不同外源物質對NaCl 脅迫下金蓮花種子萌發的影響

張玉寶 劉穎華

（唐山動物園 河北 唐山 063000）

土壤鹽漬化(soil salinization)也叫土壤鹽堿化，是指土壤底層或地下水的鹽分隨毛管水上升到地表，水分蒸發后，使鹽分積累在表層土壤中的過程[1]，現已成為全球最嚴重、最亟待解決的問題之一。我國目前的鹽堿地面積接近3 000 萬hm2，且以100 萬hm2/年的速度增加，鹽漬化土壤當中影響植物體內水分平衡的離子以Na+為主[2]。我國對于鹽漬化土壤的改良積累了一定的經驗，也取得了相應的成果，但由于技術的推廣困難和面積大等具體問題，依舊有大面積的鹽漬化土壤存在于農業生產中。在保證農業耕地18 億畝的紅線下，中藥材、園林綠化等各種植物的種植就不可避免的在鹽漬化土壤上進行。所以選擇耐鹽性強的品種，通過外源物質干預等方法，來提高各種植物對鹽堿脅迫的適應性，就成了在鹽漬化土壤條件下進行各種植物栽培的重要途徑。

金蓮花(Trollius chinensis)又名旱地蓮，是毛茛科(Ranunculaceae)金蓮花屬(TrolliusL.)多年生草本植物，在我國主要分布在內蒙古、吉林、遼寧、山西、河南及河北張承壩上地區[3]，其花色金黃艷麗、植株挺拔，既適合盆栽觀賞，也適合綠化[4]。蔡紅業[5]、鄭志新[6]等人通過多種方法測得，金蓮花體內含有黃酮苷、紅草苷、生物堿類等多種成分，對于上呼吸道感染、泌尿系統感染具有良好的抑菌作用，還具有極強的抗氧化、抑制癌細胞擴散的作用，廣泛應于與中成藥生產中。隨著人們對金蓮花價值認識的提升，越來越多的野生金蓮花資源遭到了極大地人為破壞。積極利用金蓮花的原始栽培環境，在鹽漬化土壤上進行金蓮花中藥材生產，或是在鹽漬化程度較重的城市土壤中利用金蓮花進行地被綠化，改善或增加城市地被綠化景觀成為當前對金蓮花利用的主要方向。

本文選用外源SA、SNP 對NaCl 脅迫下的金蓮花種子進行緩解處理，對金蓮花種子萌發的發芽進程、發芽率、發芽勢、發芽指數等進行統計分析，篩選最佳的外源SA、SNP 濃度，并以此為依據，為進一步研究、保護和開發金蓮花提供理論和生產依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料。本試驗所用的金蓮花種子于2020 年購買自張家口市沽源縣金蓮花種植基地，經鑒定為Trollius chinensis bunge的種子，采后經選種后自然風干，置于牛皮紙袋，于4 ℃冰箱內保存。

1.2 試驗設計與處理

1.2.1 種子預處理。精選種粒飽滿且無病蟲害的金蓮花種子，100 粒為1 組，蒸餾水清洗3 ～5 次后用0.1%HgCl2溶液消毒10 min，繼續用蒸餾水清洗干凈備用。將其置入離心管中，用800 mg/L 赤霉素溶液浸泡4 d 進行催芽處理[7]，置于4 ℃冰箱內保存待用。配制不同濃度的外源SNP(記為A1、A2、A3、A4)、SA(記為B1、B2、B3、B4)(見表1)，分別以清水和NaCl(1.0 mg/L)作為CK1 和CK2，重復3 次。

表1 外源SNP SA 對金蓮花種子處理濃度

1.2.2 試驗處理。本試驗采取紙上培養法。將直徑12 cm 的培養皿洗凈、烘干，在培養皿內放入雙層濾紙，分別加入清水和NaCl 溶液，至濾紙飽和，然后將浸泡過的金蓮花種子依次放入設定好的外源物質中，每個培養皿100 粒，蓋上蓋子，貼上標簽，置于光照培養箱中培養。培養箱的光照時間設為16 h/8 h，溫度設為20 ℃，光照強度為2 000 lx，每天記錄種子的發芽情況，統計發芽數量，并每天更換溶液以保持其滲透壓不變。

1.2.3 指標測定及方法。以胚軸突破種皮萌發為標志，連續4 d 沒有種子萌發為發芽結束標志。記錄發芽情況，并計算出發芽率、發芽勢、發芽指數、脅迫指數等。發芽率=(發芽終期全部正常發芽的種子粒數/供試種子數)×100%；發芽勢=(規定日數內發芽的種子粒數/ 供試種子數) ×100%；發芽指數=∑(Gt/Dt)，其中Gt 為t 天的發芽數，Dt 為發芽天數；脅迫指數=(鹽脅迫下種子萌發指數/對照種子發芽指數)×100%。

