王康君　王龙　顾正中　李筠　任立凯　李强　孙中伟

摘要：为明确盐胁迫对小麦种子萌发与幼苗生长的影响及GA3与H₂O₂对盐害的缓解作用，本研究以德抗961（耐盐品种）及济南17（盐敏感品种）为供试材料，设置6种盐分浓度，分别是0、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%、0.75%，并设外源H₂O₂、GA3预处理，测定种子萌发期及幼苗生长期的相关生理指标。结果表明，盐胁迫降低了小麦种子中α-淀粉酶活性和胚根中的Ca²⁺含量，增加了胚根中脯氨酸含量，增大了胚根膜透性；降低了小麦幼苗中的可溶性蛋白含量及膜脂过氧化酶活性，增加了丙二醛（MDA）含量，导致小麦种子萌发率低，幼苗期根干质量、苗干质量低，幼苗株高矮。外源H₂O₂、GA₃处理可以增加小麦种子中的α-淀粉酶活性及胚根中的Ca²⁺含量，降低胚根的质膜透性，增加盐胁迫条件下幼苗中膜脂过氧化酶及可溶性蛋白含量，降低叶片中的丙二醛含量，提高了盐胁迫条件下种子萌发率增加了幼苗期根干质量、苗干质量和株高，缓解了盐胁迫对种子萌发及幼苗生长的影响。

关键词：盐胁迫；小麦；种子萌发；幼苗生长；外源调控

中图分类号：S512.103 文献标志码：A 文章编号：1002—1302（2016）01—0111—05

盐胁迫是世界范围内普遍存在的影响作物生长的逆境因子之一，它可导致植物细胞活性氧积累，破坏叶片光合作用，干扰蛋白质合成，阻碍能量代谢，抑制生长，是限制种子萌发及幼苗生长的重要外部因素之一。中国现有盐渍土270万hm²，其中约7万hm²分布于农田。虽然我国已在通过水利工程等措施实现盐渍土改良，并积累了丰富的经验，收到了显著的效果，但是由于当前水资源紧缺，选择耐盐作物品种，挖掘品种自身的耐盐能力，直接利用盐渍土成为提高盐碱地区作物产量的重要途径。研究表明，利用赤霉素、矮壮素、萘乙酸、维生素C、水杨酸、稀土元素、H₂O₂等处理盐胁迫下的作物，可以提高作物的抗盐性。

小麦是我国盐碱地区种植的主要粮食作物之一，对我国的农业经济发展有着重要意义。探索盐胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的生理机制，缓解盐胁迫对作物的损伤、提高作物产量成为众多农学家和生物学家关注的焦点，也是作物抗逆研究和农业生产上的重要课题。

本研究以耐盐性不同的2个小麦品种济南17、德抗961为供试材料，设置不同浓度的盐分处理，研究了盐胁迫对小麦种子萌发及幼苗生长的影响，并设外源H₂O₂、GA₃浸种处理探讨其对盐胁迫的缓解作用，以期进一步揭示小麦耐盐机理，为筛选小麦耐盐种质资源及提高育种效率提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料与试验设计

供试品种为德抗961（耐盐品种）和济南17（盐敏感品种）。选取籽粒饱满、大小一致的小麦种子，经2.5%次氯酸钠消毒15 min，蒸馏水冲洗干净。在（26±1）℃黑暗条件下设置3种浸种处理，分别为：（1）蒸馏水；（2）0.5%H₂O₂；（3）50 mmol/L GA₃，浸种20 h催芽。催芽后，挑选露白一致的种子，置于直径为18 cm、铺有2层滤纸的培养皿内，分别加入浓度为0.15%、0.30%、0.45%、0.60%、0.75%的NaCl溶液，以加蒸餾水为各自对照，即每种预处理对应6个盐浓度，每个盐浓度处理设3次重复，每重复60粒种子。培养条件为：温度（26±1）℃，黑暗中发芽。幼苗长至2叶1心时，选择长势一致的幼苗测定各项指标。

1.2测定项目与方法

1.2.1萌发率的统计 在发芽试验第6天应用计数法分别查出每个培养皿中小麦萌发的个数（以芽长超过种子长度的1/2为发芽标准），计算萌发率。

1.2.2脯氨酸含量测定 脯氨酸含量测定参照朱广廉等的方法进行。

1.2.3质膜相对透性 细胞膜透性参照刘建巍等的方法测定。

1.2.4 α-淀粉酶活性测定α-淀粉酶活性采用DNS法测定。

1.2.5可溶性蛋白质含量0.5 g小麦叶片，加入1.5 mL预冷的内含0.1%PVP，0.1 mol/L EDTA，1 mol/L维生素c磷酸（pH值7.8）缓冲液，4℃冰浴研磨，15 000×g离心30 min，取上清液。用考马斯亮蓝G-250做显色剂，分光光度计在波长595 nm处测定D值，以牛血清白蛋白为标准并根据标准曲线计算蛋白质量分数。

