不同鈉鹽脅迫對益母草種子發芽的影響

摘要：主要研究了ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ３和ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３ 3種不同鹽脅迫對益母草（Ｌｅｏｎｕｒｕｓ ａｒｔｅｍｉｓｉａ Ｓ． Ｙ． Ｈｕ）種子發芽的影響。結果表明，益母草種子隨ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ３濃度的升高，相對發芽率、相對發芽勢、相對發芽指數均顯著降低，而混合鹽溶液中出現低促高抑現象。３種處理抑制作用順序為ＮａＨＣＯ３＞ＮａＣｌ＞ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３。益母草種子耐鹽大小順序為ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３＞ＮａＣｌ＞ＮａＨＣＯ３。

關鍵詞：益母草（Ｌｅｏｎｕｒｕｓ ａｒｔｅｍｉｓｉａ Ｓ． Ｙ． Ｈｕ）；鈉鹽脅迫；種子發芽；耐鹽性分析

中圖分類號：Ｑ９４９．７７７．６文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）22－4657-03

Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｓｏｄｉｕｍ Ｓａｌｔ Ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ Ｓｅｅｄ Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｏｎｕｒｕｓ ａｒｔｅｍｉｓｉａ

ＣＵＩ Ｘｉｎｇ－ｇｕｏ，ＬＵ Ｚｈａｎ－ｇｅｎ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｈｅｎｇｓｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｎｇｓｈｕｉ ０５３０００，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＮａＣｌ， ＮａＨＣＯ３ ａｎｄ ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３（ｓａｌｔ－ａｌｋａｌｉ）ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｏｎｕｒｕｓ ａｒｔｅｍｉｓｉａ Ｓ． Ｙ． Ｈｕ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｎｇ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ， ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｎｇ ｉｎｄｅｘ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＮａＣｌ， ＮａＨＣＯ３ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ； Bｕｔ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ， ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｖｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｗｅｒｅ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｂｙ ｌｏｗ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ｕｎｄｅｒ １ ｍｇ／ｍＬ） ｏｆ ｓａｌｔ－ａｌｋａｌｉ ａｎｄ ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ａｂｏｖｅ １ ｍｇ／ｍＬ）． Ｔｈｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ＮａＨＣＯ３ ＞ ＮａＣｌ＞ ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３； Wｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓａｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｏｆ Ｌ． ａｒｔｉｍｉｓｉａ ｓｅｅｄ ｗａｓ ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３＞ ＮａＣｌ＞ ＮａＨＣＯ３．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｌｅｏｎｕｒｕｓ ａｒｔｅｍｉｓｉａ Ｓ． Ｙ． Ｈｕ； ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ； ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ； ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓａｌｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ

益母草（Ｌｅｏｎｕｒｕｓ ａｒｔｅｍｉｓｉａ Ｓ． Ｙ． Ｈｕ）為唇形科益母草屬一年生或二年生草本，全草入藥，臨床應用廣泛［１－３］。益母草在我國分布廣泛，但自然更新能力低，在栽培過程中，存在種子發芽率較低的現象，對產品產量影響極大，并且生態因素（如鹽分類型及濃度等）直接影響了種子發芽率和發芽速率，繼而影響幼苗的生長。

目前，國內對益母草的研究主要集中在栽培、產量評價、化學成分和藥用價值等方面［４，５］，而有關益母草種子發芽的耐鹽性及益母草對不同鈉鹽脅迫的反應少見報道。

該試驗對益母草種子進行了3種不同鈉鹽（ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ３和二者的混合鹽）的脅迫處理，旨在了解益母草種子對鈉鹽脅迫的反應及耐鹽性，為益母草的耐鹽研究和在鹽堿地土壤的種植提供理論依據。

１材料與方法

１．１材料

益母草種子于２００９年１０月末采自河北省衡水市衡德公路兩旁益母草自然分布群落。

１．２方法

１．２．１試驗處理方法供試鹽（ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ３）均為分析純，濃度梯度分別為：１、２、３、４、５ ｍｇ／ｍＬ，ＮａＣｌ與ＮａＨＣＯ３混合鹽按體積比１∶１配比，去離子水作對照。采用培養皿發芽法。用０．１％ ＨｇＣｌ２溶液對種子表面消毒１０ s，再用去離子水洗滌多次，沖洗干凈后放于盛去離子水的燒杯中，２７ ℃溫箱浸泡７ ｈ。選取１００粒置于培養皿（Φ １０ ｃｍ）中，３次重復，放于２７ ℃溫箱培養，各處理溶液每天更換１次，以保持一定的鹽濃度及濕度。

