不同濃度NaCl處理對6種黃瓜種子萌發的影響

沈季雪+蔣景龍

摘要：為了探討鹽處理對黃瓜種子萌發的影響，以6個品種的黃瓜種子為材料，在不同NaCl濃度的溶液中培養，觀察黃瓜種子在鹽脅迫下的生長形態，測定發芽指數和相對電導率等生長指標的變化，對黃瓜幼苗進行二氨基聯苯胺（DAB）染色處理，應用隸屬函數分析法綜合評價各品種黃瓜抗鹽性。結果表明：隨著鹽濃度升高，幼苗株高及胚根伸長受到抑制，但鹽濃度為50 mmol/L時，黃瓜幼苗下胚軸與對照相比更為粗壯；與對照相比，鹽處理濃度為50 mmol/L時，新津研七號、津研四號、唐山秋瓜和新津春四號的發芽指數較高，濃度上升至100 mmol/L時，僅唐山秋瓜發芽指數高于對照；鹽濃度達到150 mmol/L時，6個品種發芽指數均低于對照。說明低鹽濃度對種子萌發不起抑制作用，但鹽濃度較高時，對種子萌發的影響較大。由結果還可見，隨鹽處理濃度上升，相對電導率在一定范圍內呈上升趨勢。根據隸屬函數法綜合分析供試材料抗鹽性強弱依次為春夏秋王>津研四號>唐山秋瓜>新津優一號>新津春四號>新津研七號。研究認為春夏秋王為抗鹽性最強的品種，新津研七號抗鹽性最弱。

關鍵詞：黃瓜；鹽脅迫；相對電導率；發芽指數；隸屬函數分析

中圖分類號： S642.201文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）07-0111-04

土壤鹽漬化具有嚴重的環境危害，會對農業生產造成重大影響，我國鹽漬土總面積約為3 600 hm2，占全國可利用土地面積的4.88%[1]。造成土壤鹽漬化的成因多樣，栽培設施的封閉性特點或水肥管理不當，導致設施土壤中鹽類積聚，嚴重影響栽培設施的利用效率，不利于設施蔬菜栽培的可持續發展[2]。

黃瓜（Cucumis sativus L.）為葫蘆科黃瓜屬植物，起源于喜馬拉雅山的熱帶雨林地區，是世界各地普遍種植的蔬菜作物，我國是世界上黃瓜種植面積最大的國家[3]。在我國北部地區，黃瓜為設施栽培的主要蔬菜。近年來，栽培設施內土壤鹽漬化問題日益嚴重，導致蔬菜產量下降，因此選擇更具耐鹽性的黃瓜品種并進行耐鹽栽培是生產中亟需解決的問題。大量研究結果表明，不同濃度鹽處理對植物生長發育的影響具有明顯的差異。王春林等在對甜瓜種子進行鹽脅迫處理時發現，種子在吸脹階段受鹽脅迫影響較小，當種子萌動后高鹽濃度對種子吸水有抑制作用[4]。盧艷敏等采用不同濃度的不同鹽溶液對白三葉種子進行脅迫處理，結果顯示隨著Na2SO4及NaCl+Na2CO3+Na2SO4混合液濃度的增加，白三葉種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數呈先上升后下降趨勢，幼苗的根長和苗高呈下降趨勢[5]。杜景紅等的研究表明，水稻種子萌發能忍耐的NaCl處理濃度為0.5%以下，高于05%的NaCl對水稻發芽起顯著抑制作用[6]。本研究以6個品種的黃瓜為材料，研究不同濃度鹽溶液對黃瓜種子萌發中各項生理指標的影響，總結鹽脅迫下黃瓜種子萌發的特點，旨在為耐鹽性黃瓜品種的鑒定、篩選以及設施條件下黃瓜品種的選擇提供一定的參考依據。

