郑金双，李晓丽，武娅歌，王文颇

(河北科技师范学院，河北 秦皇岛,066600)

土壤盐碱化是全球性问题，也是影响农业发展的非生物胁迫因子，对世界范围内的作物生长产生巨大影响。我国华北地区内陆盐渍土多属氯化物硫酸盐土，海滨盐土区多属氧化物盐土，过渡地带多属硫酸盐氯化物盐土[1]。种子发芽是植物生长发育的起始阶段，这一时期的特性决定了盐碱化地区植物能否成功建苗，该时期能否顺利进行影响植物的整个生长发育过程。渤海湾盐渍土土壤盐分含量主要由Cl-和Na+含量水平决定[2]。盐胁迫处理对种子发芽和根长均有不利的影响[3～7]。植物为抵御胁迫环境会采取保护性措施，如脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质积累[8～12]。

白薇药材为萝藦科植物白薇(CynanchumatratumBge.)或蔓生白薇(CynanchumversicolorBge.)的干燥根际根茎，是临床常用中药之一，具有清热凉血、利尿通淋、解毒疗疱之功效[13]。目前，关于白薇的报道多限于其活性成分的提取与药理研究[14～17]，关于白薇栽培方面的研究未见报道。白薇野生资源日渐稀缺，急需对其进行人工栽培与繁育，随着生态环境的不断恶化，对白薇抗逆性研究工作势在必行。笔者采用不同浓度的盐分对白薇种子萌发阶段进行处理，探究白薇种子萌发时期适宜的盐分浓度，为白薇栽培生产与后续选种工作奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用白薇(CynanchumatratumBge.)种子采自秦皇岛市青龙满族自治县，经河北科技师范学院徐兴友教授鉴定为萝藦科白薇的种子。

1.2 方法

1.2.1种子发芽 选取50粒饱满、无病虫害的白薇种子，蒸馏水中浸泡2 h，后置于铺有2层滤纸的培养皿中培养，分别采用NaCl，Na2CO3，Na2SO4等3种盐7个不同浓度(n=50，100，150，200，250，300 mmol·L-1)对白薇种子萌发过程进行耐盐性处理，每个处理设置3次重复，以蒸馏水处理作为空白对照(CK)。处理溶液量以上层滤纸湿润、倾斜时皿底无溶液积聚为宜，置于25 ℃智能光照培养箱内进行发芽试验，试验期间若发现轻微发霉的种子，需取出用水冲洗后放回原处发芽。从发芽之日起，隔天记录发芽种子数量，直至不再有增加为止，计算发芽率、发芽势、发芽指数、相对盐害率等耐盐性指标。

1.2.2发芽指标统计与计算

发芽率=(第13天统计发芽种子粒数/供试种子数)×100%

发芽势(GE)=(前9 d发芽种子数/供试种子数)×100%

发芽指数(GI)=ΣGt/Dt，Gt指时间t时的发芽数，Dt指相应的发芽时间。

相对发芽率=(发芽种子数/CK萌发种子数)×100%

种子耐盐适宜范围=发芽率达到CK发芽率75%时相对应的盐液浓度

种子耐盐半致死浓度=发芽率达到CK发芽率的50%的盐液浓度

种子耐盐极限浓度=发芽率达到CK发芽率的10%的盐液浓度

相对盐害率=[(对照发芽率-处理发芽率)/对照发芽率]×100%

1.2.3胁迫相关生理指标测定 游离脯氨酸的质量分数采用酸性茚三酮比色法测定[18]，单位μg·g-1；可溶性糖的质量分数采用蒽酮比色法测定[19]。

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 不同浓度NaCl胁迫对白薇种子萌发的影响

NaCl浓度为15 mmol·L-1时，白薇种子萌发发芽率、发芽势、发芽指数、相对发芽率等各项指标均高于CK，但差异不显著，相对盐害率为0%(表1)。NaCl浓度≥25 mmol·L-1时，各指标均低于CK，并且随着NaCl浓度的增加均呈现下降趋势。当NaCl浓度≥100 mmol·L-1时，白薇种子发芽率、发芽势、发芽指数、相对发芽率等各项指标与CK间差异极显著。NaCl浓度为300 mmol·L-1时，其发芽率、发芽势、发芽指数、相对发芽率均为0%，相对盐害率为100%。

