6-BA處理對鹽堿脅迫下菘藍種子萌發的影響

劉清瑋， 宋宇鵬， 高延輝

(1.吉林農業科技學院，吉林吉林 132101； 2.吉林農業大學，吉林長春 130118)

土壤鹽漬化是限制農業生產的主要因素之一，全世界可耕地面積中大約有1/10的鹽漬化土地，我國有1億多公頃各種鹽漬化土壤[1]，土壤鹽漬化問題已經成為世界灌溉農業可持續發展的重要制約因素，嚴重影響著現代農業的發展。菘藍(Isatisindigotica)為十字花科菘藍屬二年生草本植物，主要靠種子繁殖[2-3]，是中國傳統中藥材植物，其根入藥稱為“板藍根”，其葉入藥稱為“大青葉”，具有清熱解毒、涼血消斑之功效[4]，廣泛用于預防和治療多種疾病，為40種常用大宗藥材品種之一。菘藍是深根植物，適應性很強，對自然環境和土壤要求不嚴，耐寒、怕澇、喜溫暖，易種植于土層深厚、疏松肥沃、排水良好的沙質土壤中，在我國有較廣泛的分布[5]。長期以來，人們對鹽脅迫的研究大多集中在農作物方面，而在藥用植物方面的研究甚少。關于激素處理對鹽脅迫下菘藍種子萌發狀況影響的研究尚未見報道。本研究以菘藍種子為試驗材料，通過不同濃度的6-BA處理，考察在鹽、堿脅迫下菘藍種子的萌發狀況，以期為研究外源激素在菘藍耐鹽堿性表現中發揮的作用提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菘藍種子為當年采摘的新種子，由吉林農業大學提供；主要儀器為恒溫培養箱等。

1.2 方法

挑選籽粒大小相當、飽滿的種子，以清水洗凈后用75%乙醇和0.1% HgCl2消毒，用無菌水沖凈后用吸水紙吸干種子表面的水分備用。將菘藍種子分別置于裝有0、200、400、600、800、1 000 mg/L 6-BA的燒杯中，置于24 ℃恒溫培養箱中放置24 h(由預試驗結果確定最佳處理時間)。

處理后將種子用蒸餾水洗凈，均勻播于鋪有2層濾紙的培養皿中，每皿30粒種子，各設3次重復，于24 ℃恒溫培養箱中培養10 d。培養過程中每天向培養皿中加入相應鹽、堿溶液，脅迫環境分別用30、60、90、120 mmol/L NaCl，25、50、75、100 mmol/L Na2CO3(分析純)模擬，以濾紙保持濕潤為標準。逐日統計發芽數、發芽指數、活力指數、胚根長、下胚軸長等數據。相關計算公式如下：

發芽率(GR)=(∑Gt/T)×100%；

發芽指數(GI)=∑(Gt/Dt)；

活力指數(VI)=S×∑(Gt/Dt)。

式中：Dt為從置床之日算起的時間，d；Gt為相應各日的正常發芽數，個；S為第7天每株平均鮮質量；∑(Gt/Dt)為第7天的發芽指數[6]。

耐鹽指數=∑鹽脅迫下最長根的平均值/∑對照下最長根的平均值[7]。

待種子發芽至第7天時，從每個培養皿中隨機抽取10株菘藍，用刻度尺測定其胚根長、下胚軸長。

2 結果與分析

2.1 6-BA對鹽脅迫下菘藍種子萌發的影響

2.1.1 不同濃度6-BA處理對不同濃度鹽脅迫下菘藍種子

發芽率的影響 由圖1可知，鹽脅迫下菘藍種子的萌發都受到不同程度的抑制，隨著脅迫溶液濃度的增加，菘藍種子的發芽率呈下降趨勢，對鹽環境反應明顯。而經6-BA處理后，大部分濃度脅迫下的種子萌發率均有提升，但當6-BA濃度達到一定程度后，發芽率又呈現下降趨勢，即存在低濃度促進發芽，高濃度抑制發芽的現象。當6-BA處理濃度為 600 mg/L 時，各組發芽率均達到最大值，分別較對照提高15.4%、17.2%、19.9%、39.9%、44.5%，均與對照相比達到顯著或極顯著差異。

2.1.2 不同濃度6-BA處理對不同濃度鹽脅迫下菘藍種子發芽指數的影響 從圖2可以看出，經過不同濃度6-BA處理后，菘藍種子的發芽指數均高于對照，且在一定范圍內隨著6-BA濃度的升高呈上升趨勢，但當激素濃度高于 600 mmol/L 時對發芽指數有抑制作用。當6-BA處理濃度為400 mg/L時，30、60 mmol/L濃度鹽脅迫下的種子發芽指數最高；當6-BA處理濃度為600 mg/L時，90、120 mg/L濃度鹽脅迫下的種子發芽指數最高。方差分析表明，200、400 mg/L 6-BA處理后，種子發芽指數較對照差異顯著(P<0.05)；600 mg/L激素處理后的發芽指數較對照差異極顯著(P<0.01)，200、400、600 mg/L 6-BA處理發芽指數與對照相比分別提升5.2%、7.5%、25.6%。

