氯化膽堿浸種對鹽迫下稻種萌發及幼苗生長的影響

王永俊，徐 鈞，陳許兵，王飛兵，陳新紅

（淮陰工學院生命科學與食品工程學院，江蘇 淮安 223003）

氯化膽堿浸種對鹽迫下稻種萌發及幼苗生長的影響

王永俊，徐 鈞，陳許兵，王飛兵，陳新紅

（淮陰工學院生命科學與食品工程學院，江蘇 淮安 223003）

為了明確氯化膽堿對NaCl脅迫的緩解作用，以水稻品種隆粳20和粳2837為材料，采用0、200、400、600和800 mg/L濃度的氯化膽堿溶液浸種處理研究氯化膽堿浸種對NaCl脅迫下水稻種子萌發以及幼苗生長的影響。結果表明：鹽脅迫下水稻種子的發芽勢、發芽率等均顯著降低，而根長、芽長等指標隨著鹽濃度的升高受到不同程度的抑制，試驗表明7.5 g/L NaCl抑制率約為50%，因此選取7.5 g/L NaCl溶液作為對不同濃度氯化膽堿浸種后的水稻種子萌發和幼苗脅迫處理的鹽濃度。氯化膽堿浸種能明顯提高NaCl脅迫下水稻種子的發芽勢、發芽率，同時增加根長、芽長等指標，對NaCl脅迫下水稻種子萌發以及幼苗的生長具有明顯的緩釋作用。由此說明，氯化膽堿浸種可以緩解NaCl脅迫對水稻種子萌發的影響，提高水稻種子的耐鹽性。

水稻；氯化膽堿；浸種；鹽脅迫；種子萌發

土壤鹽堿化是一個全球化的問題，鹽堿地分布廣泛[1]，全球20%的耕地和近半數以上的土壤都受到不同程度的鹽害威脅，其對農業生產的影響不可忽視[2]。我國約有鹽漬化土壤3.69×107hm2，占現有耕地的1/4，主要分布在新疆、甘肅等北方干旱、半干旱地區和濱海地區[3]。土壤鹽堿化嚴重影響了植物的生長發育，限制了作物產量，導致農業綜合生產能力不足，土地產出率低[4]。

水稻（Oryza sativa）原產于中國，是世界主要糧食作物之一，也是我國重要糧食作物之一[5-6]。許多研究表明[4,7-8]，在鹽脅迫條件下，水稻表現為種子萌發受阻、生長受抑制、光合能力下降。鹽脅迫對植物的傷害主要包括離子毒害和滲透脅迫。鹽脅迫對植物的毒害作用即使在去掉環境中的NaCl后，其毒害癥狀也不會消失[9]。因此，鹽堿地的治理、開發與利用越來越受到關注。大量的研究結果表明，氯化膽堿（Chorine Chloride，簡稱CC）能增強作物的抗逆性，促進小麥、棉花等幼苗健壯生長[9-13]。然而，對于氯化膽堿在水稻方面的相關研究則較為少見。

試驗重點研究了在中度鹽脅迫下氯化膽堿對不同水稻品種種子萌發、幼苗生長及其抗性的影響，旨在闡明氯化膽堿浸種的耐鹽生理效應，為通過化控技術提高水稻幼苗的抗鹽性提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試品種與地點

供試品種：隆粳20（天隆種業公司）、粳2837（白馬湖農場）。

材料地點：于2014～2015年在淮陰工學院農學系谷物檢測實驗室進行試驗。

1.2 試驗設計

1.2.1 NaCl脅迫下水稻種子萌發試驗 試驗設有2個粳稻品種（隆粳20和粳2837）、6個NaCl溶液濃度（0、2.5、5.0、7.5、10.0、15.0 g/L NaCl），共12個處理，每個處理重復3次。

2個品種分別在30℃水浴鍋中清水浸種24 h后，以10%次氯酸鈉浸泡10 min進行表面消毒。洗凈后，挑選40粒飽滿籽粒擺放到平鋪了3層濾紙的培養皿中。分別在培養皿中加入不同濃度的NaCl溶液，于25℃無光照恒溫培養箱中培養，每24 h換1次溶液。以水稻種子的根長等于種子的長度為發芽標準，逐日記錄種子的發芽數，于培養第4、7天分別計算種子發芽勢、種子發芽率與鹽害率，第10天隨機選取10株稻苗測定根長、芽長、不定根數，烘干后測定培養皿內種苗的總干重。