１．２．２指標測定方法種子發芽以胚根突破種皮為標準，發芽時間持續７ ｄ。計算相對發芽率、相對發芽指數、相對發芽勢。計算公式：發芽率＝（發芽種子總數／供試種子總數）×１００％；發芽勢＝（３ ｄ內發芽種子數／供試種子總數）×１００％；發芽指數＝ΣＧｔ／Ｄｔ（其中Ｇｔ為日發芽數，Ｄｔ為發芽天數）；相對發芽率（發芽勢、發芽指數）＝某一鹽處理下的發芽率（發芽勢、發芽指數）／相應對照的發芽率（發芽勢、發芽指數）×１００％。耐鹽程度分析［６－８］：耐鹽濃度（ｍｇ／ｍＬ）：發芽率達對照發芽率７５％時相對應的鹽濃度；耐鹽極限濃度（ｍｇ／ｍＬ）：發芽率達對照發芽率１０％時相對應的鹽濃度；耐鹽半致死濃度（ｍｇ／ｍＬ）：發芽率達對照發芽率５０％時相對應的鹽濃度。

１．２．３數據分析方法采用Ｅｘｃｅｌ ２００３作圖，采用ＳＰＳＳ １８．０進行單因素方差分析和多重比較（ＬＳＤ）。

２結果與分析

２．１不同鈉鹽對益母草種子相對發芽率、相對發芽勢和相對發芽指數的影響

由表１、表２、表３可知，在ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ３ 2種鹽脅迫下，益母草種子的相對發芽率、相對發芽勢和相對發芽指數均隨鹽濃度的增大而逐漸降低，且與對照（未加鈉鹽的處理）相比均差異顯著。５ ｍｇ／ｍＬ ＮａＣｌ脅迫下，益母草種子的相對發芽率大于５ ｍｇ／ｍＬ ＮａＨＣＯ３濃度下益母草種子的相對發芽率。混合鹽處理下，１ ｍｇ／ｍＬ的濃度的處理表現出明顯的促進發芽的作用，相對發芽率達到１２９．１０％；在≥２ ｍｇ／ｍＬ的濃度下，相對發芽率隨濃度的增大逐漸下降，并與對照差異顯著，但下降速度小于單鹽脅迫；在５ ｍｇ／ｍＬ的濃度時相對發芽率為４１．７９％，明顯高于以上2種單鹽脅迫，說明混合鹽對益母草種子發芽率抑制作用最弱。

在≥４ ｍｇ／ｍＬ ＮａＣｌ脅迫下，益母草種子的相對發芽勢為１１．１０％；而４ ｍｇ／ｍＬ ＮａＨＣＯ３脅迫下益母草種子的相對發芽率下降到了２３．６１％，５ ｍｇ／ｍＬ濃度下下降到４．２１％，且二者差異顯著。ＮａＣｌ和ＮａＨＣＯ３混合鹽處理下，１ ｍｇ／ｍＬ的濃度的處理提高了發芽勢，相對發芽勢達到１２７．１２％，≥２ ｍｇ／ｍＬ的濃度下，相對發芽勢隨濃度的增大逐漸下降，但下降速度小于單鹽脅迫，在５ ｍｇ／ｍＬ的濃度時相對發芽勢為３１．８４％，明顯高于以上2種單鹽脅迫。

在５ ｍｇ／ｍＬ ＮａＣｌ脅迫下的益母草種子的相對發芽指數為８．３５；而５ ｍｇ／ｍＬ ＮａＨＣＯ３脅迫下，相對發芽指數下降到７．９７；混合鹽處理下，５ ｍｇ／ｍＬ的濃度處理的相對發芽指數高于以上2種單鹽脅迫，為２６．２６。混合鹽濃度對益母草的影響表現為低促高抑，在１ ｍｇ／ｍＬ的濃度下促進發芽，≥2 ｍｇ／ｍＬ的濃度明顯抑制發芽，相對發芽指數隨濃度的增大逐漸下降，并與對照差異顯著，但下降速度小于單鹽脅迫。