1材料與方法

1.1供試材料

試驗材料為黃瓜品種唐山秋瓜、新津優一號、新津春四號、津研四號、春夏秋王、新津研七號，具體情況見表1。

1.2鹽脅迫處理

設NaCl處理濃度分別為0（CK）、50、100、150 mmol/L，將籽粒飽滿、大小一致的種子，先分別用4個處理液在（25±1） ℃的條件下浸種處理6 h，然后取出種子，置于洗凈烘干的鋪有2層定性濾紙的培養皿中，加入相應濃度的溶液至濾紙吸水飽和，每個處理重復3次。對試驗材料進行暗培養，處理期間NaCl濃度保持相對穩定。處理48 h后逐日統計發芽數及胚根長度，于萌發6 d后結束測量。

1.3DAB組織染色

本試驗參照Jiao等的方法，采用二氨基聯苯胺（3，3-diaminobenzidine，DAB）染色方法檢測不同鹽濃度處理下黃瓜幼苗中內源H2O2的組織分布變化[7]。取黃瓜整株幼苗，用蒸餾水洗凈后將其置于具塞試管中，加入適量的DAB染液后避光放置24h后棄去各管染液，加入80%乙醇，沸水浴至植株脫色。

1.4指標測定與方法

參照以下公式計算發芽指數：發芽指數（GI）=∑在不同時間的發芽數/相應發芽時間[8]。采用黃紅英等的方法[9]測定相對電導率：相對電導率=浸泡液電導率/煮沸后浸提液電導率×100%。

1.5耐鹽性綜合評價

采用隸屬函數法對數據進行分析，以確定各指標對黃瓜耐鹽性影響的程度，評價其抗鹽能力。隸屬函數公式：Tij=（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）。式中：i為某個黃瓜品種；j為某項指標；Tij為i種類j指標抗鹽隸屬函數值；Xij為i種類j指標測定值；Xjmin為所有品種所有鹽度梯度下j指標最小值；Xjmax為所有品種所有鹽度梯度下j指標最大值。假如某項指標與抗鹽性呈負相關，則用1減去正相關的隸屬函數值即為該項目的隸屬函數值。本試驗中發芽數為處理3 d指標，胚根長及相對電導率為6 d指標，以此進行綜合評價。

1.6數據處理

用Excel 2003軟件進行試驗數據的統計，用SPSS 13.0軟件進行單因素方差分析與多重比較，檢驗不同NaCl濃度處理下黃瓜種子萌發的差異性。

2結果與分析

2.1NaCl處理對生長形態的影響

6個品種的黃瓜在不同濃度NaCl處理下子葉、下胚軸和根系生長發育形態有所差異。由圖1可以看出，與對照組相比，不同濃度處理組均出現較大的形態差異。對照組中6個品種黃瓜種子均長出子葉和細長的下胚軸，根部有二級側根生成。NaCl處理濃度為50 mmol/L時，與對照組相比，子葉更為肥厚，下胚軸短粗，根系長度較短。NaCl濃度上升至 100 mmol/L 時，與對照組相比，種子生長受到明顯的抑制作用：6個品種子葉均未完全脫離種皮，下胚軸短小；新津研七號僅長出短小的主根，其余5個品種的主根上有少量側根出現。NaCl處理濃度上升至150 mmol/L時，6個品種僅有根部長出，其中唐山秋瓜種子在該濃度下主根上長出短小側根，其余5個品種僅有主根突破種皮。

低鹽濃度（50 mmol/L）處理黃瓜種子時，子葉生長更為肥厚；下胚軸半徑明顯大于對照組，但是下胚軸伸長受到明顯的抑制；根系發育方面，側根長度與對照組相比較長，但主根伸長受到抑制作用。NaCl處理濃度達到100 mmol/L及以上時，種子萌發受到明顯的抑制作用，子葉和下胚軸發育受到明顯影響。因此可知，NaCl處理濃度達到100 mmol/L時，對黃瓜種子萌發起到明顯的抑制作用。

