不同鹽脅迫對金露梅種子萌發的影響

張俊焱，才 老，劉 瑋，曾 陽，2，李錦萍，劉力寬

(1.青海師范大學生命科學學院，青海 西寧 810008；2.高原科學與可持續發展研究院，青海 西寧 810008)

金露梅(PotentillafruticosaL.)薔薇科(Rosaceae)委陵菜屬(Potentilla)植物，《青海經濟植物志》記載，其為落葉灌木，高30～130 cm，莖多分枝[1]。生于海拔2 500～4 200 m的陰坡至半陽坡灌叢中、林緣及河灘上。主要分布于西藏、青海、甘肅、四川、云南等省區[2]。金露梅的葉、花、根及全株均可入藥[3]，葉和花可代茶飲，具有清暑熱、健胃、利尿、調經等功效[4]，莖在蒙醫主要用于治療消化不良、咳嗽、水腫[5]?，F代藥理作用研究表明，金露梅還可以治療糖尿病、抗心肌缺血等疾病[6]。葉和果含鞣質，可提制栲膠[2]。

據統計，在世界范圍內，適于耕種的土地不足10%，大部分土地處于干旱、鹽漬、沼澤、冷土等逆境中。在人口不斷增長的壓力下，迫切需要培養出大量的能在各種不良環境條件下生活的經濟植物，以擴大耕地面積。研究金露梅種子在不同鹽脅迫條件下的生態萌發情況，為金露梅在鹽堿地中的引種種植提供科學理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本實驗所用金露梅種子采集于青海省大通縣(101.67°E，36.92°N)。

1.2 實驗儀器與試劑

FA2004型號電子天平(上海越平科學儀器有限公司)；HZQ-F160A型恒溫培養箱(上海一恒科學儀器有限公司)；濾紙；培養皿；NaCl(批號20200513)；MgCl2(批號20200720)；NaHCO3(批號20200218)；蒸餾水。

1.3 實驗方法

1.3.1 種子的前處理 選取大小一致、顆粒飽滿的金露梅種子用60 ℃的高溫水進行浸泡1 min，然后再用40 ℃溫熱水進行催芽1 d。

1.3.2 種子的培養 配置濃度梯度系數分別為：20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L、100 mmol/L、120 mmol/L的NaCl、MgCl2、NaHCO3三種單鹽溶液共18種單鹽溶液為處理溶液，以蒸餾水為對照處理。

將每組30粒種子均勻放入培養皿中，每個培養皿中放入兩層濾紙，依次加入配制好的不同濃度的處理液，以濾紙濕潤狀態為最佳，每個梯度重復3次。對照組放置兩層濾紙，加入蒸餾水。將所有培養皿均勻地放置于30 ℃(光照14 h，黑暗10 h)的恒溫培養箱中。

1.3.3 指標測定 種子的萌發指標計算方法如下：

發芽率(GR)=(發芽種子總數/供試種子總數)×100%

發芽勢(GP)=(規定天數內種子發芽數/供試種子總數)×100%

發芽指數(GI)=∑GT/DT(GT為不同時間發芽數、DT為相應發芽天數)

相對鹽害率=(對照發芽率-處理發芽率)/對照發芽率×100%

1.4 數據分析

用SPSS軟件對數據進行單因素方差分析。用Excel-2010輸入實驗數據，制作圖表。

2 結果與分析

2.1 NaCl脅迫對金露梅種子萌發的影響

由表1、表2和圖1可知，除了相對鹽害率以外，NaCl處理液的濃度為20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L時的測定指標都高于對照組，其余濃度下金露梅種子的發芽率、發芽勢及發芽指數均隨著NaCl濃度的增大而逐漸降低。除發芽勢外，與對照組相比，40 mmol/L和60 mmol/L下種子的發芽率、發芽指數和相對鹽害率均無顯著差異，分別為66.67%、4.39、0和63.86%、4.32、0；處理濃度為20 mmol/L時，金露梅種子的發芽勢、發芽率及發芽指數為最高，其各項指標依次為80.00%、85.78%、5.52；而濃度為≥120 mmol/L時，金露梅種子萌發受到嚴重限制，其發芽勢、發芽率、發芽指數均為0，而相對鹽害率為100%。對照組在第4 d開始萌發，而濃度為20 mmol/L、40 mmol/L在第3 d開始萌發，除了濃度120 mmol/L外，其余的在第6 d開始萌發。

表1 不同濃度NaCl脅迫對金露梅種子萌發的影響

表2 不同濃度NaCl處理下金露梅種子的萌發(n=3，均值±標準差)

