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3种鹅观草属植物种子萌发期耐盐性研究



全 文 :·问题探讨 ·
收稿日期:2008-08-05
基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(中国农业
科学院草原研究所)资助项目。
作者简介:陈景芋(1980-),女 ,内蒙古呼伦贝尔人;在读硕士 , E-mail:
chjingyudxj@yahoo.com.cn。
通讯作者:解继红 , E-mail:xiejihong223@ 163.com。
3种鹅观草属植物种子萌发期耐盐性研究
陈景芋 1 ,  李卫军 1 ,  解继红2 ,  于靖怡 3
(1.新疆农业大学草业与环境科学学院 ,  乌鲁木齐 830052;
2.中国农业科学院草原研究所 ,  呼和浩特 010010; 3.内蒙古农业大学 生态环境学院 ,  呼和浩特 010019)
StudyofSaltToleranceofThreePlantsofRoegneriaDuringSeedGerminating
CHENJing-yu1 , LIWei-jun1 , XIEJi-hong2 , YUJing-yi3
摘要:用不同浓度 NaCl溶液对 3种鹅观草属植物种子进行浸
种处理 , 测定它们的发芽率 、发芽势 、发芽指数 , 研究鹅观草属 3
种植物种子萌发期的耐盐性。结果表明:低盐浓度对 3种鹅观
草属植物种子萌发影响不大;在高盐浓度下 , 3种鹅观草属植物
种子萌发受到不同程度的抑制 ,品种间有显著差异。综合分析
发芽率 、发芽势及发芽指数 , 3种鹅观草属植物种子萌发期的耐
盐顺序为:偏穗鹅观草最强 >肃草一般 >大芒鹅观草最差。
关键词: 鹅观草属;NaCl胁迫;发芽率;发芽势;发芽指数
中图分类号: S68   文献标志码: A
文章编号: 1001-4705(2009)01-0064-03
鹅观草属 (RoegneriaC.Koch)是 Koch于 1848年
以高加索鹅观草(R.caucasica)为模式建立的禾本科
(Poaceae)小麦族(TriticeaeDumortier)中最大的一个
属 ,现知全世界约有 130余种 ,广泛分布于北半球的温
寒地带 [ 1] 。我国约有 79种 ,主要分布在西北 、西南和
华北地区 [ 2 ~ 4] 。该属植物多为草原和草甸的组成成
分 ,多数种类是优良牧草;有些物种还有抗病 、抗旱 、抗
寒等优良特性 ,是小麦和牧草育种的重要资源 。
土壤盐碱化是制约农业生产的一个重要环境因
素 。我国的盐碱化面积约占耕地面积的 10%左右。
从全国历年盐碱化耕地面积的变化看 ,总的趋势是盐
碱化耕地面积在不断扩大 。如何开发利用盐碱地 ,促
进农业生产 ,成为当今研究的热点 。在我国北方选择
和培育耐盐性牧草是改良盐碱地的一种重要手段 ,也
是畜牧业发展的关键。对于大多数植物 ,种子萌发期
和早期幼苗阶段对环境胁迫最为敏感 [ 5] ,其中以种子
萌发期耐盐性研究最多。盐胁迫对植物的影响主要表
现为降低种子发芽率和成苗率 , 降低生物量的积
累 [ 6] 。国内对鹅观草属植物的研究多集中在遗传多
样性的探索 ,但关于鹅观草属植物种子萌发期耐盐能
力的研究仍属空白 ,因此有必要加强这方面的研究工
作 。本文以肃草 、大芒鹅观草 、偏穗鹅观草种子为试验
材料 ,研究三者种子在萌发期的耐盐极限 ,探讨随着盐
分浓度的递增对其种子发芽的影响规律及耐盐差异性 。
1 材料与方法
1.1 实验材料
材料为肃草 (R.strictaKengf.stricta), 2001年
采于阿尔山好森沟 、大芒鹅观草 (R.turczaninovi
(Drob)Nevskivar.macratheraOhwi), 2001年采于呼
盟根河 、偏穗鹅观草 (R.komarovi(Nevski)Nevski)
2002年采于山西省 ,以上材料均由中国农科院草原研
究所徐柱研究员考察收集 , 2005年种植于内蒙古太仆