表1 NaCl胁迫对白薇种子萌发的影响

NaCl浓度为15，25 mmol·L-1处理时与对照白薇种子均在第5天开始发芽，而NaCl浓度为50，100，150，200 mmol·L-1发芽时间均有不同程度的延迟，依次为第6，第7，第9，第13天(图1)。

2.2 不同浓度Na2SO4胁迫对白薇种子萌发的影响

试验结果表明，Na2SO4浓度≤100 mmol·L-1处理时，白薇种子的发芽率和相对发芽率均高于CK，但差异不显著，发芽势和发芽指数随着Na2SO4浓度的增加呈下降趋势(表2)。当Na2SO4浓度≥200 mmol·L-1时白薇种子发芽率、发芽势、发芽指数、相对发芽率等指标与CK间差异显著或极显著。Na2SO4浓度≤100 mmol·L-1时，各处理相对盐害率为0%，发芽时间与CK相同。Na2SO4浓度为150，200，300 mmol·L-1处理时白薇种子的萌发时间均有不同程度的延迟，依次为第7，第7，第9天，CK为第5天发芽(图2)。

图1 NaCl胁迫下白薇种子发芽进程

表2 Na2SO4胁迫对白薇种子萌发的影响

图2 Na2SO4胁迫下白薇种子发芽进程

2.3 不同浓度Na2CO3胁迫对白薇种子萌发的影响

Na2CO3浓度≤25 mmol·L-1时，白薇种子的发芽率和发芽势均高于CK，而发芽指数和相对发芽率低于CK，但差异不显著，此时白薇种子的相对盐害率为0%(表3)。当Na2CO3浓度≥50 mmol·L-1时白薇种子萌发各项指标均低于CK，并随着Na2CO3浓度增加呈现下降趋势。当Na2CO3浓度为300 mmol·L-1时，白薇种子萌发各项指标均为0%，相对盐害率为100%。Na2CO3浓度≥150 mmol·L-1时，白薇种子发芽率、发芽势、相对发芽率、发芽指数各项指标与CK间差异极显著。

Na2CO3浓度≤100 mmol·L-1时对白薇种子发芽时间没有显著影响，与CK一致，均为第5天发芽。Na2CO3浓度为150 mmol·L-1时，白薇种子萌发时间为第7天，200 mmol·L-1时为第10天。Na2CO3浓度为300 mmol·L-1时，白薇种子发芽率、发芽势、发芽指数、相对发芽率均为0%，相对盐害率为100%(图3)。

表3 Na2CO3胁迫对白薇种子萌发的影响

图3 Na2CO3胁迫下白薇种子发芽进程

2.4 白薇种子耐盐浓度

由3种盐处理的白薇种子相对发芽率与对应盐浓度的相关性分析，结果发现，盐浓度与相对发芽率呈极显著负相关(表4)。白薇种子的耐盐适宜浓度为39 mmol·L-1NaCl，85 mmol·L-1Na2CO3，217 mmol·L-1Na2SO4；耐盐半致死浓度为64 mmol·L-1NaCl，131 mmol·L-1Na2CO3，312 mmol·L-1Na2SO4；耐盐极限浓度为105 mmol·L-1NaCl，206 mmol·L-1Na2CO3，459 mmol·L-1Na2SO4。3种盐对白薇种子萌发抑制作用由强到弱依次为：NaCl，Na2CO3，Na2SO4。

表4 白薇种子相对发芽率与盐浓度的相关性分析

注：**相关性达到极显著水平，y为相对发芽率，x为对应盐浓度。

2.5 盐胁迫对白薇种子生理活性的影响

NaCl处理后，白薇种子内游离脯氨酸的质量分数均高于CK(除200 mmol·L-1的处理外)，随着处理的盐浓度的增加呈现下降趋势(图4)。Na2SO4和Na2CO3处理后，白薇种子内游离脯氨酸的质量分数均呈现随着盐浓度的增加而先上升后下降的变化趋势。Na2SO4浓度为100 mmol·L-1时，白薇种子内游离脯氨酸的质量分数最高。Na2CO3浓度为50 mmol·L-1时，白薇种子内游离脯氨酸的质量分数最高。