圖1 不同濃度 NaCL對金露梅種子萌發的影響

2.2 MgCl2脅迫對金露梅種子萌發的影響

由表3、表4和圖2可知，除了相對鹽害率之外，對照組溶液種子的測定指標都高于處理液，其發芽勢為48.89%、發芽率為53.33%、發芽指數為4.18。這說明對照組種子的活力比處理液的大。而處理組在MgCl2脅迫下，金露梅種子的發芽勢、發芽率及發芽指數均隨著鹽濃度的增大而逐步降低。在MgCl2脅迫濃度達到80 mmol/L時，金露梅種子的發芽勢、發芽率及發芽指數為最低，其各項指標依次為16.67%、20.00%、1.23；表明金露梅種子的活力受到了MgCl2脅迫的損害，鹽濃度越高，對種子活力造成的損害越嚴重。而濃度100 mmol/L、120 mmol/L時，金露梅種子的發芽勢、發芽率、發芽指數均為0，而相對鹽害率到達100%。表明MgCl2脅迫完全破壞了種子的活力，種子將不萌發。相對鹽害率隨著鹽脅迫濃度的增加而增大，表明MgCl2脅迫的濃度越大，對金露梅種子萌發的抑制越強。對照在第4 d開始萌發，而濃度為20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L分別在第3 d、4 d、5 d、5 d開始萌發，其余濃度在實驗期間均未萌發。

表3 不同濃度MgCl2脅迫對金露梅種子萌發的影響

表4 不同濃度MgCl2處理下金露梅種子的萌發(n=3，均值±標準差)

圖2 不同濃度MgCL2對金露梅種子萌發的影響

2.3 NaHCO3脅迫對金露梅種子萌發的影響

由表5、表6和圖3可知，除了NaHCO3濃度為20 mmol/L、40 mmol/L時金露梅種子的發芽勢、發芽率及發芽指數均高于對照組外，其余濃度下金露梅種子的發芽勢、發芽率、發芽指數隨著NaHCO3脅迫濃度的增大而逐漸下降。這表明金露梅種子的萌發受NaHCO3脅迫的抑制作用，并且NaHCO3脅迫濃度越高，抑制作用越大。NaHCO3濃度為≥100 mmol/L時，由于金露梅種子萌發受到嚴重的限制，其發芽勢、發芽率、發芽指數均為0，而相對鹽害率到達100%。對照在第4 d開始萌發，而濃度為20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L分別在第4 d、5 d、6 d、6 d開始萌發，其余濃度在實驗期間均未萌發。

表5 不同濃度NaHCO3脅迫對金露梅種子萌發的影響

表6 不同濃度NaHCO3處理下金露梅種子的萌發(n=3，均值±標準差)

圖3 不同濃度NaHCO3對金露梅種子萌發的影響

3 討論與結論

鹽脅迫是可以抑制植物增殖、降低植物總產量的環境影響因子。發芽率、發芽勢、發芽指數及相對鹽害率等都是衡量種子存在活力的主要測定指標[7]。發芽率是衡量種子萌發過程中耐鹽能力最為常用的測定指標，反映了土壤中的鹽分對于種子萌發時間的影響。發芽勢是判斷幼苗品質和發育規律的一個重要依據，它還與出苗出芽的強度和產量有著密切的聯系，一般來說，萌發勢高的幼苗會使其種子生長的更快、整齊、結實。發芽指數則說明了種子的發芽率和田間種植幼苗發芽率的一致性[8]。種子的相對鹽害率是判斷種子耐鹽性的重要指標[9]。大多數植物學者都普遍認為，鹽脅迫對于某些種子的新芽萌發和種子幼苗生長具有顯著的生理控制作用，但也有一些科學研究結果表明，低濃度的鹽脅迫物質可以促進種子新芽萌發或幼苗繼續生長，高濃度鹽脅迫則對種子幼苗生長具有一定的生理限制性作用[10～15]。

本研究將一些相關的鹽溶液在實驗室中仿真，模擬了一定濃度的鹽溶液對金露梅種子萌發的影響，結果證實，鹽分對金露梅種子的萌發有明顯的抑制作用。鹽脅迫對植物種子萌發的限制作用，不但降低了其種子的萌發速度，而且延緩了其種子的萌發初期時間，延長了萌發時間。這結果與葉爾根·夏依木拉提[7]的研究結果一致。另外，通過本實驗研究還可以發現不同鹽分對金露梅種子萌發的抑制效應各有差異。其中在NaCl濃度為20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L和NaHCO3濃度為20 mmol/L、40 mmol/L時，金露梅種子的發芽勢、發芽率、發芽指數均遠遠高于對照組，這表明低濃度的NaCl脅迫和NaHCO3脅迫可以促進金露梅種子的萌發。NaCl≥120 mmol/L和MgCl2、NaHCO3濃度≥100 mmol/L時，金露梅種子受到嚴重限制，其發芽勢、發芽率、發芽指數均為0，而相對鹽害率為100%。實驗結果證實，高濃度的鹽脅迫對金露梅種子有明顯的抑制作用。對照組溶液中種子的發芽勢、發芽率及發芽指數均遠遠高于MgCl2處理的鹽溶液。處理組在MgCl2脅迫下，金露梅種子的發芽勢、發芽率及發芽指數均隨著鹽濃度的提升而呈逐步地降低。這也就表明MgCl2脅迫對金露梅種子的萌發起到了一定程度的抑制效應，并且MgCl2處理濃度越高，抑制作用越大。通過本實驗結果表明，三種鹽脅迫對種子萌發的抑制作用的強度順序為MgCl2>NaHCO3>NaCl。