2.1.3 不同濃度6-BA處理對不同濃度鹽脅迫下菘藍種子活力指數的影響 圖3顯示，鹽脅迫后菘藍種子的活力指數較對照呈下降趨勢。經不同濃度6-BA處理后，菘藍種子的活力指數較對照多數有所升高， 當6-BA濃度達到400～600 mg/L 時，對種子活力的促進作用最大，均與對照呈顯著或極顯著差異。由結果可知，適當濃度的6-BA能增強種子的強壯度，從而提升種子活力。

2.1.4 不同濃度6-BA處理對不同濃度鹽脅迫下菘藍胚根、下胚軸長度的影響 由圖4、圖5可以看出，不同濃度的 6-BA處理對各濃度鹽脅迫下的種子胚根長、下胚軸長均呈現先促進后抑制現象，且分別在600、400 mg/L處理時達到最大值。方差分析表明，不同濃度的激素處理對30 mmol/L鹽脅迫下胚根長影響較小，差異不顯著；當激素濃度為 600 mmol/L 時，對各鹽脅迫濃度種子胚根長、下胚軸長的促進作用達到最大，均與對照呈極顯著差異。另外，空白激素處理組在60、90、120 mmol/L NaCl脅迫下，菘藍胚根長度分別比對照下降 14.7%、49.2%、60.7%，下胚軸長度分別比對照下降25.00%、43.75%、59.40%，可見胚根受鹽的影響比胚軸大。

2.1.5 不同濃度6-BA處理對不同濃度鹽脅迫下菘藍耐鹽指數的影響 由圖6可知，在90～120 mmol/L鹽濃度范圍內，隨著NaCl脅迫濃度的增大，激素0濃度處理組的耐鹽指數較對照分別下降21.0%、25.4%、35.6%、50.2%，菘藍種子耐鹽指數隨著鹽濃度升高整體上呈下降趨勢。隨著6-BA濃度的升高，對菘藍種子耐鹽指數呈現先升高后降低趨勢，當激素濃度為400 mg/L時，菘藍種子耐鹽指數提升至最大值，分別較對照提高44.9%、61.2%、25.5%、34.3%、74.5%。然而當激素處理濃度為600 mg/L時，耐鹽指數即開始明顯下降，此時鹽環境對菘藍種子的萌發起抑制作用。

2.2 6-BA處理對不同濃度堿脅迫下菘藍種子萌發的影響

2.2.1 不同濃度6-BA對不同濃度堿脅迫下菘藍種子發芽率的影響 堿脅迫下菘藍種子的萌發都受到不同程度的抑制，由圖7可知，隨著堿脅迫濃度的增加，菘藍種子的發芽率降低。當Na2CO3濃度為25 mmol/L時，受堿脅迫抑制作用較輕，說明菘藍種子能適應弱堿的生存環境；當Na2CO3濃度大于75 mmol/L時，任何6-BA處理濃度下的菘藍種子發芽率均在50%以下，此時菘藍種子受堿抑制作用較強，6-BA對菘藍種子促進作用不明顯。整體來看，6-BA處理濃度為400～600 mg/L時對堿脅迫下菘藍種子萌發率的促進作用最好，均與對照組呈顯著或極顯著差異。

2.2.2 不同濃度6-BA對不同濃度堿脅迫下菘藍種子發芽指數的影響 由圖8可以看出，菘藍種子的發芽指數隨著堿濃度升高而降低，且差異明顯。然而經過不同濃度6-BA處理后，菘藍種子的發芽指數在不同程度上大多有所提高。當6-BA濃度低于600 mg/L時，發芽指數隨著6-BA濃度的升高而升高，并在600 mg/L處理下達到最大值；當6-BA濃度大于600 mg/L時，菘藍種子的發芽指數隨著6-BA濃度的升高而下降。結果說明，高濃度6-BA對菘藍種子發芽指數的促進作用減弱。

2.2.3 不同濃度6-BA對不同濃度堿脅迫下菘藍種子活力指數的影響 由圖9可知，菘藍種子的活力指數隨著堿濃度的升高而下降，經過不同濃度6-BA處理后，菘藍種子的活力指數都有所改善。各脅迫組均在6-BA濃度為600 mg/L時種子活力達到最高值，且與對照呈極顯著差異，而過高濃度的6-BA處理對菘藍種子的活力指數產生抑制作用。

