不同鈉鹽脅迫對黑心菊種子萌發的影響

張麗輝++王相威++張智航++陳冊

摘要 為了解鹽脅迫對黑心菊種子萌發的影響，采用紙上發芽法研究了不同濃度（0、50、100、150 mmol/L）Na2CO3、NaHCO3、NaCl脅迫對黑心菊種子發芽率、發芽勢、發芽指數及胚生長的影響。結果表明：隨著鹽溶液濃度的增加，黑心菊種子的發芽率、發芽勢、發芽指數呈下降趨勢，當鹽濃度達到150 mmol/L時，NaHCO3和NaCl處理的發芽勢均等于0。種子對3種鹽的耐受力大小為Na2CO3>NaHCO3>NaCl；不同種類的鹽脅迫對胚根和胚芽的影響不同，但總體表現為高鹽抑制了胚根的生長，反映出胚根是對鹽分脅迫較敏感的部位。

關鍵詞 黑心菊；種子萌發；鹽脅迫；堿性鹽

中圖分類號 S648 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）17-0190-02

Effects of Salinities Stress on Seed Germination of Rudbeckia hybrida

ZHANG Li-hui WANG Xiang-wei ZHANG Zhi-hang CHEN Ce

（School of Life Sciences，Changchun Normal University，Changchun Jilin 130032）

Abstract In order to understand the effects of salt stress on the seed germination of R. hybrida，the salt tolerance of Rudbeckia hybrida seeds were tested under four salt solutions（0 mmol/L，50 mmol/L，100 mmol/L，150 mmol/L）to research the effect of salt stress on germination rate，germination potential and germination index of Rudbeckia hybrida seeds. The results showed that the germination rate，germination potential and germination index significantly decreased than the control with the increasing of salt concentration. When the NaHCO3 and NaCl concentration were up to 150 mmol/L，the germination potential were 0.The sodium salts were Na2CO3，NaHCO3，NaCl，respectively，based on salt injury rates of seed germination from high to low，under the same concentrations of sodium salts solutions. The radicle and germ had different response to the salts. The salt at higher concentrations could inhibit the growth of radicle.

Key words Rudbeckia hybrida；germination；salt stress；alkaline salt

黑心菊（Rudbeckia hybrida）是菊科金光菊屬多年生草本植物。性喜陽光，既耐寒又耐旱，適應性強，不擇土壤，是城市園林綠化中重要的觀賞植物之一[1]。種子萌發是每個植物生活周期的重要階段[2]，在此階段，該植物的生理活動極易受到外界環境的影響[3]，從而影響該植物的生長和發育。鹽脅迫就是影響種子萌發的重要因素之一，國內外諸多研究表明，鹽脅迫抑制植物的生長發育，降低種子萌發速率及萌發的百分率[4-7]。以往的研究多數集中在中性鹽脅迫[8-11]，較少涉及堿性鹽脅迫和二者之間的比較[12-13]，目前對黑心菊種子萌發期間的耐鹽性系統研究未見報道。本試驗對黑心菊種子進行不同濃度Na2CO3、NaHCO3、NaCl 3種鹽脅迫處理，研究不同鹽處理下黑心菊種子萌發的特性，探討黑心菊種子萌發指標及幼苗生長指標與鹽脅迫程度之間的關系，以期為鹽堿地區的花卉生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為黑心菊種子，于2014年秋天采自長春師范大學校園內。主要儀器與試劑：GZP-250光照培養箱；NaCl、Na2CO3、NaHCO3均為分析純。

1.2 試驗方法

采用NaCl、Na2CO3、NaHCO3溶液進行脅迫，設計5個濃度處理為0、50、100、150、200 mmol/L的溶液。采用紙上發芽法，選飽滿黑心菊種子，用75%乙醇消毒10 min，然后用蒸餾水沖洗3次，用吸水紙吸干表面水分后置于鋪入雙層濾紙培養皿內，培養皿直徑9 cm，每皿50粒種子，分別加入3 mL不同濃度的鹽溶液（以等量蒸餾水作對照處理），各濃度處理重復3次，蓋上培養皿蓋，放入25 ℃/15 ℃（14 h/10 h），每日用相應濃度的鹽溶液沖洗以維持鹽濃度的恒定。第4天種子開始萌發，每天觀察記錄發芽情況，以胚根長度等于種子長度時作為發芽標準，14 d試驗結束。試驗結束后每個處理隨機抽取10株幼苗，測定其根長、芽長。

1.3 指標測定

各項指標計算公式如下：

發芽率（%）=第14天種子的發芽數/供試種子總數×100endprint

發芽勢（%）=第8天種子的發芽數/供試種子總數×100

發芽指數（GI）=∑（Gt /Dt），

其中，Gt為t時間內的發芽數，Dt為相應發芽日數。

1.4 數據處理

數據分析采用SPSS 16.0，用Excel軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對黑心菊種子發芽率和發芽勢的影響