寺旗 , 2006年收种 ,同年由徐柱研究员和肖海峻博士
鉴定。
1.2 实验设计
设置了 10个 NaCl浓度梯度 ,分别为:0(对照)、
75、100、125、150、175、200、225、 250、275mmol/L。挑
选粒大 、饱满 、整齐一致的种子去芒 ,浸泡 8h后 ,剥掉
种皮并用 0.1%升汞消毒 5min,蒸馏水冲洗 3 ~ 5次 ,
然后置于铺有 2层滤纸的双层肥皂盒中 ,上层放置种
子 ,下层注入含不同 NaCl浓度的 MS营养液 。每盒摆
50粒种子 , 3次重复 。 25℃、12h光照条件下发芽 ,每
天补充蒸发掉的溶液 。
1.3 测定方法
种子发芽是以芽长相当于种子一半长或根长作为
发芽标准 [ 7] 。每 2天统计 1次发芽数 ,发芽期至第 7
天结束 。本试验中发芽率 、发芽势和发芽指数计算公
式如下:
发芽率 (GP)=发芽种子数 /供试种子总数 ×
100%  (本实验为第 6天发芽种子数)
·64·
第 28卷 第 1期 2009年 1月              种 子 (Seed)            Vol.28 No.1 Jan. 2009
DOI :10.16590/j.cnki.1001-4705.2009.01.053
表 1 不同浓度 NaCl胁迫对发芽率(%)的影响
名称 NaCl不同浓度处理(mmol/L)
0 75 100 125 150 175 200 225 250 275
肃草 98.67a 100.00a 96.00a 94.67a 85.33a 68.00b 48.00c 8.00d 0.00d 0.00d
大芒鹅观草 94.67ab 97.33a 94.67ab 81.33b 56.00c 50.67c 36.00d 8.00e 0.00e 0.00e
偏穗鹅观草 100.00a 100.00a 96.00ab 94.67ab 92.00b 90.67b 80.00c 58.67d 22.67e 8.67f
  注:方差分析表明:不同字母间差异极显著 , (p<0.01)。
表 2 不同浓度 NaCl胁迫对发芽势(%)的影响
名称 NaCl不同浓度处理(mmol/L)
0 75 100 125 150 175 200 225 250 275
肃草 90.67a 94.67a 92.00a 90.67a 81.33a 61.33b 38.67c 8.00d 0.00d 0.00d
大芒鹅观草 89.33a 94.67a 90.67a 81.33a 49.33b 44.00bc 32.00c 5.33d 0.00d 0.00d
偏穗鹅观草 94.67a 96.00a 93.33ab 90.67ab 86.67b 77.33c 69.33d 53.33e 14.67f 6.67g
  注:方差分析表明:不同字母间差异极显著 , (p<0.01)。
表 3 不同浓度 NaCl胁迫对发芽指数的影响
名称 NaCl不同浓度处理(mmol/L)
0 75 100 125 150 175 200 225 250 275
肃草 31.22a 32.16a 30.50a 30.22a 28.94a 23.00b 12.83c 1.67d 0.00d 0.00d
大芒鹅观草 28.39a 30.94a 29.56a 27.28a 19.83b 18.06b 11.33c 1.33d 0.00d 0.00d
偏穗鹅观草 32.17a 31.33a 31.33a 30.89a 30.50a 28.56b 23.67c 11.56d 3.72e 1.55f
  注:方差分析表明:不同字母间差异极显著 , (p<0.01)。
  发芽势(GE)=发芽最多 1d的发芽种子数 /供试
种子总数 ×100%(本实验种子发芽数最多的 d为第 4
天)
发芽指数(GI)=∑ (Gt/Dt)
Gt指在时间 t日内的发芽数 , Dt为相应的发芽天
数。
数据分析采用 EXCEL和 SAS6.12软件处理。
2 结果与分析
2.1 不同浓度 NaCl溶液对 3种鹅观草属植物种子发