2.2.4 不同濃度6-BA對不同濃度堿脅迫下菘藍種苗胚根長的影響 由圖10可知，菘藍種子的胚根長隨著堿濃度的升高而逐漸變短，經過6-BA處理后菘藍種子的胚根長較對照生長較快，當6-BA濃度為600 mg/L時，對胚根伸長的促進作用最大，之后隨著6-BA濃度的變大，其促進作用降低甚至呈現抑制作用。當Na2CO3濃度大于50 mmol/L時，菘藍種子的胚根長不足對照組的1/2，即使經過不同濃度6-BA處理，也沒有顯著的變化，說明高濃度堿對菘藍種子胚根長有很強的抑制作用。

2.2.5 不同濃度6-BA對不同濃度堿脅迫下菘藍種苗下胚軸長的影響 由圖11可以看出，菘藍種子的下胚軸伸長隨著Na2CO3濃度的升高而減緩，當Na2CO3濃度大于75 mmol/L時，菘藍種子的下胚軸不足對照組的1/2，且與其他濃度處理相比差異明顯，可見堿的抑制作用強烈。經過不同濃度 6-BA 處理的菘藍種子，下胚軸伸長有明顯改善，當6-BA處理濃度為400 mg/L時，對菘藍種子的下胚軸伸長的促進作用最大，大部分處理組種子的下胚軸長均達到最大值，并與其對照組相比差異極顯著。

3 結論與討論

由本研究中6-BA對鹽脅迫下菘藍種子萌發影響的結果可知，隨著鹽脅迫濃度的升高，對菘藍種子萌發表現出明顯的抑制趨勢。當鹽脅迫濃度為30 mg/L時，對種子發芽率、發芽指數、活力指數、胚根長、下胚軸長、耐鹽指數等指標的抑制作用較小，說明雖然鹽脅迫會對菘藍種子萌發產生抑制，但低濃度時種子萌發率仍能保持在72%以上，種子活力、種苗生長情況也良好；當鹽脅迫濃度達到60 mg/L以上時，對發芽率、種子活力、種苗生長等的影響較大，種子萌發總體表現不佳，說明菘藍種子不適合高濃度的鹽脅迫環境。

通過對6-BA對鹽脅迫下菘藍種子萌發影響的結果進行分析，發現不同水平的6-BA處理對不同濃度鹽脅迫下種子萌發的作用表現如下：不同濃度6-BA處理的種子對低鹽環境中種子萌發表現出低濃度促進、高濃度抑制現象，相同水平激素處理后在高鹽濃度脅迫環境下的菘藍種子雖然也呈現出相似的趨勢，但是高濃度激素處理后的種子萌發率較對照組高，即仍表現出一定程度的促進作用，而這一現象的分界點主要集中在60 mmol/L鹽濃度處。以上現象說明，適當濃度的6-BA處理能夠顯著促進菘藍種子的萌發，并且對高鹽脅迫環境下的菘藍種子存在保護作用。另外，激素處理對種苗生長的影響也呈現相似的表現。

由6-BA處理對不同濃度堿脅迫下菘藍種子萌發影響的結果可知，隨著堿脅迫濃度的升高，對菘藍種子萌發表現出一定的抑制作用。在低濃度堿環境下，即Na2CO3濃度為 25 mmol/L 時菘藍種子萌發率仍然能維持在70%以上，但當Na2CO3濃度大于50 mmol/L時，種子萌發率等各項指標均明顯下降，組間差異顯著。說明在低濃度的堿環境下菘藍種子能夠保證較高水平的萌發率，但高堿濃度對其種子活力等影響較大，不利于菘藍種子萌發與種苗生長。

通過對6-BA處理對不同濃度堿脅迫下菘藍種子萌發的影響研究中的數據進行分析表明，不同水平的6-BA處理對菘藍種子萌發的各項指標總體存在低時濃度促進、高濃度時促進作用降低的現象，即在本試驗設計的最高6-BA濃度1 000 mmol/L處理下，各指標在不同濃度堿脅迫環境下，菘藍種子萌發仍能較對照組表現出普遍性促進作用或與對照接近。以上現象說明，適當濃度的6-BA處理有利于菘藍種子適應堿脅迫環境，并能對其產生保護作用。此外，6-BA處理對種苗生長的影響也呈現出相似的表現。

總之，菘藍種子對低鹽、堿脅迫環境有一定的適應能力，總體萌發表現良好，高濃度的鹽、堿脅迫環境不利于菘藍種子萌發。而利用適當濃度的6-BA對種子進行處理，可提高菘藍種子在脅迫環境下的萌發表現。

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