由圖1可知，經過鹽脅迫處理的種子其發芽率低于對照。隨著鹽濃度的上升，種子發芽率呈下降趨勢，且Na2CO3處理種子的發芽率顯著高于NaCl和NaHCO3處理（P<0.05）。NaCl和NaHCO3處理種子發芽率大致相似，但NaHCO3處理種子發芽率高于NaCl。濃度為50 mmol/L時，NaCl和NaHCO3處理組發芽率均出現一低峰，濃度為100 mmol/L時，Na2CO3處理組發芽率出現低峰。由此可知，50 mmol/L是種子對NaCl和NaHCO3耐受力較弱的濃度，100 mmol/L是種子對Na2CO3耐受力較弱的濃度，種子對3種鹽的耐受力大小為Na2CO3>NaHCO3>NaCl。

發芽勢指種子在發芽前期，在規定的時間內正常發芽種子數占種子總數的比例，它可反映種子發芽的整齊度和發芽速度[14]。由圖2可知，在濃度為50 mmol/L時，Na2CO3處理組發芽勢較高，發芽整齊度較好，隨著鹽濃度升高，3個處理組的種子發芽勢降低，發芽整齊度變差。

2.2 鹽脅迫對黑心菊種子發芽指數的影響

種子發芽指數在一定程度上可反映種子的發芽速度[15]。由圖3可知，隨著鹽濃度的不斷升高，3個處理組的發芽指數呈下降趨勢。在濃度為50 mmol/L時，發芽指數表現為Na2CO3>NaCl>NaHCO3；在濃度≥100 mmol/L時，Na2CO3處理的發芽指數顯著高于NaCl和NaHCO3處理（P<0.05），但NaCl和NaHCO3處理的發芽指數無差異（P>0.05）。由此表明，高鹽濃度下，種子發芽速度受到抑制，發芽時間推遲。

2.3 鹽脅迫對黑心菊胚根長和胚芽長的影響

由圖4可知，黑心菊幼苗胚根長隨著鹽濃度的升高而降低，但鹽溶液在50 mmol/L時，NaCl處理的胚根長大于Na2CO3和NaHCO3處理（P<0.05），但Na2CO3和NaHCO3處理的胚根長無顯著差異（P>0.05）；鹽溶液濃度為100 mmol/L時，胚根長表現為Na2CO3>NaCl>NaHCO3處理，當濃度增加到150 mmol/L時，胚根長表現為NaHCO3>NaCl>Na2CO3。由此表明，鹽脅迫對胚根的抑制作用較強，反映出胚根是對鹽分脅迫較敏感的部位。由圖5可知，鹽脅迫處理的黑心菊胚芽長均低于對照，在濃度為50 mmol/L時，3種鹽脅迫芽長表現為NaCl>NaHCO3>Na2CO3；但在濃度為100 mmol/L時Na2CO3和NaHCO3胚芽長驟然降低，但NaCl處理的胚芽長下降較緩慢。

3 討論

種子的發芽率、發芽勢和發芽指數反映了種子的發芽速度、發芽的整齊度和幼苗的健壯程度[16]，這不僅與植物本身的生物學特性有關，還與多種外界條件如水分、光照、溫度等密切相關[17]。諸多研究表明，在鹽脅迫下對種子萌發活力指數和種子的相對發芽率都有比較大的影響，表現在降低種子的發芽率，推遲種子萌發的初始時間，種子的發芽率和活力指數隨著鹽濃度的升高而顯著下降，顯示出鹽分對種子萌發產生明顯的抑制作用[18]。

本試驗結果顯示，黑心菊種子在蒸餾水中萌發良好，但隨著鹽濃度的升高，種子的發芽率、發芽勢和發芽指數均下降；在鹽脅迫下，50 mmol/L NaCl和NaHCO3 2個處理組發芽率均出現一低峰，100 mmol/L Na2CO3處理組發芽率出現低峰。濃度高于150 mmol/L，種子開始不發芽，這種現象說明高濃度鹽脅迫引起溶液滲透勢降低，阻礙了種子吸水的速度，且鹽的濃度越高，這種阻礙作用越強。可見，高鹽不利于種子發芽。黑心菊種子對這3種鹽的耐受力大小為Na2CO3>NaHCO3>NaCl。在Na2CO3脅迫下，濃度為100 mmol/L時種子各發芽指標驟然下降；濃度為150 mmol/L時，種子開始不發芽，造成這種現象是由于Na2CO3堿性較強，達到一定濃度時，對種子的組織或結構造成了不可修復的傷害，使種子內各種代謝紊亂，內源激素的含量發生變化，抑制了種子的發芽，各發芽指標下降。這一研究結果與張秀玲[19]、高新中[20]、韓毅強[21]等人的研究結果相一致。

本試驗中，高濃度的鹽顯著抑制胚的生長，胚根和胚芽對不同鹽分的敏感程度不同，黑心菊的胚根對鹽分更敏感，在較高濃度鹽溶液中，黑心菊種子前期萌動，胚根伸長突破種皮，伸長后期，胚根生長受到抑制，難以形成正常幼苗。

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