2.2NaCl處理對胚根長的影響

由表2可以看出，對照組中新津優一號胚根最長，新津研七號胚根最短，新津優一號長度可達到新津研七號的2.6倍。NaCl為50 mmol/L時，6個品種黃瓜胚根長度呈大幅下降趨勢，長度均小于20 cm，與對照組相比差異顯著，其中新津優一號胚根長度依舊是6個品種中最長的，達到18.33 cm，新津春四號為6個品種中最短的，僅有10.78 cm。NaCl濃度為 100 mmol/L 時，6個品種黃瓜胚根長度繼續呈下降趨勢，6個品種與對照組相比均出現顯著差異；與50 mmol/L濃度處理組相比，新津研七號胚根長差異顯著，其余5個品種差異不顯著。NaCl濃度為150 mmol/L時，與對照組相比所有品種在0.05水平上有顯著差異，但是與100 mmol/L處理組相比無顯著差異，其中春夏秋瓜下降幅度最小，津研四號下降幅度最大。6個品種黃瓜種子在不同濃度NaCl處理的情況下與對照組相比均有顯著差異，表明NaCl處理對黃瓜種子胚根發育具有明顯的抑制作用，且各品種對NaCl的敏感度不同。

2.3NaCl處理對發芽指數的影響

發芽指數綜合了種子萌發的數量、速度以及整齊程度3個因素，比單純的發芽率更能全面地反映種子的萌發情況[10]。由表3可以看出，對照組中發芽指數最高的為新津優一號，發芽指數最低的品種為新津研七號。在NaCl濃度為50 mmol/L時，新津研七號、津研四號、唐山秋瓜及新津春四號發芽指數均稍有上升，其中津研四號上升幅度最大；僅春夏秋王、新津優一號2個品種呈下降趨勢。NaCl濃度為100 mmol/L時，除唐山秋瓜發芽指數為14.23，高于對照組外，其余品種發芽指數均低于對照，新津研七號下降最多，降低了2.81；新津優一號下降最少，降低了0.12。當NaCl濃度上升至150 mmol/L時，與100 mmol/L時相比所有品種發芽指數均呈下降趨勢，唐山秋瓜降幅最大，新津春四號降幅最小；各品種在 150 mmol/L 濃度下，新津優一號的發芽指數最高，新津研七號的發芽指數最低。

新津研七號在NaCl處理濃度為50 mmol/L時發芽指數與對照組相比差異不顯著；鹽濃度上升到100 mmol/L時，發芽指數與對照在0.05水平上差異顯著；NaCl濃度為 150 mmol/L 時，與對照組差異顯著，但是與100 mmol/L處理組差異不顯著。說明該品種在NaCl濃度50 mmol/L時，發芽指數未受明顯影響，濃度達到100 mmol/L時，NaCl處理才對其起到明顯的脅迫作用。津研四號、春夏秋王、唐山秋瓜及新津優一號處理濃度為50、100 mmol/L時與對照組相比差異均不顯著，NaCl濃度為150 mmol/L時表現出顯著性差異，說明NaCl處理濃度達到150 mmol/L時，對其發芽指數起到明顯的影響。新津春四號在NaCl濃度≤100 mmol/L時，發芽指數與對照組無顯著差異；處理濃度上升到150 mmol/L時，出現顯著性差異；50、100、150 mmol/L 3個處理組之間差異顯著。以上試驗結果表明，不同品種黃瓜對于NaCl處理濃度的敏感程度不同，新津優一號在50 mmol/L NaCl處理時發芽能力最強，新津研七號發芽能力最弱。處理濃度為50 mmol/L時，新津研七號等的發芽指數雖然高于對照，但是在0.05水平上的差異均不顯著，因此NaCl濃度較低時對種子發芽指數并沒有顯著影響。NaCl處理濃度為150 mmol/L時，所有品種與對照在0.05水平上均有顯著差異，因此NaCl濃度≥150 mmol/L 對所有黃瓜品種有明顯的抑制作用。