1.2.2 氯化膽堿浸種對NaCl脅迫下水稻種子萌發的試驗 試驗設有2個粳稻品種（隆粳20、粳2837）、5個氯化膽堿溶液濃度（0、200、400、600、800 mg/L）和1個清水對照（CK），共12個處理，每個處理重復3次。

據1.2.1試驗結果，選取適宜濃度NaCl溶液，向氯化膽堿浸種的培養皿中加入5 mL；向清水浸種的培養皿內加入5 mL H2O。于30℃恒溫培養箱內培養，每24 h更換一次溶液。測定水稻種子萌發試驗參數。

1.3 測定內容與方法

發芽勢、發芽率是評價種子發芽常用的指標，反映了種子發芽速度、發芽整齊度等。試驗將通過發芽率、發芽勢、發芽指數、芽長、根長、不定根數等方面來評價氯化膽堿浸種對鹽脅迫下水稻種子萌發與生長的影響。

發芽勢GE：規定天數內發芽的種子粒數與供試種子粒數之比。

發芽率GR：發芽數與種子總數之比。

相對鹽害率：對照發芽率與處理發芽率的差值與對照發芽率之比。

所有指標數據測定均為3次重復，采用WPS Excel 2016和STAT軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同NaCl濃度對水稻萌發及幼苗生長的影響

如圖1所示，2個水稻品種的發芽勢和發芽率均隨外界鹽濃度的升高而下降，在鹽濃度為7.5 g/L時，隆粳20和粳2837的發芽率分別為44.17%和46.67%，接近50%。因此選取7.5 g/L的NaCl溶液作為水稻種子萌發和幼苗脅迫處理的鹽濃度，對不同濃度氯化膽堿浸種后的種子進行萌發脅迫試驗。

圖1 不同NaCl濃度對水稻種子發芽勢和發芽率的影響

由表1可知，2個水稻品種的根長和芽長都隨鹽濃度的升高而縮短，芽長縮短的幅度明顯大于根長縮短的幅度。而2個水稻品種不定根數量同樣隨鹽濃度的升高緩慢減少但總體變化不大，在NaCl濃度達到15 g/L時迅速降低，發生顯著變化。

2.2 氯化膽堿浸種對NaCl脅迫下水稻萌發及幼苗生長的影響

從圖2中可以看出，鹽脅迫顯著抑制了水稻種子的萌發，而在鹽脅迫下，氯化膽堿浸種處理可緩解鹽脅迫對種子萌發的抑制。在一定范圍內，隨著氯化膽堿濃度的增加，水稻種子的發芽勢、發芽率逐漸提高。

表1 NaCl脅迫下水稻幼苗生長的影響

圖2 氯化膽堿浸種處理對NaCl脅迫下水稻種子發芽勢和發芽率的影響

2個水稻品種中，用不同氯化膽堿濃度溶液浸種后對鹽脅迫的緩解作用不同。當氯化膽堿濃度超過一定水平后，隨著浸種濃度的增加，緩解作用反而減弱。高濃度氯化膽堿處理對鹽脅迫下粳2837的抑制作用大于隆粳20，這也說明氯化膽堿對鹽脅迫的緩解作用不僅與氯化膽堿的濃度有關，也與水稻品種有關。

由表2可知，NaCl脅迫抑制了水稻幼苗根部根長的生長，平均根長均顯著低于CK。

表2 氯化膽堿浸種對NaCl脅迫下水稻幼苗生長的影響

從表2中可以看出，在7.5 g/L NaCl脅迫下，隨著氯化膽堿濃度的增加，緩解作用逐漸增強，芽長和根長逐漸提高。當氯化膽堿濃度超過一定水平后，隨濃度增加緩解作用減弱。