1.3 數據處理。利用EXCEL2010 進行數據處理和統計，用SPSS21.0 進行分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同濃度外源物質對金蓮花種子萌發進程的影響。在金蓮花種子的萌發過程中，記錄其開始萌發時間和萌發持續時間，形成金蓮花種子萌發進程表(見表2)。由表2 可知，在NaCl 脅迫下，金蓮花種子萌發開始時間顯著遲于清水對照(CK1)，其發芽持續天數也顯著長于清水對照，達17 d 之久。添加不同濃度和種類的外源物質后，其發芽開始時間和發芽持續時間均較NaCl 脅迫下有了明顯提升，且表現出一定的規律性。添加外源SNP 后，隨著SNP 濃度的增加，金蓮花種子開始萌發時間呈現先提前后延后的變化規律，以A3 處理開始萌發時間最短，即第4 d 開始萌發，與CK1 之間無顯著性差異，與其它處理之間均有顯著。SNP 處理，金蓮花種子的發芽持續時間同樣呈現與其發芽開始時間相同的變化規律，以A3 處理發芽持續時間最為集中，為10 d，與CK1 之間無顯著性差異，與其它處理之間存在顯著性差異。可得外源SNP 對于緩解金蓮花種子萌發具有明顯的促進作用，以0.20 mmol/L 濃度(A3)處理效果為最佳。添加外源SA，金蓮花種子萌發進程與外源SNP 處理下呈現相同的變化規律，以B3 處理效果最佳，此時金蓮花種子發芽開始時間為第6 d，發芽持續時間為10 d，與A3 處理相比較，其發芽開始時間也有顯著性差異，說明外源SNP 引發效果較外源SA 更好。

表2 不同濃度外源物質對金蓮花種子萌發進程的影響

2.2 不同濃度外源物質對金蓮花種子萌發指標的影響。隨著對金蓮花種子萌發進程的記錄，統計并計算金蓮花種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和脅迫指數等指標，并分析其各個處理之間的關系和規律等。由表3 可知，添加外源物質后，金蓮花種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和脅迫指數與CK2 相比均有明顯增加，且發芽指數和脅迫指數與CK2 之間有顯著性差異。添加外源SNP 和外源SA 后，隨著添加濃度的增加，其發芽率等指標與CK2 比較均表現出先增加后減少的趨勢，分別又以A3、B3 處理效果最好，與CK2之間存在顯著性差異，且A3 和B3 處理的發芽指數、脅迫指數之間仍存在顯著性差異，同時A3 處理各個指標與CK1 之間無顯著性差異，說明0.20 mmol/L 的外源SNP 可以顯著緩解NaCl 脅迫下金蓮花種子的萌發，且可以緩解到無脅迫水平。B3 處理(外源SA 濃度0.20 mmol/L)的發芽率和發芽勢與CK1 之間無顯著性差異，發芽指數和脅迫指數與CK1 之間存在顯著性差異，說明B3 處理對于NaCl 脅迫下金蓮花種子的萌發也有顯著的緩解作用，但其緩解效果較A3 處理差，說明同濃度的最佳緩解效果外源SNP 優于外源SA。

表3 不同濃度外源物質對金蓮花種子萌發指標的影響

3 結論與討論

3.1 結論。外源SNP 和外源SA 均可以在一定程度上緩解NaCl 脅迫下金蓮花種子的萌發，且濃度不同，緩解效果不同，均以0.2 mmol/L 為最佳，且0.2 mmol/L 的外源SNP 緩解效果優于外源SA。

3.2 討論。鹽脅迫是一種常見的非生物脅迫，研究表明，鹽脅迫會導致植物體內滲透調節失衡，能明顯的阻礙植物種子的萌發和抑制幼苗的生長[8]。而種子是植物生長發育和形態建成的基礎，了解種子在脅迫下的萌發情況對于幼苗及后期植物的生長發育有著非常重要的作用和意義。同樣有眾多的研究表明，外源SNP、SA 等物質是提高各種植物抗逆性的重要分子，其機理為通過與細胞膜結合從而提高逆境下細胞膜的穩定性或是誘導植物產生抗逆蛋白，提高保護酶活性，增加滲透物質及次生代謝物生產，參與復雜的應激響應等[9～11]。在鹽濃度過高的環境中，過多的氯化物降低了土壤的水勢和滲透勢，從而導致植物失水。為了防止植物細胞中的水分散失，保持細胞膨壓，適應逆境，植株會在短時間內通過迅速大量的合成和積累滲透調節物質(如：甜菜堿、脯氨酸等)增強其對滲透脅迫的抗性，而外源添加這些物質可以起到明顯的緩解作用，在番茄、玉米等植物種子萌發過程中均已經證實[12，13]，本試驗以金蓮花種子為材料，也得到了相同的結論。本試驗在實驗室條件下進行，且只涉及了外源SNP 和SA 兩種物質的4 個濃度梯度，其緩解效果雖有明顯體現，但還需要考慮其它的外源緩解物質及室外生產中其它因素對金蓮花種子萌發的影響，這些都有待于后續試驗的進一步研究。