全 文 ：植物生理学通讯 第 44卷 第 5期，2008年 10月 857
NaCl胁迫下外源NO供体硝普钠(SNP)对小麦种子萌发的影响
杨青, 宋杰, 史功伟, 王宝山 *
山东师范大学生命科学学院, 逆境植物重点实验室, 济南 250014
提要: 150 mmol·L-1 NaCl胁迫下, ‘鲁麦15’小麦种子萌发率下降, 而添加0.08 mmol·L-1 SNP的种子萌发率显著增加。NaCl处
理与否的情况下添加 0.08 mmol·L-1 SNP对种子最终萌发率、种子含水量、胚中Na+和K+含量影响不显著, 而胚的含水量
显著增高。
关键词: ‘鲁麦15’; 胚; NaCl胁迫; SNP; 含水量; 离子含量
Effect of NO Donor SNP on Seed Germination of Wheat under NaCl Stress
YANG Qing, SONG Jie, SHI Gong-Wei, WANG Bao-Shan*
Key Laboratory of Plant Stress, College of Life Sciences, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
Abstract: Seed germination rate of wheat (‘LM15’) was significantly decreased with 150 mmol·L-1 NaCl
treatment, while addition of 0.08 mmol·L-1 SNP into 150 mmol·L-1 NaCl solution markedly enhanced seed
germination rate. SNP supply did not affect final seed germination rate, seed water content and the contents of
Na+ and K+ in embryos of both control and NaCl-treated seeds. However, SNP supply significantly increased
embryo water content of both control and NaCl-treated seeds.
Key words: ‘LM15’; embryo; NaCl stress; SNP; water content; ion content
收稿 2008-04-30 修定 2008-08-25
资助 国家自然科学基金(30 6 70 1 7 7)、山东省优秀中青年科
学家科研奖励基金(2006BS06002)和国家教育部博士点
基金(2 00 504 450 03 )。
* 通讯作者(E-mail: bswang@sdnu .edu.cn; Tel: 0 531-
8 6 1 8 0 1 9 7 )。
氮氧化合物能促进种子萌发( K e e l e y 和
Fotheringham 1997)。Beligni和Lamattina (2000)也
报道NO能够诱导需光种子莴苣在黑暗或者低照度
下正常萌发。Li等(2005)认为NO能显著缓解盐对
盐生植物盐地碱蓬种子萌发的抑制作用。Duan等
(2007)也报道了NO能提高盐胁迫下小麦种子的萌
发率。NO 促进种子的萌发的原因之一可能是种
子淀粉酶活性有提高(Zhang等 2005; Duan等
2007)。
NaCl对种子萌发的抑制作用既有离子的毒害
又有渗透胁迫的作用(Song等 2005)。而NO缓解
盐分对种子萌发的抑制, 是通过离子毒害还是渗透
胁迫？还是两种作用兼而有之, 尚不清楚。为此,
本文研究NO对小麦种子萌发率、含水量和离子
含量的影响, 进一步探讨NO促进NaCl处理下种子
萌发的机理。
材料与方法
实验材料为小麦(Triticum aestivum L.)品种
‘鲁麦 15’ (‘LM15’)。首先挑取籽粒饱满、大小
一致和无病虫害的种子, 以0.1% HgCl2消毒10 min,
并用去离子水冲洗数次, 放在20 ℃黑暗条件下, 用
去离子水(对照)、150 mmol·L-1 NaCl和分别添加
了0.08 mmol·L-1 SNP的去离子水和NaCl溶液进行
培养, 统计萌发数, 并测定种子和胚的含水量以及
胚中Na+和K+含量。
将消毒并冲洗干净的种子置于铺有滤纸的直
径为 9 cm的培养皿中, 每个培养皿中放 20粒。胚
根突破种皮 0.5 cm视为萌发, 每天记录发芽的种
子数。10 d后当不同处理的种子均不再萌发时, 将
不同处理的未萌发种子全部移至空的培养皿中, 再
用去离子水培养, 记录萌发数, 直到种子不再萌发。
每个处理重复 4次。种子萌发率按 a/b×100计算,
a为不同溶液中萌发的种子数, b为每个重复的总种
子数; 种子最终萌发率按: (a+c)/b×100计算, c为未
萌发的种子转入去离子水后萌发的种子数。
