外源物質對鹽脅迫下野生石竹種子萌發的影響

潘立雪 陳晨霞 王 浩 鄭 婷 馮麗美 姜云天（通化師范學院 吉林 通化 134002）

長白山區野生石竹(Dianthus chinensisL.)為石竹科多年生草本植物，主要生長于山坡、林緣、林間草地及疏林下，其株型矮小，莖稈似竹，花色艷麗，花期長，耐寒、耐旱，可用于園林綠化。除此之外，石竹全草可入藥，其味苦、性寒，具有清熱利尿、破血通經的功效，主治急性泌尿系統感染、婦女經閉、濕疹等癥[1]。因此，該野生資源具有較高的觀賞和藥用價值。目前人們已對中國石竹[2～3]、常夏石竹[4]、美國石竹[5]等栽培品種的繁育及耐鹽性等方面進行了研究。本研究以長白山區野生石竹種子為材料，探究NaCl脅迫對石竹種子萌發的影響，以及水楊酸、甜菜堿、24-表油菜素內酯3 種外源物質對NaCl 脅迫下石竹種子萌發的調控效應，以期為鹽漬化環境下提高石竹成活率提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料。野生石竹種子，2018年秋季采于白山市撫松縣漫江鎮。經吉林師范大學生命科學學院姜恩來教授鑒定為石竹科石竹(Dianthus chinensisL.)的成熟種子。

1.2 試驗方法。選取飽滿的石竹種子用0.05%的KMnO4溶液消毒10 min，蒸餾水沖洗數遍備用。將消毒后的種子分別經1.0 mmol/L 水楊酸(SA)、1.6 mmol/L 甜菜堿(GB)和4.0×10-4mmol/L 24-表油菜素內酯(EBR)浸種12 h，對照不進行浸種處理，所有處理分為2 組，每個處理3次重復。將浸種后的種子分別放入鋪有雙層濾紙的培養皿內(φ12cm)，每皿種子30 粒，其中一組沿著培養皿內壁緩緩加入220 mmol/LNaCl 溶液15 ml，另一組加入等量蒸餾水(記為SA、GB、EBR處理)；對照一組加入等量蒸餾水(記為CK)，另一組加入對應濃度的NaCl 溶液(記為NaCl 處理)，將所有處理后的種子置于恒溫培養箱內進行培養，箱內溫度設定為25 ℃。每隔24 h 觀察種子發芽情況，以胚根突破種皮開始記錄種子發芽數。第3 d 計算發芽勢，第7 d 結束發芽試驗，相關指標的計算公式如下：發芽率(%)=(萌發種子數/供試種子總數)×100%；發芽勢(%) = (第3 d 發芽種子數/ 供試種子總數) ×100%；發芽指數=∑Gt/Dt，Gt表示不同天數(t，d)的發芽種子數，Dt為相應的發芽天數；活力指數=發芽指數×苗鮮重。

1.3 數據處理。用Microsoft Excel 2019 和IBM SPSS Statistics 20.0 對數據進行整理及方差分析，以S-N-K法進行多重比較。

表1 外源物質對NaCl 脅迫下石竹種子萌發指標的影響

2 結果與分析

2.1 外源物質對NaCl 脅迫下石竹種子萌發指標的影響。由表1 可見，外源水楊酸(SA)、甜菜堿(GB)和24-表油菜素內酯(EBR)處理的石竹種子發芽率和發芽指數均高于對照(CK)，分別較CK 增加20.01%、6.16%、9.24%和2.25%、4.13%、31.79%，且SA 處理的發芽率和EBR 處理的發芽指數與CK 差異顯著(P＜0.05)，而GB 處理的發芽勢和活力指數則較CK 下降9.53%和1.96%，SA 和EBR 處理的發芽勢和活力指數分別較CK 增加0.00%、4.76%和25.49%、96.08%，且EBR 處理的活力指數與CK 達到差異顯著水平(P＜0.05)，說明3 種外源物對石竹種子萌發均具有一定的促進作用。當石竹種子處于220 mmol/L NaCl 脅迫條件下，石竹種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均低于對照(CK)，且發芽率與CK 并無顯著差異(P＞0.05)，僅下降9.22%，而其他3 個指標均與CK 差異顯著(P＜0.05)，說明NaCl 脅迫抑制了石竹種子萌發，影響了種子的出苗整齊度。石竹種子經3 種外源物質浸種預處理后，NaCl+EBR 處理的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均高于NaCl處理，分別較NaCl 處理增加6.77%、57.18%、9.06%和56.25%，但4 項萌發指標均低于CK，而NaCl+GB處理的4 項萌發指標則分別較NaCl 處理下降52.55%、14.27%、51.92%和6.25%；NaCl+GB 處理的發芽勢和活力指數分別較NaCl 處理增加23.83%和6.25%，而發芽率和發芽指數則顯著低于NaCl 處理。

表2 各指標的隸屬函數值及綜合排序

2.2 外源物質對NaCl 脅迫的緩解效果綜合評價。為了進一步明確SA、GB 和EBR 對NaCl 脅迫下石竹種子萌發的調控效應，采用隸屬函數法，對各處理的萌發指標進行綜合評價，結果如表2 所示，EBR 的隸屬函數平均值最大，其次為SA，而GB 的隸屬函數平均值略低于CK；在220 mmol/L NaCl 處理下，NaCl + EBR 處理的隸屬函數平均值大于NaCl 處理，而NaCl + SA 和NaCl + GB 處理的隸屬函數平均值則均小于NaCl 處理，說明4.0 ×10-4mmol/L EBR對NaCl 脅迫下石竹種子萌發的調控效果最優，有效緩解了鹽脅迫對石竹種子萌發的抑制作用，而SA 和GB 對鹽脅迫并無緩解作用，反而加重了鹽脅迫對種子萌發的傷害。

3 結論與討論

適宜濃度的鹽溶液會促進種子萌發[6]，而一旦鹽分含量過高則會導致種子萌發率下降[7]，最終影響出苗整齊度以及種苗成活率。添加適量水楊酸(salicylic acid，SA)[8～9]、甜菜堿(glycine betaine，GB)[10]等外源物質不僅可以提高植物的抗逆性，而且能夠促進鹽脅迫下植物種子萌發及幼苗生長，對鹽害具有較好的緩解作用。本研究結果表明，220 mmol/LNaCl 處理顯著抑制了石竹種子萌發，而4.0 ×10-4mmol/L 外源24-表油菜素內酯有效緩解了NaCl 脅迫對石竹種子萌發的抑制作用，其種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數明顯提高，這與燕麥(Avena sativa)[11]上的研究結果相似；1.0 mmol/L 水楊酸能夠提高NaCl 處理下石竹種子的發芽勢和活力指數，而對NaCl 處理下發芽率和發芽指數則具有抑制作用，這與蔣小滿等[12]研究結果類似，水楊酸對鹽脅迫下三角濱藜(Atriplex triangularis)種子的萌發率并無提高，反而加劇了鹽脅迫的抑制作用；但是1.6 mmol / L 外源甜菜堿則對NaCl 脅迫下石竹種子萌發指標呈現出“抑制作用”，對NaCl 脅迫并無緩解作用。因此，在實際生產中，可選擇適宜的外源物質來進行浸種預處理，以緩解鹽脅迫對石竹種子萌發帶來的傷害。