3 結論與討論

水稻屬于不耐鹽的甜土作物，鹽的脅迫濃度高于一定數值時，就會對水稻種子萌發產生顯著的抑制作用[14]。在鹽漬環境下，植物生長均受到抑制，且鹽度越高，受抑制程度越大，鹽分對植物不同部位的生長發育具有不同的抑制效應。植物的根和地上部分對鹽脅迫的敏感度不同，一般認為地上部分較根部敏感[15]，鹽脅迫對植物的影響主要表現為降低種子發芽率和成苗率，降低生物量的積累[16]。

植物對鹽脅迫的適應性是一個復雜的綜合性反應。鹽脅迫對植物的影響主要表現在滲透脅迫和離子脅迫兩個方面，隨NaCl脅迫濃度增大，種子發芽率、不定根數、芽長、根長總體呈下降趨勢[17]。對水稻幼苗生長的影響主要是抑制其根芽的生長，其中抑制最強的是芽的生長速度，根的生長速度次之，對發根數的影響最小，這點與前人的研究結果一致。

氯化膽堿主要用于飼料添加劑，近年來研究發現該物質能明顯增強低溫或干旱脅迫對玉米幼苗細胞膜損傷的保護作用，緩解逆境脅迫對植物的傷害，提高其抗逆性[18]。

試驗結果表明，在NaCl脅迫下，水稻的萌發明顯受到抑制，幼芽的芽長、根長顯著縮短。水稻不同品種、不同性狀其抑制效應不同，隨著鹽濃度升高，粳2837生長受抑制程度明顯大于隆粳20，說明隆粳20的耐鹽性要優于粳2837。

氯化膽堿浸種在提高作物抗鹽性中的作用是多方面的。試驗結果表明，不同濃度氯化膽堿浸種可在不同程度上緩解鹽脅迫對水稻種子萌發與幼苗生長的抑制。這說明適宜質量濃度的氯化膽堿浸種，能顯著提高鹽脅迫下水稻種子的發芽率、發芽勢和發芽指數，但濃度過高也會對水稻種子的萌發產生抑制作用；另外，品種間表現出的差異也說明，氯化膽堿浸種對鹽脅迫的緩解作用與品種基因型有關。

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（責任編輯：夏亞男）

Effects of Soaking Seeds in Choline Chloride on Seed Germination And Seedling Growth under the Stress of NaCl

WANG Yong-jun，XU Jun，CHEN Xu-bing，WANG Fei-bing，CHEN Xin-hong
（School of Life Science and Food Engineering, Huaiying Institute of Technology, Huai’an, 223003, PRC）

In order to clarify the mitigative effect of choline chloride to the stress of NaCl, this research treated rice Longjing 20 and Jing 2837 with the solution of choline chloride of different concentration(0, 200, 400, 600 and 800 mg/L) to discover the effect of choline chloride on seed germination and seedling growth under the stress of NaCl. The results showed that salt stress rice seed germination potential and germination rate decreased significantly, while the root length, sprout length index with salt concentration increased by different degrees of inhibition. The test results indicated that the 7.5 g/L inhibition rate is about 50%, so the concentration of salt solution of NaCl 7.5 g/L are selected as the rice seed germination and seedling stress, different concentrations of choline chloride after soaking seeds germination stress test. However, soaking seeds in choline chloride can obviously increase the germinative rate of rice under the stress of NaCl and raise root length and germinal length and pretreatment on rice under NaCl stress on seed germination and seedling growth has obvious slow-release effect. This implies soaking seeds in choline chloride can mitigate the effect of the stress of NaCl to rice seed germination and raise the salt tolerance of rice seeds.

rice; choline chloride; soaking seeds; the stress of salt; seed germination

S-3

：A

：1006-060X（2017）06-0011-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.006.004

2017-04-19

國家自然科學基金（31171481）；國家星火計劃項目（2014GA69002）

王永俊（1995-），男，甘肅張掖市人，碩士研究生，主要從事作物栽培與生理研究。

陳新紅