種子引發對鹽脅迫枸杞種子萌發的影響

詹振楠，王文娟

（寧夏葡萄酒與防沙治沙職業技術學院，寧夏 銀川 750001）

目前，全球約有20%的灌溉土壤受到鹽漬化的影響[1]，嚴重威脅著土地利用率及作物產量[2]。我國鹽漬土面積約占全國可利用土地面積的4.97%[3]，主要分布在內陸干旱、半干旱和濱海地區，且隨著生態環境的不斷惡化以及人們不合理的開發利用，土壤鹽漬化程度不斷加深和擴大[4]。因此，全面了解植物的耐鹽機制、開發利用鹽生植物資源對農業發展和生態環境建設有著重要意義。枸杞（Lycium barbarum）為茄科枸杞屬中唯一一屬鹽生植物[5]，具有極高的營養價值和藥用價值。在內陸干旱及半干旱地區，枸杞是一種極具經濟價值并且集改良鹽漬化土壤于一體的優良灌木。伴隨著對枸杞藥用價值的開發，全球各地對枸杞的需求量劇增，我國的枸杞栽培面積也逐年擴大。但因耕地面積有限，不可避免地出現了枸杞種植與農作物爭地的現象。因此，提高枸杞的抗鹽能力是實現利用鹽漬化土壤種植枸杞的關鍵。近年來，對枸杞耐鹽性研究已有大量報道，毛桂蓮等[6]研究表明，堿性鹽脅迫能夠改變枸杞葉片的功能性狀，促使枸杞光合速率下降，從而影響干物質積累及株高的生長；劉陽陽等[7]研究表明，外源施加檸檬酸可幫助枸杞緩解鹽堿脅迫，提高耐受能力；鄒彩云等[8]研究表明在NaCl脅迫處理下，寧夏枸杞LbPAL基因表達量對枸杞耐鹽性具有顯著相關性。以上研究都是集中在鹽脅迫對枸杞生理生態特性的影響以及枸杞耐鹽的生理生化機制等方面，并未涉及種子引發對鹽脅迫下枸杞種子萌發的影響。

種子引發是基于種子萌發生物學機制提出的促進萌發率、提高幼苗抗性、改善作物營養狀況的一種處理方法[9]。早期學者對種子引發的相關研究主要集中于糧食作物、多年生草本和牧草植物，普遍認為引發種子能提高種子活力、增強苗期耐鹽能力[10]。關于引發處理對NaCl脅迫下枸杞種子耐鹽性的影響，國內外還未見報道。為此，本試驗通過探討種子引發對NaCl脅迫下枸杞種子發芽特性的影響，探索提高枸杞耐鹽性的方法，以期為種子引發技術在鹽漬化土地枸杞生產上的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選用抗旱性、適應性強的寧杞1號枸杞，種子由寧夏中寧縣國家枸杞良種基地提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 引發處理 隨機挑選均勻飽滿的種子，在25℃條件下，將枸杞種子浸于 100 mmol/L的NaCl溶液36 h，以引發枸杞種子，引發后用蒸餾水沖洗4～5次后在室溫下晾干待用，以未進行引發處理的種子作對照。

1.2.2 鹽脅迫設計及萌發試驗 采用中性鹽NaCl，根據前期預試驗結果設置20、40、60、80、100、120 mmol/L 6個鹽濃度處理，以蒸餾水作對照，分別對引發和未引發枸杞種子進行鹽脅迫處理。在引發與未引發種子中，各選取50粒種子放置于鋪有2層濾紙的培養皿（直徑90 mm）中，加入10 mL不同濃度鹽溶液，之后用封口膜密封，防止水分蒸發，每個處理3次重復。每天同一時間觀察種子發芽情況并記錄發芽種子數。種子在25（±1）℃恒溫培養箱中避光培養14 d，連續3 d沒有新萌發的種子視為發芽結束。

式中，GN為種子萌發總數，SN為供試種子總數，Gt為當日的萌發數，Dt為相應的萌發天數。

式中，G為每日萌發數，t為對應天數。

1.3 數據處理

試驗數據采用SPSS19.0和Excel 2003軟件進行統計和單因素方差分析（One-way ANOVA），用最小差異顯著法（LSD）檢驗各處理間差異顯著性，采用Origin作圖。

2 結果與分析

2.1 種子引發對鹽脅迫枸杞種子發芽速度的影響

由圖1可知，隨著鹽處理濃度的增加，寧杞1號種子的發芽速度呈現明顯下降趨勢，與對照差異顯著，引發與未引發處理最大降幅分別為86.19%和88.92%。同一鹽濃度處理下，種子引發均不同程度地提高了種子的發芽速度，引發處理種子發芽速度分別比其未引發處理提高7.19%（CK）、7.89%（20 mmol/L）、7.48%（40 mmol/L）、13.03%（60 mmol/L）、15.26%（80 mmol/L）、23.04%（100 mmol/L）和25.51%（120 mmol/L），表明隨著鹽脅迫強度的增加，種子引發對寧杞1號種子發芽速度促進作用效果愈明顯。

