采用硫
代巴比妥酸法)[11]。
1. 4 统计分析
采用 Microsoft Excel 2003 软件进行数据处理
及作图,用 DPS 7. 05 软件对各处理差异进行多重
比较。
2 结果与分析
2. 1 NaCl胁迫对菘蓝种子萌发的影响
由表 1 可以看出,不同浓度 NaCl处理对菘蓝
种子萌发指标的影响存在差异。与 CK 相比,
10 ~ 40 mmol /L NaCl处理下种子发芽率无显著变
化,60 ~ 100 mmol /L NaCl处理下发芽率分别降低
了 10. 1%、16. 2%和 14. 5%,差异显著。10 ~ 100
mmol /L NaCl处理下发芽势比 CK 降低 16. 0% ~
74. 7%,差异显著。不同浓度 NaCl处理对种子发
芽指数、活力指数和发芽速度指数的影响较为一
致,具体表现为:与 CK相比,10 ~ 20 mmol /L NaCl
处理下无显著变化,40 ~ 100 mmol /L NaCl处理下
发芽指数、活力指数和发芽速度指数分别降低了
26. 9% ~ 62. 2%、43. 7% ~ 73. 8% 和28. 2% ~
61. 5%,差异显著。可见,低浓度 NaCl(≤ 20
mmol /L)处理对菘蓝种子萌发无显著抑制作用,
高浓度 NaCl(60 ~ 100 mmol /L)处理能显著抑制
菘蓝种子萌发。
表 1 NaCl胁迫对菘蓝种子萌发的影响
NaCl浓度
(mmol /L)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
发芽
指数
活力
指数
发芽速度
指数
0(CK) 63. 98a 43. 33a 13. 91a 41. 73a 0. 39a
10 65. 83a 34. 64b 11. 96a 37. 91a 0. 33a
20 61. 94a 36. 39b 13. 85a 43. 90a 0. 38a
40 64. 72a 36. 39b 9. 88bc 23. 51b 0. 27bc
60 57. 50b 26. 39c 10. 17bc 22. 88b 0. 28bc
80 53. 61b 16. 44d 8. 34cd 17. 35c 0. 23cd
100 54. 72b 10. 98e 5. 26d 10. 94d 0. 15d
注:同列数据后不同小写字母表示差异显著(P < 0. 05) ,下
表同。
2. 2 NaCl胁迫对菘蓝幼苗生长的影响
由表 2 可以看出,随着 NaCl 浓度的增加,菘
蓝幼苗苗高、根长、苗鲜重、根鲜重和根苗比均呈
先增加后减少的变化趋势,且均在 20 mmol /L
NaCl 处理下达最大。具体表现为:10 mmol /L
NaCl处理下苗高、根长、苗鲜重分别比 CK增加了
5. 7%、5. 9%和 25. 0%,差异显著,根鲜重和根苗
比维持不变;20 mmol /L NaCl 处理下苗高、根长、
苗鲜重、根鲜重和根苗比分别比 CK 增加了
5. 7%、16. 6%、45. 0%、66. 7%和 10. 2%,差异显
著;40 mmol /L NaCl 处理下苗高、根长、根鲜重分
别比 CK 减少了 20. 7%、15. 2%、33. 3%,差异显
著,苗鲜重比 CK 增加了10. 0%,差异不显著,根
苗比比 CK 增加了 6. 8%,差异显著;60 ~ 100
mmol /L NaCl处理下各项指标分别比 CK 减少了
25. 0% ~ 38. 0%、41. 0% ~ 50. 6%、0 ~ 10%、
33. 3% ~66. 7%和 15. 0% ~27. 2%,差异显著。
表 2 NaCl胁迫对菘蓝幼苗生长的影响
NaCl浓度
(mmol /L)
苗高
(cm)
根长
(cm)
苗鲜重
(g /10 株)
根鲜重
(g /10 株) 根苗比
0(CK) 3. 00b 4. 41b 0. 20b 0. 03b 1. 47b
10 3. 17a 4. 67a 0. 25a 0. 03b 1. 47b
20 3. 17a 5. 14a 0. 29a 0. 05a 1. 62a
40 2. 38c 3. 74c 0. 22b 0. 02c 1. 57a
60 2. 25c 2. 40d 0. 20b 0. 02c 1. 07c
80 2. 08d 2. 60d 0. 20b 0. 01d 1. 25c
100 1. 86e 2. 18e 0. 18c 0. 01d 1. 17c
75第 4 期 张海艳:NaCl胁迫对板蓝根种子萌发及幼苗生长的影响
因此,低浓度 NaCl(≤20 mmol /L)处理能促
进菘蓝幼苗的生长,以 20 mmol /L NaCl 处理时效
果最好,高浓度 NaCl(60 ~ 100 mmol /L)处理则抑
制其幼苗生长。
2. 3 NaCl胁迫对菘蓝幼苗叶片MDA含量的影响
逆境诱导活性氧的形成,造成过氧化伤害。
MDA是膜脂过氧化产物,其含量高低可用来反映
细胞膜的损伤程度。由图 1 可以看出,不同浓度
NaCl处理后,菘蓝幼苗叶片 MDA 含量的变化不
同。与 CK 相比,10 mmol /L 和 20 mmol /L NaCl
处理后叶片 MDA 含量无显著变化,40 ~ 100
