鹽分脅迫對雞冠花種子萌發的影響試驗初報

張麗娟 姜志成 余秀萍 劉玉艷

摘 要 為了研究鹽分脅迫對種子萌發的影響，以雞冠花種子為試驗材料，在其萌發過程中分別加入NaCl、復鹽、Na2SO4進行鹽脅迫，測定種子萌發過程中蛋白質含量、可溶性糖含量及淀粉酶活力的變化。結果表明：鹽脅迫使雞冠花種子的發芽勢、發芽指數和發芽率顯著降低，而且隨著鹽濃度的增加，抑制作用增強；3種鹽對種子萌發的抑制作用強度依次為NaCl＞復鹽＞Na2SO4；鹽分脅迫使雞冠花萌發種子的蛋白質含量升高，可溶性糖含量降低，一定濃度的鹽分處理對種子中的淀粉酶活力可能有一定的促進作用。

關鍵詞 雞冠花；種子萌發；鹽脅迫

中圖分類號：S685.99 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.03.036

雞冠花（Celosia cristata）為一年生草本植物，世界各地廣為栽培。株高20～150 cm，肉穗花序頂生，形狀色彩多樣，鮮艷明快，花期夏、秋季直至霜降，有較高的觀賞價值，是重要的花壇花卉，還是很好的切花材料。雞冠花對二氧化硫、氯化氫具有良好的抗性，可起到綠化、美化和凈化環境的多重作用，適宜作廠礦綠化用。

我國有鹽堿地2 666萬hm2[1]，是植物生長的主要逆境之一。而鹽堿地域的城鎮綠化是當前園林綠化領域的重要課題。目前篩選、引進既耐鹽又具觀賞價值的園林植物，為鹽堿區域的城鄉綠化、鹽堿地改良提供適宜的觀賞植物種類是世界各國重要研究內容。長期以來，植物耐鹽機理及如何提高植物的耐鹽性備受關注。我國有針對雞冠花抗逆性的研究，但尚無關于鹽脅迫對雞冠花種子萌發影響的研究報道。本試驗以雞冠花作為對象，研究鹽脅迫對其種子萌發的影響，以期為以后雞冠花在鹽漬化條件下的應用提供理論依據。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料來源

供試雞冠花種子由北京花仙子花卉公司購置。

1.2 ?試驗方法

1.2.1 ?種子萌發情況測定

將種子用3%高錳酸鉀消毒后用蒸餾水沖洗干凈。依照國際種子檢驗規程，采用濾紙法，將供試種子置于鋪有雙層濾紙的培養皿中，每皿30粒。在濾紙上分別加入濃度為0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%的NaCl溶液；濃度為0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%的Na2SO4溶液；濃度為0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的復鹽溶液（兩者質量比為1∶1）。每處理3次重復，用保鮮膜封緊，防止水分蒸發，置于25 ℃恒溫培養箱內。第二天開始記錄各處理發芽數量，以胚根伸出長度不小于種子長度為標準[2]，到種子不再萌發或處于低水平萌發為止。各個指標數據計算公式如下。

發芽勢=發芽種子數達到高峰時的正常發芽種子總數/供檢種子總數×100%

發芽率=正常發芽的種子數/供檢種子總數×100%

發芽指數=∑（Gt/Dt），其中：Gt為第t天種子發芽增值數，Dt為對應的種子發芽的天數[3]

種子耐鹽適宜范圍=發芽率達到對照發芽率75%時相對應的鹽液濃度

種子耐鹽半致死濃度=發芽率達到對照發芽率的50%的鹽液濃度

種子耐鹽極限濃度=發芽率達到對照發芽率的10%的鹽液濃度

1.2.2 ?種子萌發過程中生理指標的測定

參考以上各處理種子發芽結果，用濃度分別為0.3%、0.6%、0.9%的NaCl、Na2SO4兩種鹽溶液處理，每個處理3次重復，每培養皿中放置1.5 g種子。培養皿置于25℃恒溫培養箱內，用保鮮膜封緊。每天取樣測定各生理指標，蛋白質含量的測定采用考馬斯亮藍G-250染色法，可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法，淀粉酶活力的測定采用3，5-二硝基水楊酸法[4]。

試驗數據用DPS統計分析軟件進行顯著性檢驗（F檢驗）。

2 ?結果與分析

2.1 ?鹽脅迫對雞冠花種子萌發的影響

2.1.1 ?鹽脅迫對雞冠花種子發芽率、發芽勢和發芽指數的影響

種子發芽是植物生長發育的起點，保證較高的發芽勢和發芽率是園林綠化的前提，同時種子的發芽勢和發芽率也是檢測種子質量好壞的重要指標[5]。種子發芽率的高低，是檢驗種子萌發的重要指標。發芽勢是反映種子萌發速度的一個重要指標，發芽指數是發芽整齊度的直接體現。