圖1 種子引發對不同濃度鹽脅迫寧杞1號種子發芽速度的影響

2.2 種子引發對鹽脅迫枸杞種子萌發進程的影響

不同鹽濃度處理未引發與引發枸杞種子的萌發進程如圖2所示。由圖2可知，無論種子是否引發，同一時間的種子萌發數量均隨著NaCl濃度升高而逐漸降低，種子達到最大萌發率所用時間逐漸延長；在較低的NaCl脅迫下（≤40 mmol/L）種子能在較短時間快速達到較高的萌發率，而高于100 mmol/L的NaCl溶液中種子萌發進程緩慢，萌發數量也遠低于其他NaCl濃度，未引發處理與引發處理分別在處理后11 d和處理后10 d達到萌發高峰，之后萌發種子數量減少，但后期萌發數量保持在比較穩定的水平，表明NaCl脅迫影響種子萌發進程；同一濃度鹽脅迫下，未引發處理比引發處理種子的萌發進程遲緩，其中在種子萌發初期（前5 d）未引發處理的萌發進程明顯低于引發處理，其萌發行為除了萌發高峰推遲1～2 d外，萌發數量與引發處理不存在明顯差異，表現出相似的萌發進程曲線。

圖2 不同鹽濃度處理未引發與引發枸杞種子的萌發進程

2.3 種子引發對鹽脅迫枸杞種子各萌發參數的影響

由表1可知，隨鹽脅迫程度的加強，各處理種子的發芽率呈現顯著降低趨勢，說明鹽脅迫對其發芽率的抑制作用較明顯。在相同鹽濃度脅迫下，濃度100 mmol/L NaCl溶液的種子引發過程在一定程度上提高了寧杞1號種子的萌發率，但差異不顯著。隨著NaCl脅迫濃度的升高，引發和未引發種子發芽勢和發芽指數均呈下降趨勢，當NaCl濃度≥100 mmol/L時，種子的發芽勢幾乎為零。在相同濃度的鹽脅迫下，引發種子的發芽勢和發芽指數與未引發種子相比均有顯著提高，引發種子的發芽勢和發芽指數比未引發種子分別提高26.24%和14.41%，且鹽濃度越大效果越明顯，表明引發種子耐鹽性優于未引發種子。從表1還可以看出，種子的各個萌發參數中，引發處理種子的發芽勢提高幅度最大，說明引發處理可以提高枸杞子種子萌發的整齊度，有利于出苗后幼苗的長勢一致。

表1 種子引發對鹽脅迫枸杞種子各萌發參數的影響

3 結論與討論

本試驗結果表明，鹽脅迫對枸杞種子萌發過程有顯著影響，能減緩種子的萌發速度，延遲種子發芽時間，且使枸杞種子各萌發參數（發芽勢、發芽速度、發芽指數等）均有不同程度的下降；種子引發過程可以不同程度地促進鹽脅迫處理下枸杞種子萌發，一定程度地縮短種子萌發進程，提高種子的萌發整齊度，但對最終萌發率的影響不顯著。

種子萌發行為是植物在特定生境定植建群的重要時期。枸杞種子在鹽脅迫條件下的萌發特性是確定枸杞能否在鹽漬化土壤種植的關鍵。研究表明，多數植物種子在萌發過程中對鹽分十分敏感，鹽脅迫能抑制種子萌發。劉克彪等[11]以不同鹽分脅迫黑果枸杞種子萌發，發現不同的鈉鹽處理均會影響黑果枸杞種子的萌發過程。本試驗結果亦發現種子引發處理和未引發處理在鹽脅迫作用下的發芽率均低于對照，且隨著鹽濃度的增加，枸杞種子的發芽率降低，未出現類似鹽生植物如堿蓬[12]中低濃度NaCl促進種子萌發的現象，這可能是隨Na+的增多，外界溶液滲透勢升高，阻礙了枸杞種子的吸水萌發，也可能因為單鹽離子毒害作用使細胞膜受損從而抑制種子萌發。相關研究表明，引發種子能提高作物的種子活力，在低溫、干旱或鹽漬等條件下能加速發芽并增強其苗期的耐鹽能力[13-15]。本研究證實，種子引發提高了枸杞種子的萌發進程，但不影響種子最終的萌發數量。

作為植物重要的繁殖體，種子萌發率的高低、萌發速度的快慢和出苗整齊度與幼苗后期的生長密切相關。因此，植物種子耐鹽性是耐鹽植物篩選與早期鑒定的重要依據。本試驗發現，與對照相比，受NaCl脅迫的枸杞種子各萌發參數（發芽勢、發芽速度、發芽指數等）均有不同程度的下降，說明鹽脅迫對枸杞種子的萌發具有一定的抑制作用，這與前人研究的結果一致[16-17]。種子引發可以提高種子對環境的適應能力，提高出苗的速度和整齊度[18]。本試驗在相同鹽脅迫條件下，利用100 mmol/L NaCl引發寧杞1號種子，其發芽速度、發芽勢、發芽指數均高于未引發種子，且引發處理發芽速度和發芽指數與未引發處理間呈顯著差異；中低鹽濃度（≤60 mmol/L）脅迫下，引發處理與未引發處理亦呈顯著差異，說明100 mmol/L NaCl引

發能提高枸杞種子在鹽脅迫下的萌發質量、種子活力和發芽的整齊度，這可能是由于鹽溶液改變了種子細胞壁的滲透勢使其水分喪失而萌發受抑，而通過外界的引發干擾等可以增加種子的酶活性并改變其滲透調節從而增加其抗逆性，一定程度上為枸杞苗期耐鹽奠定了基礎。