每隔 12 h测定种子的含水量: 种子用去离子
水快速冲洗干净, 擦干后称重(FW)。同时, 将不
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同溶液中处理 60 h的种子, 小心拨取其完整的胚,
每 100个胚为一个重复, 称重(FW)后, 种子和胚迅
速放入105 ℃烘箱中烘烤10 min, 80 ℃下烘干至恒
重, 即干重(DW)。含水量按WC=(FW-DW)/
FW×100% 计算。每个处理重复 3次。
测定胚中Na+和K+含量时, 将烘干样品研磨成
均匀粉末状, 精确称重后置于马伏炉中, 550 ℃充
分灰化。灰分用 2~3滴浓硝酸溶解后用去离子水
定容至 20 mL, 用火焰光度计(英国 Sherwood公司
410型)测定Na+和K+含量。每个处理重复 3次。
数据用 SAS软件(SAS Institute Inc, 1989)进行
单因素显著性检验。
结果与讨论
1 NaCl胁迫下SNP对小麦种子萌发率的影响
图 1-a表明, (1)在对照条件下添加 0.08 mmol·L-1
SNP对萌发率没有影响, 经150 mmol·L-1 NaCl溶液
处理 ‘鲁麦 15’种子后的萌发率显著降低, 而同时
添加 0.08 mmol·L-1 SNP的萌发率有所提高。这
与前人的研究结果(Zhang等2003; Duan等2007)一
致。(2)某些植物种子在NaCl溶液中因遭受离子毒
害而丧失萌发能力(Song等 2005)。本结果显示不
同处理中未萌发的小麦种子转移到去离子水中后,
最终萌发率没有明显差异(图 1-b)。如果SNP能减
缓由于NaCl的离子毒害作用而造成种子萌发能力
的降低, NaCl溶液中添加 SNP后种子最终萌发率
应该比NaCl溶液处理种子的最终萌发率高。本试
验结果一方面说明 ‘鲁麦 15’种子在萌发期间具有
较强的抗盐性, 另一方面说明NaCl胁迫下添加SNP
后种子萌发率的增加似乎并非是通过减缓NaCl
的离子毒害作用, 而可能是减缓 NaCl的渗透胁
迫所致。
图 1 SNP对NaCl胁迫下小麦种子萌发率和去NaCl胁迫后的小麦种子最终萌发率的影响
Fig.1 Effect of SNP on seed germination rate of wheat under NaCl stress and final seed germination rate including ungerminated
seeds after ungerminated seeds were transferred to distilled water
数字为 4 个重复的平均值 ±SD ; 不同处理平均值上的相同字母表示差异不显著。下图同此。
2 NaCl胁迫下SNP对小麦种子和胚中含水量的影
响
图 2表明, 150 mmol·L-1 NaCl胁迫下小麦种子
含水量显著低于对照。虽然对照和 NaCl胁迫下
SNP处理小麦种子含水量有增加趋势, 但差异不显
著。150 mmol·L-1 NaCl溶液处理的小麦种子胚中
含水量显著降低。但对照和NaCl胁迫下添加0.08
mmol·L-1 SNP的盐溶液处理的小麦种子胚含水量都
分别显著高于不添加 SNP处理的小麦种子胚的含
水量(图 3)。这些结果说明, SNP能明显促进小麦
种子胚的吸水, 可能是NaCl溶液中添加 SNP后萌
发率提高的原因之一。
图 2 SNP对小麦种子含水量的影响
Fig.2 Effect of SNP on the water content of wheat seeds
数字为 3 个重复平均值 ±SD。
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3 NaCl胁迫下 SNP对小麦胚中离子含量的影
响
图 4表明, 150 mmol·L-1 NaCl胁迫下小麦
种子胚中 Na+含量升高, K+则下降, 但去离子水
和NaCl溶液中添加SNP对Na+和K+含量没有影
响。说明 SNP缓解盐胁迫下种子的萌发可能是
通过促进种子, 尤其是胚吸水以缓解盐的渗透胁
迫, 而非缓解离子毒害所致, 其中具体机制有待
探 讨 。
图 4 SNP对胚中Na+和K+含量的影响
Fig.4 Effect of SNP on the contents of Na+ and K+ of embryos
数字为 3 个重复平均值 ±SD。
参考文献
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germination and de-etiola tion, and inhibits hypocotyl
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图 3 NaCl胁迫下 SNP处理对胚中含水量的影响
Fig.3 Effect of SNP on the water content of embryos
数字为 3 个重复平均值 ±SD。