鹽脅迫下雞冠花種子發芽的差異如表1所示。3種鹽處理對雞冠花種子的萌發均有不同程度的抑制作用，其發芽勢、發芽指數均隨濃度的升高而呈下降趨勢，濃度越高抑制作用越強。但在Na2SO4和復鹽的脅迫下，雞冠花種子的發芽率呈先上升后下降的趨勢，其中復鹽0.3%，復鹽0.6%，Na2SO40.3%，Na2SO40.6%的發芽率均略高于對照，除NaCl0.3% ，復鹽0.3%，復鹽0.6%，Na2SO40.3%，Na2SO40.6%，Na2SO40.9%處理外其他處理發芽率均極顯著低于對照；NaCl0.9%，復鹽1.2%，Na2SO41.8%處理種子發芽率僅僅為12.22%，1.11%，3.33%。發芽勢除復鹽0.3%處理外其他處理均極顯著低于對照；Na2SO40.3%，Na2SO40.6%，復鹽0.3%的發芽指數與對照差異不顯著，其他處理均顯著或極顯著低于對照。說明鹽處理使雞冠花種子發芽速度降低，發芽不整齊。綜合發芽率、發芽指數、發芽勢各指標可以看出，3種鹽對雞冠花種子的萌發抑制影響大小依次為NaCl最大，復鹽其次，Na2SO4影響最小。

2.1.2 ?鹽脅迫對雞冠花種子萌發進程的影響

與對照比較，除復鹽0.3%外各種不同種類鹽處理的種子，均降低了雞冠花種子的萌發率，延遲了種子的初始萌發時間。3種鹽對雞冠花種子初始萌發時間整體趨勢為隨鹽濃度的增大而往后推遲，其發芽速度和整齊度均比對照低。當鹽濃度為0.9%水平時，種子初始萌發時間均比0.3%和0.6%鹽水平推遲，但復鹽和Na2SO4處理的雞冠花種子仍能保持較高的發芽率，復鹽的發芽率為45.55%，Na2SO4的發芽率為88.89%，而NaCl的發芽率僅只有12.22%（見表1）。在1.2%、1.5%高濃度鹽水平下，雞冠花種子萌發整齊度均比其低濃度鹽處理要低，但其初始萌發時間并無太大差異，其中NaCl處理的種子則幾乎一直處于未萌發狀態。

根據各處理與對照的相對發芽率與鹽濃度之間進行相關回歸，得到回歸方程（見表2），根據回歸方程計算相對發芽率分別為75%、50%、10%時的對應鹽濃度，從而計算耐鹽適宜范圍、耐鹽半致死濃度、耐鹽極限濃度。NaCl處理下其相關性達到顯著水平，耐鹽適宜范圍為0.41%，耐鹽半致死濃度為0.67%，耐鹽極限濃度為1.10%；Na2SO4處理下其相關性達到極相關水平，耐鹽適宜范圍為0.73%，耐鹽半致死濃度為1.12%，耐鹽極限濃度為1.75%；復鹽處理下其相關性達到極相關水平，耐鹽適宜范圍為0.55%，耐鹽半致死濃度為0.86%，耐鹽極限濃度為1.35%。

2.2 ?鹽脅迫對雞冠花種子萌發過程生理指標的影響

2.2.1 ?鹽脅迫對雞冠花種子萌發中蛋白質含量的影響

NaCl和Na2SO4兩種鹽處理下雞冠花萌發種子中蛋白質含量隨萌發時間呈先上升后下降的趨勢，其中蛋白質的含量隨鹽濃度的升高而降低（見表3）。說明鹽分脅迫抑制了蛋白質的水解，從而抑制了種子的萌發。

2.2.2 ?鹽脅迫對雞冠花種子萌發中可溶性糖含量的影響

可溶性糖是很多非鹽生植物的主要滲透調節劑[6]，它也是合成其他有機溶質的碳架和能量來源，對細胞膜和原生質膠體亦有穩定作用，還可在細胞內無機離子濃度高時起保護酶類的作用[7]。NaCl和Na2SO4兩種鹽處理下雞冠花萌發種子中可溶性糖含量隨萌發時間呈先上升后下降的趨勢，其中可溶性糖的含量隨鹽濃度的升高而降低，且含量均低于對照，且差異均達到顯著水平（見表4）。說明淀粉在淀粉酶的作用下可水解為可溶性糖，鹽處理使淀粉水解為可溶性糖的過程受阻，在不同濃度的鹽脅迫下，淀粉水解受阻的程度也不同，同種鹽濃度越高受阻程度越高。