2.4NaCl處理對相對電導率的影響

由表4可以看出，在NaCl濃度50 mmol/L時，僅有津研四號相對電導率低于對照，其余各品種相對電導率均高于對照，其中新津春四號提高幅度最大。NaCl濃度上升到 100 mmol/L 時，津研四號、唐山秋瓜和新津優一號的相對電導率達到最大值，此時6個品種黃瓜的細胞膜透性均呈上升趨勢，相對電導率超過50%。NaCl濃度達到150 mmol/L時，新津研七號、春夏秋王及新津春四號相對電導率呈上升趨勢，6個黃瓜品種的相對電導率均超過80%，新津研七號和新津春四號指標超過90%。

新津研七號在NaCl處理濃度為50 mmol/L時與對照組相比相對電導率的差異不顯著，NaCl濃度≥100 mmol/L時，與對照組相比差異顯著，說明NaCl濃度≥100 mmol/L時對該品種細胞膜有明顯的影響。津研四號和新津春四號2個品種在各濃度NaCl處理下，各處理組與對照組相比差異顯著，表明這2個品種的黃瓜在50 mmol/L濃度時細胞膜透性已經受到顯著影響。新津研七號、唐山秋瓜和新津優一號在NaCl處理濃度為50 mmol/L時與對照組差異不顯著，處理濃度 ≥100 mmol/L 時與對照組差異顯著，說明這3個品種的黃瓜在NaCl處理濃度為100 mmol/L時細胞膜受到明顯傷害。研究結果表明，新津春四號膜傷害最為嚴重，說明該品種對NaCl的耐受性較差。

2.5DAB組織化學定位

DAB染色技術是對H2O2進行原位定位染色的方法。DAB可以與H2O2在產生處發生反應，形成紅褐色斑點，因此利用DAB染色可以對植株進行組織化學原位檢測，通過觀察產生的斑點便可以檢測過氧化氫的聚集情況[11]。根據圖2可以看出，DAB主要的染色部位集中于植株的根部。NaCl處理濃度為50 mmol/L時，僅唐山秋瓜和新津優一號2個品種根部染色濃度比對照組濃度高，且靠近根部的下胚軸染色濃度高于對照，其余品種與對照組相比染色濃度差異不明顯。NaCl濃度上升至100 mmol/L時，新津研七號、津研四號和春夏秋王植株根部染色濃度明顯加大，唐山秋瓜、新津優一號和新津春四號僅根尖部位染色濃度加大。春夏秋王下胚軸靠近胚根部分染色濃度高。NaCl濃度上升至150 mmol/L時，唐山秋瓜和新津春四號僅于根尖處染色濃度較高，新津研七號、津研四號、春夏秋王和新津優一號整個根部均被染色。

2.66個黃瓜品種抗鹽性綜合評價

隸屬函數法通常用來評價植物的抗鹽能力，其隸屬函數值越大，抗鹽能力越強，反之抗性越弱。由表5可以看出，通過對6種黃瓜的發芽數、胚根長和相對電導率的綜合分析發現，春夏秋王的平均隸屬度最大，為0.85，表明該品種的黃瓜抗鹽能力最強，新津研七號平均隸屬度最低，僅為0.06。鹽脅迫下6種黃瓜的抗鹽能力由強到弱依次為春夏秋王>津研四號>唐山秋瓜>新津優一號>新津春四號>新津研七號。

3討論

鹽脅迫是影響植物生長、降低產量的主要逆境因素之一，種子萌發是植物生命起始的重要事件，也是植物最早接受鹽脅迫的階段[12]。本試驗研究了NaCl處理對黃瓜種子萌發生理特性的影響，分析了在鹽脅迫下黃瓜種子萌發指標發生的變化，對不同品種黃瓜的抗鹽性有了初步的了解。