芽率的影响
  由表 1可以看出:3种鹅观草属植物种子在一定
浓度的 NaCl溶液中种子发芽率和对照差异不显著。
就发芽率指标而言 ,肃草 、大芒鹅观草 、偏穗鹅观草的
NaCl浓度适应范围分别是 0 ~ 150 mmol/L;0 ~ 125
mmol/L;0 ~ 175mmol/L。随着 NaCl浓度的增加 , 3种
鹅观草属植物种子的发芽率均显著下降(p<0.01)。
从图 1可以看出:偏穗鹅观草在 NaCl胁迫下发芽率明
显高于肃草 、大芒鹅观草 ,当 NaCl浓度为 250mmol/L
时 ,发芽率仍为 22.7%。
2.2 不同浓度 NaCl溶液对 3种鹅观草属植物种子发
芽势的影响
  从发芽速度上看(见表 2),肃草 、大芒鹅观草 、偏
穗鹅观草在低盐浓度下发芽势均高于对照 ,但差异不
显著。随着 NaCl浓度的增加 , 3种鹅观草属植物种子
的发芽势均显著下降(p<0.01)。从图 2可以看出:
当 NaCl浓度在 150 ~ 275mmol/L,偏穗鹅观草的发芽
势明显高于肃草 、大芒鹅观草 , 当 NaCl浓度为 250
mmol/L时 ,发芽势仍达 14.67%。
图 1 NaCl胁迫下的发芽率
图 2 NaCl胁迫下的发芽势
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问题探讨  陈景芋 等:3种鹅观草属植物种子萌发期耐盐性研究
2.3 不同浓度 NaCl溶液对 3种鹅观草属植物种子发
芽指数的影响
  由表 3可以看出:3种鹅观草属植物种子在一定
浓度的 NaCl溶液中 ,种子发芽指数和对照差异不显
著 。就发芽指数而言 ,肃草 、大芒鹅观草 、偏穗鹅观草
的 NaCl浓度适应范围分别是 0 ~ 150mmol/L;0 ~ 125
mmol/L;0 ~ 150mmol/L。随着 NaCl浓度的增加 , 3份
鹅观草属植物种子的发芽指数均显著下降 (p<
0.01)。从图 3可以看出:NaCl浓度在 175 ~ 275
mmol/L时 ,偏穗鹅观草的发芽指数明显高于肃草 、大
芒鹅观草 ,这和种子发芽率 、发芽势所得结果相吻合 。
图 3  NaCl胁迫下的发芽指数
3 讨论与小结
在 NaCl胁迫下 ,肃草 、大芒鹅观草 、偏穗鹅观草发
芽率 、发芽势及发芽指数都受到不同程度的影响:低盐
浓度胁迫对其发芽率 、发芽势及发芽指数影响不是很
大 ,当 NaCl浓度在 75mmol/l时 ,对它们的萌发甚至有
轻微的促进作用 ,这与前人的研究结果是一致的。低
浓度 NaCl胁迫对棉花[ 8] 、盐角草 [ 9] 、西瓜[ 10] 、刚果臂
形草[ 11] 、大麦 [ 12]等种子萌发有促进作用 , 这种现象可
能与低盐促进细胞膜渗透调节有关 , 也可能是微量的
无机离子 Na+对呼吸酶有一定的激活作用 。试验中随
着 NaCl溶液浓度的增高 ,肃草 、大芒鹅观草 、偏穗鹅观
草发芽率 、发芽势和发芽指数都显著下降 ,这可能是由
于高浓度的 NaCl的毒害作用[ 13] , 也可能是高浓度
NaCl破坏了种子细胞膜的结构和功能 , 抑制或促进
一些酶的活性 ,导致发芽率 、发芽势及发芽指数降低 。
本试验中 3种鹅观草属植物种子在不同 NaCl浓
度下萌发 ,以偏穗鹅观草萌发期耐盐力最强 ,当 NaCl
浓度为 250、275mmol/L时 ,其发芽率分别为 22.67%、
8.67%,发芽势分别为 14.67%、6.67%,发芽指数分
别为 3.72%、1.55%。而肃草及大芒鹅观草的发芽
率 、发芽势及发芽指数均为 0。综合比较 3种鹅观草
属植物种子在 0 ~ 275mmol/LNaCl浓度范围内的发芽
率 、发芽势及发芽指数偏穗鹅观草萌发能力最强 ,肃草
一般 ,大芒鹅观草最差 。
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第 28卷 第 1期 2009年 1月              种 子 (Seed)            Vol.28 No.1 Jan. 2009