2.2.3 ?鹽脅迫對雞冠花種子萌發中淀粉酶活力的影響

植物體內廣泛存在的淀粉酶能將貯藏型碳水化合物淀粉水解成麥芽糖。植物組織中貯藏的淀粉只有水解成麥芽糖之后才能用于呼吸和轉化為其他物質，而此水解過程正是在淀粉酶的催化下完成的。植物體內的淀粉酶有α-淀粉酶及β-淀粉酶兩類，其中β-淀粉酶是組成酶，α-淀粉酶是誘導酶[8]。它們都可以將淀粉水解為麥芽糖。淀粉酶是種子萌發過程中最主要的水解酶類，而萌發初期起作用的又以α-淀粉酶為主。

由表5、表6可以看出，淀粉酶活力隨處理時間逐漸達到較高水平，而后隨著種子萌發又呈下降趨勢。萌發初期淀粉大量分解，進一步發芽后α-淀粉酶作用底物減少，酶活性降低，此時分解淀粉的酶以β-淀粉酶為主。

萌發初期，各處理的α-淀粉酶活力呈上升趨勢，NaCl0.9%和Na2SO40.9%處理下雞冠花萌發種子中α-淀粉酶活力與對照無明顯差別，其他處理α-淀粉酶活力的差異性均顯著于對照，其中，Na2SO40.3%和Na2SO40.6%處理達到了極顯著水平（見表4）。隨著試驗的進行，到試驗后期，鹽分脅迫抑制了雞冠花種子中蛋白質的水解，淀粉的水解，使可溶性糖含量減少，所以各處理的α-淀粉酶活力呈急劇下降趨勢，然后在一個水平上保持動態平衡。

在整個試驗過程中，各處理的淀粉酶總活力呈先上升后下降的趨勢。在脅迫前期，除Na2SO40.3%、Na2SO40.6%處理的淀粉酶總活力與對照差異不顯著外，其他各處理均顯著高于對照，其中3種濃度NaCl的處理與對照間達到了極顯著水平（見表5）。隨著脅迫時間的延長，到脅迫后期，除Na2SO41.2%處理外，其他處理的總酶活力均低于對照（見表6），這是由于Na2SO41.2%條件下生理進程緩慢，萌發速度較慢。隨著鹽處理濃度越大，淀粉酶總活力下降的程度越大，這可能是由于高濃度鹽脅迫下種子的吸水受到影響，從而影響了種子的淀粉酶活性。

3 ?結論與討論

1）鹽處理使雞冠花種子的發芽率、發芽勢、發芽指數明顯降低，隨著鹽濃度的增加，抑制作用增強；3種鹽對種子萌發的抑制作用強度依次為NaCl＞復鹽＞Na2SO4。鹽處理使雞冠花種子萌發的進程推遲。雞冠花種子NaCl耐鹽適宜范圍為0.41%，耐鹽半致死濃度為0.67%，耐鹽極限濃度為1.10%；Na2SO4耐鹽適宜范圍為0.73%，耐鹽半致死濃度為1.12%，耐鹽極限濃度為1.75%；耐鹽適宜范圍為0.55%，耐鹽半致死濃度為0.86%，耐鹽極限濃度為1.35%。

2）鹽處理對雞冠花種子萌發過程中的物質能量代謝有一定影響。種子萌發過程需要大量能量和物質，這些能量和物質完全來源于貯藏物質的氧化分解、釋放能量，而貯藏物質的分解需要大量酶的參與。鹽分脅迫抑制了雞冠花種子中蛋白質的水解，淀粉的水解，使可溶性糖含量減少，不能供給種子萌發需要的能量物質，因此抑制種子的萌發或推遲萌發進程。

參考文獻：

[1] ? 徐恒剛.中國鹽生植被及鹽漬化生態治理[M].北京：中國農業科學技術出版社，2004.

[2] ? 史寶勝，劉冬云，孟祥書，等.NaCl、Na2SO4脅迫下鹽蒿種子萌發過程中的生理變化[J].西北林學院學報，2007，22（5）：45-48.

[3] ? 閻秀峰，孫國榮，那守海，等.鹽分對星星草種子萌發的脅迫作用.草業科學，1994，11（4）：27-31.

[4] ? 劉永軍，郭守華，楊小玲.植物生理生化實驗[M].北京：中國農業科技出版社，2005.

[5] ? 張翔，王文國，宗浩.銅尾礦對白車軸草種子萌發和幼苗生長的影響[J].種子，2007，26（6）：28-30.

[6] ? 趙可夫.植物抗鹽生理[M].北京：中國科學技術出版社，1993.

[7] ? 張海燕，趙可夫.鹽分和水分脅迫對鹽地堿蓬幼苗滲透調節效應的研究[J].植物學報，1998，40（1）：56-61.

[8] ? 劉永軍，郭守華，楊曉玲.植物生理生化試驗[M].北京：中國農業科技出版社，2002.

（責任編輯：敬廷桃）