图4 盐胁迫对白薇种子游离脯氨酸质量分数的影响

不同浓度的3种盐处理白薇种子时，种子内可溶性糖的质量分数均高于CK(图5)。NaCl浓度为300 mmol·L-1时白薇种子内可溶性糖的质量分数最高。其中NaCl和Na2SO4处理后，白薇种子内可溶性糖的质量分数随着盐浓度的增加呈明显上升趋势；而不同浓度Na2CO3处理后，各处理间比较发现白薇种子内可溶性糖的质量分数差异不明显。

图5 3种盐胁迫对白薇种子内可溶性糖质量分数的影响

3 讨 论

发芽率、发芽势和发芽指数是评价种子萌发阶段的重要指标，反映种子发芽的速度、整齐度和苗壮潜力。沿海地区以氯化盐为主，内陆地区主要是硫酸盐和碳酸盐。盐胁迫成为植物生长发育过程中的主要逆境因素之一，不仅影响植物的生长发育，而且对产量造成重要影响。本次研究在实验室条件下模拟3种不同盐不同浓度处理对白薇种子萌发的影响，结果发现种子相对发芽率与盐浓度之间呈显著的负相关。低浓度盐处理对白薇种子萌发具有一定的促进作用，随着盐浓度的增加呈现逐渐显著的抑制作用，这与已有的研究结果类似[20～23]。3种盐对白薇种子萌发的抑制作用不同，抑制作用由强到弱依次为：NaCl，Na2CO3，Na2SO4。盐胁迫对植物种子萌发的抑制作用不仅表现在降低种子的萌发率，而且还推迟了种子的初始萌发时间，延长了种子的萌发时间。3种盐浓度小于150 mmol·L-1时，均在第9天白薇种子发芽数量达到最高峰，低浓度盐胁迫对白薇种子发芽势时间没有明显影响；但盐浓度≥150 mmol·L-1时，对白薇种子萌发时间和发芽势均有明显推迟作用。

盐胁迫使植物种子的发芽指数、发芽势和发芽率明显降低，且随着盐浓度的增加抑制作用增强[24～27]；有些研究发现，盐胁迫对某些植物种子萌发特性表现低促高抑效应[28，29]，可能与处理盐浓度的选择有关。本次研究中，低浓度盐处理对白薇种子萌发时间没有显著影响，发芽相关指标有不同程度的增加，但高浓度盐处理使萌发时间延迟，萌发相关指标随着盐浓度增加逐渐降低。有研究表明，雪菊种子耐盐极限浓度为231 mmol·L-1Na2SO4，223 mmol·L-1NaCl[26]；紫花地丁种子的耐盐极限浓度为324 mmol·L-1Na2SO4，122 mmol·L-1NaCl[12]；二色补血草耐盐极限浓度为350 mmol·L-1Na2SO4，200 mmol·L-1NaCl[30]。本次研究中，白薇种子耐盐的极限浓度为459 mmol·L-1Na2SO4，105 mmol·L-1NaCl，比较发现白薇种子发芽阶段能够耐受更高浓度的Na2SO4胁迫。前期研究也发现，白薇对于土壤水分亏缺和盐碱化的耐受性相对较高，考虑到盐碱地栽培药用植物有较高的经济价值，有待进一步研究混合盐胁迫对白薇种子萌发的作用。

植物对抗逆境胁迫通常通过调节自身一系列生理生化过程来适应或抵御。有研究表明，银柴胡植物能通过调节自身生长和保护酶系统、渗透物质含量等来抵抗NaCl胁迫的伤害[31，32]。逆境条件下，植物通过合成积累脯氨酸等有机物质来调节细胞内的渗透压，降低细胞的渗透势，对植物体内的酶和膜结构有保护作用。游离脯氨酸和可溶性糖是植物细胞质中两种有机渗透调节物质，其主要参与细胞水平上的渗透调节作用，盐碱胁迫易导致植物体内脯氨酸和可溶性糖含量的积累[33～36]。研究发现，烟草与银柴胡体内的游离脯氨酸对盐逆境胁迫下的调节作用较明显[31,37]；盐胁迫下罗布麻种子内脯氨酸含量呈先增大后减小的趋势[38]，与本研究中白薇种子特性相近。

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