NaCl脅迫對3個玉米自交系萌動種子中Na⁺、K⁺、Ca²⁺含量的影響

保杰

[摘 要] 研究不同玉米自交系在鹽脅迫下對離子含量的影響，對作物栽培具有一定的實踐意義。本試驗研究不同濃度的NaCl脅迫條件下萌動種子中Na+、K+、Ca2+含量的變化，分析其與耐鹽性之間的關系，為玉米耐鹽的早期鑒定篩選提供最佳的脅迫處理參數(shù)。玉米耐鹽品種81162、8723和鹽敏感品種P138在濃度分別為0、60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L的NaCl溶液脅迫下生長，并測定萌發(fā)期種皮、胚、胚乳中的Na+、K+、Ca2+含量。隨著NaCl濃度的增加，萌動種子中Na+含量逐漸提高，K+和Ca2+含量逐漸降低。種皮Na+積累量高于胚和胚乳，反映種胚相對于種皮有較強的拒Na+的能力，而種皮有積累Na+的能力。81162和8723胚和種皮中的K+和Ca2+含量均高于P138。

[關鍵詞] 玉米;耐鹽性;NaCl脅迫

[中圖分類號] S513 [文獻標識碼] B [文章編號] 1674-7909（2020）25-93-2

通過研究不同濃度的NaCl脅迫條件下萌動種子中Na+、K+、Ca2+的含量變化，分析其與鹽脅迫濃度之間的關系，為玉米耐鹽的早期鑒定篩選提供最佳的脅迫處理參數(shù)，為建立玉米耐鹽性鑒定的評價體系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料選擇經(jīng)耐鹽品種鑒定選出的耐鹽品種8723、81162和鹽敏感品種P138。

1.2 試驗方法

將篩選出的耐鹽品種8723、81162和鹽敏感品種P138玉米種子經(jīng)0.1%HgCl2消毒15 min，用去離子水沖洗干凈并浸泡12 h。再將種子置于直徑15 cm的培養(yǎng)皿中，用不同濃度NaCl溶液淋濕，置于人工氣候室中25 ℃下培養(yǎng)。NaCl處理濃度分別為0、60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L，每個處理重復3次，每個處理用12粒種子。取部分萌動種子用60 mmol/L NaCl溶液沖洗干凈（以水沖洗會影響離子含量[1]），將種皮、胚、胚乳分離，置105 ℃烘箱中10 min，再于80 ℃下烘48 h。

將已烘干的材料粉碎，60 ℃干燥6 h。精確稱取0.1 g粉末于聚四氟乙烯坩堝中，加少量去離子水潤濕，加濃HNO3 3 mL浸泡12 h，再加HClO4 0.5 mL和HF 0.5 mL，放入鋼制壓力容器內(nèi)擰緊上蓋，置于170 ℃烘箱加熱6 h，將消化罐取出放在80 ℃電熱板上趕酸至近干，再加HClO4 0.5 mL趕酸至近干，用0.3 mol/LHNO3定容至10 mL，密封于塑料瓶中[2]。采用等離子質(zhì)譜法測定Na+、K+、Ca2+含量。用SPSS分析數(shù)據(jù)。

2 結果與分析

2.1 萌動種子中Na+含量變化

如表1所示，玉米萌動種子中Na+含量隨NaCl濃度的增加而增加，3個自交系表現(xiàn)相同上升趨勢。與對照相比，60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L濃度的NaCl溶液處理后，81162種子中Na+含量分別上升2.43、3.17、3.78、5.05倍和5.65倍，8723種子中Na+含量分別上升1.88、3.64、4.91、5.30倍和5.94倍，P138種子中Na+含量分別上升2.97、5.18、6.35、6.77倍和9.34倍。由此可見，萌發(fā)期耐鹽自交系81162和8723的Na+積累速度小于鹽敏感自交系P138。耐鹽自交系81162和8723中Na+含量小于鹽敏感自交系P138，反映耐鹽自交系81162和8723的拒Na+能力較強，而鹽敏感自交系P138的拒Na+能力較弱，體內(nèi)聚集過多的Na+影響了種子萌發(fā)。在萌動種子中，3個部位Na+含量順序是種皮>胚>胚乳，反映胚相對于種皮有較強的拒Na+的能力，而種皮有積累Na+的能力。