大多數研究認為NaCl脅迫對種子萌發具有抑制作用[13]，但也有研究表明，低鹽濃度可以促進種子萌發[14]。樊瑞蘋等的試驗表明，短時間內鹽脅迫促進了高羊茅根的生長[15]。本試驗中也得到了相似的結論，在黃瓜種子萌發特性的試驗中發現，在低鹽濃度下部分品種黃瓜發芽指數高于對照組。高鹽環境對種子的萌發起到明顯的抑制作用，王清華等對辣椒進行鹽脅迫處理，發現當鹽濃度達到0.5%時，其發芽率、發芽勢及相對鹽害率均超過對照[16]。王娟娟等的試驗表明，鹽脅迫對四翅濱藜種子的萌發具有明顯的抑制作用，表現在降低種子的萌發率、推遲種子的初始萌發時間，使胚根和胚軸生長受到抑制[10]。本試驗在NaCl處理濃度達到150 mmol/L 時，黃瓜發芽指數、胚根長等指數均受到明顯抑制，與前人的試驗結果基本相同。

4結論

綜上所述，高鹽處理對黃瓜種子萌發具有明顯的抑制作用，同時低鹽濃度處理對種子萌發的抑制作用不顯著。在黃瓜引種栽培過程中，應充分考慮鹽分因素，防止對植株的損傷。在植物不同的生長階段對鹽的耐受性不同，黃瓜在其他生長階段抗鹽性尚待進一步研究。

參考文獻：

[1]王佳麗，黃賢金，鐘太洋，等. 鹽堿地可持續利用研究綜述[J]. 地理學報，2011，66（5）：673-684.

[2]楊霄乾，靳亞忠，何淑平.NaCl鹽脅迫對番茄種子萌發的影響[J]. 蔬菜，2008（4）：31-33.

[3]王濤. 溫室白粉虱危害對無毛黃瓜次生代謝的影響[D]. 泰安：山東農業大學，2011.

[4]王春林，張玉鑫，陳年來. NaCl脅迫對甜瓜種子萌發的影響[J]. 中國蔬菜，2006（5）：7-10.

[5]盧艷敏，蘇長青，李會芬.不同鹽脅迫對白三葉種子萌發及幼苗生長的影響[J]. 草業學報，2013，22（4）：123-129.

[6]杜景紅，李北齊，薛慶喜. NaCl浸種對水稻種子發芽的影響[J]. 中國農學通報，2013，29（3）：33-35.

[7]Jiao C J，Jiang J L，Li C，et al. β-ODAP accumulation could be related to low levels of superoxide anion and hydrogen peroxide in Lathyrus sativus L.[J]. Food and Chemical Toxicology，2011，49（3）：556-562.

[8]王激清，劉社平，白曉瑛. 鹽脅迫對不同品種甜菜種子萌發特性的影響[J]. 江蘇農業科學，2015，43（3）：96-98.

[9]黃紅英，竇新永，鄧斌，等. 不同次生種源碼瘋樹對高溫脅迫的響應[J]. 林業科學，2009，45（7）：150-155.

[10]王娟娟，張文輝，劉新成. NaCl脅迫對3種不同處理四翅濱藜種子萌發的影響[J]. 西北農業學報，2010，19（1）：104-111.

[11]張小莉，王鵬程，宋純鵬. 植物細胞過氧化氫的測定方法[J]. 植物學通報，2009，44（1）：103-106.

[12]常琳琳，周守標，晁天彩，等. 鹽脅迫對鴨兒芹種子萌發的影響[J]. 上海交通大學學報（農業科學版），2013，31（3）：22-28.

[13]段才緒，何平，謝英贊，等. 鹽脅迫對決明種子萌發和幼苗生理特性的影響[J]. 西南師范大學學報（自然科學版），2013，38（2）：73-78.

[14]宋旭麗，侯喜林，胡春梅，等. NaCl脅迫對超大甜椒種子萌發及幼苗生長的影響[J]. 西北植物學報，2011，31（3）：569-575.

[15]樊瑞蘋，周琴，周波，等. 鹽脅迫對高羊茅生長及抗氧化系統的影響[J]. 草業學報，2012，21（1）：112-117.

[16]王清華，楊建平，張中華，等. 鹽脅迫對不同品種辣椒種子萌發特性的影響[J]. 西北農業學報，2007，16（3）：136-140.