mmol /L NaCl 处理后叶片 MDA 含量显著增加。
表明,中、高度浓度 NaCl处理可损伤菘蓝叶片细胞
结构,加速膜脂过氧化作用,使 MDA含量增多。
图 1 NaCl胁迫对菘蓝幼苗叶片 MDA含量的影响
3 结论与讨论
本研究表明,低浓度 NaCl(≤20 mmol /L)对
菘蓝种子的发芽率、发芽指数、活力指数、发芽速
度指数无显著抑制作用,但较高浓度 NaCl(≥60
mmol /L)对发芽指标则表现出显著抑制作用。由
此可见,菘蓝种子具有一定的耐盐能力,高盐(≥
60 mmol /L)胁迫能抑制菘蓝种子的萌发,延长菘
蓝种子的发芽时间。
此外,本试验发现,10 ~ 20 mmol /L NaCl处理
能促进菘蓝幼苗生长,40 mmol /L NaCl 处理时幼
苗生长开始受抑制。这可能是由于低浓度盐能够
促进植物细胞膜的渗透调节,渗透调节能力越强,
越有利于吸水和对抗不良环境;此外 Na +对呼吸
酶有激活作用[12],进而对幼苗生长起促进作用。
高盐浓度下,一方面,为平衡细胞内外渗透势,植
株在细胞质中合成过多的有机小分子物质,从而
减少细胞生长所需的碳源环境,抑制幼苗生
长[13];另一方面,植株因为缺水导致气孔关闭,叶
绿体受损,光合相关酶失活或变性,光合速率下
降,光合作用的同化产物减少,同时由于盐胁迫下
各种拒盐活动增强导致呼吸作用增强,因此高盐
胁迫不仅扰乱了植物的光合作用,同时影响了植
株的呼吸代谢,造成一系列不正常的连锁反
应[14,15]。
参 考 文 献:
[1] 崔树玉,薛原,杨建莉,等. 板蓝根研究进展[J]. 中草药,
2001,32(7) :670 - 671.
[2] 何立巍,董伟,杨婧妍,等.板蓝根抗病毒有效部位的化学成
分及其活性研究[J].中草药,2013,44(21) :2960 - 2964.
[3] 林子君,刘晓秋,韩娜,等. 板蓝根的化学成分研究[J]. 现
代药物与临床,2011,26(5):381 - 383.
[4] 李寒冰,鄢丹,武彦舒,等.基于抗病毒活性检测的板蓝根质
量生物评价方法及优化研究[J]. 中草药,2011,42(8):
1560 - 1565.
[5] 王晓良,陈明华,王芳,等.板蓝根水提取物的化学成分研究
[J].中国中药杂志,2013,38(8) :1172 - 1182.
[6] 王斌,张腾霄,宋相周,等.不同产地板蓝根中多糖及总氨基
酸含量的分析比较[J]. 南方农业学报,2014,45(1) :23 -
27.
[7] 马毅敏,李娜,刘承伟,等.板蓝根不同提取部位抗炎镇痛活
性比较研究[J].中草药,2014,45(17):2517 - 2521.
[8] 任丽丽,任春明,赵自国.植物耐盐性研究进展[J].山西农
业科学,2010,38(5) :87 - 90.
[9] Zhang H,Zhao Y. Effects of different neutral and alkaline sa-
linities on seed germination and early seedling growth of maize
(Zea mays L.) [J]. African Journal of Agricultural Research,
2011,6(15) :3515 - 3521.
[10] 贾海凤,张海艳.外源 NO 对 NaCl 胁迫下板蓝根种子萌发
和幼苗生理特性的影响[J]. 中草药,2014,45(1):118 -
124.
[11] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京:高等教
育出版社,2000:260 - 261.
[12] 王庆亚,刘敏,张守栋,等.盐胁迫对盐角草种子萌发与幼苗
生长效应的研究[J].江苏农业科学,2002(2):69 - 71.
[13] 杨晓慧,蒋卫杰,魏珉,等.植物对盐胁迫的反应及其抗盐机
理研究进展[J].山东农业大学学报:自然科学版,2006,37
(2):302 - 305,308.
[14] Oukarroum A,Bussott F,Goltsev V,et al. Correlation be-
tween reactive oxygen species production and photochemistry of
photosystems Ⅰ and Ⅱ in Lemna gibba L. plants under salt
stress[J]. Environmental and Experimental Botany,2015,
109:80 - 88.
[15] Talei D,Valdiani A,Maziah M,et al. Salt stress - induced
protein pattern associated with photosynthetic parameters and
andrographolide content in Andrographis paniculata Nees[J].
Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry,2014,11:1 -8.
85 山 东 农 业 科 学 第 47 卷