2.2 萌動種子中K+、Ca2+含量變化

隨著NaCl濃度的增加，3個自交系萌動種子中K+和Ca2+含量均呈下降趨勢。與對照相比，60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L濃度的NaCl溶液處理后，81162種子中Ca2+含量分別下降31.43%、55.18%、63.94%、67.85%和71.76%，8723種子中Ca2+含量分別下降33.88%、45.70%、58.14%、63.86%和68.98%，P138種子中Ca2+含量分別下降36.47%、41.78%、55.01%、61.52%和69.34%;81162種子中K+含量分別下降4.50%、12.63%、17.89%、25.80%和34.46%，8723種子中K+含量分別下降9.26%、19.00%、21.42%、25.88%和36.84%，P138種子中K+含量分別下降21.15%、25.18%、27.03%、33.32%和44.31%。由此可見，萌動種子中K+和Ca2+的流失較多，尤其是Ca2+。但是，3個自交系中Ca2+流失差異不大，而K+離子在鹽敏感自交系P138中的降低幅度大于耐鹽自交系81162和8723。萌動種子中，3個部位Ca2+含量順序是種皮>胚>胚乳。除了胚乳中Ca2+含量在耐鹽自交系81162、8723及鹽敏感自交系P138之間沒有差異外，在胚和種皮中，耐鹽自交系81162和8723中Ca2+的積累量幾乎在每個濃度下都大于鹽敏感自交系P138。3個部位K+含量順序是胚>種皮>胚乳。除了胚乳中K+含量在耐鹽自交系81162、8723及鹽敏感自交系P138之間沒有差異外，在胚和種皮中，耐鹽自交系81162和8723中K+的積累量幾乎在每個濃度下都大于鹽敏感自交系P138。

3 結論與討論

隨著NaCl濃度的增加，萌動種子中3個部位Na+含量順序是種皮>胚>胚乳，反映出玉米種皮具有積累Na+能力，胚具有一定的拒Na+能力，表明種子在高鹽環(huán)境中將Na+運輸?shù)椒N皮中以減少對胚的傷害，推測這是種子萌發(fā)期抵御逆境的機制。這與商學芳等得出的在萌動種子中胚中Na+含量較高、種皮中Na+含量較低的結果[3]不太一致。耐鹽自交系81162和8723中的Na+含量在每個濃度下都小于鹽敏感自交系P138，表明耐鹽自交系81162和8723的拒Na+能力較強，而鹽敏感自交系P138的拒Na+能力較弱，因而體內(nèi)聚集過多的Na+;尤其是鹽敏感自交系P138體內(nèi)有過多的Na+流向胚部，從而對胚造成傷害，影響了種子萌發(fā)。

綜上所述，本試驗表明，NaCl脅迫下，3個不同耐鹽性自交系的種皮都可以積累Na+，而胚有一定拒Na+能力，81162和8723耐鹽自交系的積累和拒Na+能力優(yōu)于鹽敏感自交系P138;對于K+和Ca2+的流失，P138甚于81162和8723。因此，這些離子含量指標可以作為鑒定耐鹽性品種的參考。但這些指標因品種的不同而存在差異，還需要進一步驗證。

參考文獻

[1]湯華，柳曉磊，羅秋蕓.玉米耐鹽早期篩選體系的初步研究[J].海南大學學報（自然科學版），2007（6）：169-172.

[2]劉志偉，黃冠華.氯化鈉不同濃度對夏玉米生長和吸氮的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2004（2）：132-136.

[3]商學芳，董樹亭，鄭世英，等.玉米種子萌發(fā)過程中Na+、K+和Ca2+含量變化與耐鹽性的關系[J].作物學報，2008（2）：333-336.