２．２不同濃度ＮａＣｌ和ＮａＨＣＯ３對益母草胚根的影響

鹽脅迫對種子發芽的影響多以對胚根的影響作為指標之一［９］。如圖１、圖２所示，隨著ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ３濃度的升高，益母草胚根長度逐漸縮短變粗，且根長度與ＮａＣｌ和ＮａＨＣＯ３濃度之間存在負相關關系（ＲＮａＣｌ＝０．９３４ ３；Ｒ＝０．９２２ ２），這與柴媛媛等［１０］對種子發芽期甜高粱對鹽脅迫的響應及耐鹽性綜合評價結果一致。從圖１、圖２中可以看出，ＮａＨＣＯ３引起的益母草幼苗胚根長度下降速度快于ＮａＣｌ。試驗觀察發現，０、１ ｍｇ／ｍＬ的ＮａＣｌ和ＮａＨＣＯ３脅迫下的益母草胚根又細又長而且長出側根，高濃度（４、５ ｍｇ／ｍＬ）的ＮａＨＣＯ３脅迫下第五天的益母草胚根變黃腐爛，低濃度（２、３ｍｇ／ｍＬ）的ＮａＨＣＯ３脅迫下第六天和第七天的益母草胚根變黃。在≥3 ｍｇ／ｍＬ的ＮａＣｌ脅迫下第六天的益母草胚根變黃，以上說明堿性鹽（ＮａＨＣＯ３）對益母草胚根長度的抑制大于中性鹽（ＮａＣｌ）。

２．３耐鹽程度分析

由表４可知，益母草種子在３種鹽溶液中的耐鹽濃度、耐鹽半致死濃度和耐鹽極限濃度大小順序一致，均為ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３＞ＮａＣｌ＞ＮａＨＣＯ３，說明益母草種子在混合鹽脅迫下比在單鹽脅迫下耐鹽性更強，在中性鹽脅迫下耐鹽性大于堿性鹽，從耐鹽順序上也可反映出３種鹽脅迫對益母草種子發芽的抑制效應強弱，與以上結論一致。

３結論與討論

該試驗主要研究了ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ３和ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３ ３種鈉鹽脅迫對益母草種子發芽的影響。結果表明，隨著ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ３濃度的升高，益母草種子發芽率、發芽勢、發芽指數均顯著降低，其中ＮａＨＣＯ３對益母草的種子危害較大，表現為相對發芽率、相對發芽勢、相對發芽指數降低速度最快，胚根長度被抑制最厲害，這與景艷霞等［１１］對苜蓿種子采用不同鈉鹽處理得出的結果一致。不同濃度混合鹽脅迫對種子發芽有低促高抑作用，即１ ｍｇ／ｍＬ的濃度促進發芽，在≥２ ｍｇ／ｍＬ的濃度時抑制作用隨著濃度的升高而增大。3種處理抑制作用大小順序為ＮａＨＣＯ３＞ＮａＣｌ＞ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３，這與郭彥等［１２］對大豆種子耐鹽堿脅迫的研究結論稍有差異。經耐鹽性分析，益母草種子耐鹽大小順序為ＮａＣｌ＋ＮａＨＣＯ３＞ＮａＣｌ＞ＮａＨＣＯ３。分析原因有以下幾點：①在混合鹽脅迫下，低濃度的Ｃｌ-與ＨＣＯ３-的協同作用可能激活了有關酶活性，促進了種子發芽；高濃度的混合鹽處理和不同濃度的2種鈉鹽的單獨處理均對益母草種子造成了離子毒害而抑制了其發芽。②ＮａＨＣＯ３處理除了造成離子脅迫外，還有高ｐＨ脅迫協同作用，堿性溶液不利于益母草種子發芽，其發芽率、發芽指數、發芽勢均小于ＮａＣｌ處理，也說明高的ｐＨ危害性大于Ｎａ＋。因此堿性鹽（ＮａＨＣＯ３）對種子的毒害作用遠遠大于中性鹽（ＮａＣｌ）。③混合鹽處理對益母草種子發芽的影響小于堿性鹽（ＮａＨＣＯ３）和中性鹽（ＮａＣｌ），可能是混合溶液中的Ｃｌ-或ＨＣＯ３-對毒害起到了緩解的作用，其具體生理機制有待進一步研究。④混合鹽中Ｃｌ-或ＨＣＯ３-促進了細胞膜的滲透調節，滲透調節越強，從外界逆境中吸水的能力越強，越有利于對抗外界不良環境，從而耐鹽能力增強，其具體生理機制有待進一步探討。

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