1.2.6膜脂过氧化酶的测定 （1）超氧化物歧化酶（SOD）测定采用氮蓝四唑（NBT）光还原法；（2）丙二醛（MDA）用硫代巴比妥酸法测定；（3）过氧化氢酶（CAT）/过氧化物酶（POD）采用活性比色法测定。

1.3数据处理

用SPSS进行方差分析，用SigmaPlot 10.0作图。

2结果与分析

2.1盐胁迫对小麦种子萌发的影响及外源物质调控效应

2.1.1盐胁迫对小麦种子萌发率的影响 从图1可以看出，济南17的发芽率随着盐浓度的增加呈先升高后降低的趋势，在盐浓度为0.15%时发芽率达到最大，之后显著下降。德抗961的发芽率与济南17表现趋势相同，但随着盐浓度的增加，耐盐品种德抗961的萌发率较济南17下降较缓。经外源H₂O₂及GA₃处理后，小麦种子发芽率均明显高于未经外源处理的小麦种子，其中，H₂O₂处理的种子发芽率较对照提高了0.58%～51.78%，GA₃处理的种子发芽率较对照提高了0.30%～55.47%，随着盐浓度的增加，经H₂O₂、GA₃外源物质预处理的种子发芽率提高越明显。

2.1.2盐胁迫对小麦胚根中脯氨酸的影响 盐胁迫使小麦胚根中的脯氨酸含量显著增加，随着盐胁迫浓度的增加，小麦胚根中的脯氨酸含量呈逐渐增加的趋势，在相同盐分浓度条件下，耐盐品种德抗961的变化趋势高于济南17。在相同盐分浓度条件下，与对照比较，外源物质H₂O₂、GA₃处理显著降低了2个品种小麦胚根中的脯氨酸含量（图2）。

2.1.3盐胁迫对小麦胚根中质膜透性的影响 盐胁迫导致小麦胚根的膜透性发生显著变化，随着盐浓度升高，小麦胚根的膜透性增大，济南17胚根的质膜透性变化相较耐盐品种德抗961更为明显。在相同盐分浓度条件下，外源物质H202、GA3处理显著降低了2个品种胚根的质膜透性（图3）。

2.1.4盐胁迫对小麦胚根中钙含量的影响 从图4可以看出，盐浓度的增加降低了胚根中的Ca²⁺含量，济南17的变化趋势相较耐盐品种德抗961更为明显。外源物质H₂O₂、GA3处理显著提高了小麦胚根中的Ca²⁺浓度。

2.1.5盐胁迫对小麦种子中α-淀粉酶活性的影响 α-淀粉酶是分解种子贮藏淀粉的主要酶，可以将胚乳中的淀粉分解供萌发。从图5可以看出，在盐胁迫条件下，小麦种子中α-淀粉酶活性逐渐下降，济南17下降了11.0%～34.2%，德抗961下降了2.0%～33.4%。外源物质H₂O₂、GA₃处理增加了小麦种子中α-淀粉酶活性，GA3处理更为明显。

2.2盐胁迫对小麦幼苗生长的影响及外源物质调控效应

2.2.1

盐胁迫对小麦幼苗生长的影响 从表1可以看出，盐胁迫下2个小麦品种的根干质量、株高、幼苗干质量均显著下降。与对照比较，5种盐浓度条件下，济南17的根干质量、株高、幼苗干质量分别下降了6.48%～37.25%、1.31%～24.30%、11.65%～65.86%，德抗961分别下降了5.65%～15.31%、5.13%～17.09%、4.58%～50.42%，盐浓度的增加对耐盐品种德抗961的影响小于济南17。外源物质H₂O₂、GA₃处理显著增加了各盐浓度条件下2个小麦品种幼苗的根干质量、株高、幼苗干质量。

2.2.2盐胁迫对小麦幼苗可溶性蛋白质含量的影响 盐胁迫降低了小麦幼苗中的可溶性蛋白质含量，盐浓度越高，可溶性蛋白质含量越低。在无外源物质处理的条件下，济南17幼苗中的可溶性蛋白质含量下降了3.74%～64.57%，高于德抗961的下降幅度1.44%～47.27%。相同盐浓度条件下，经外源物质H₂O₂、GA₃处理后，2个品种幼苗中可溶性蛋白质含量均明显升高（图6）。

2.2.3盐胁迫对小麦幼苗中MDA含量的影响 随着盐浓度的增加，2个小麦品种幼苗叶片中的MDA含量均逐渐增加，济南17在盐浓度稍有增加的条件下，叶片中的MDA含量就显著增加，盐浓度较大时，叶片中的MDA含量增加幅度较小，而耐盐品种德抗961则表现为当盐浓度增加较大时叶片中的MDA含量才表现出明显的增加。外源物质H₂O₂、GA₃处理显著降低了2个小麦品种叶片中的MDA含量（图7）。

2.2.4盐胁迫对小麦幼苗中膜脂过氧化酶活性的影响 从图8可以看出，小麦叶片中SOD、POD和CAT活性均随着盐浓度的增加而降低。外源物质H₂O₂、GA₃处理显著提高了各盐浓度条件下小麦幼苗中的膜脂过氧化酶活性。

3讨论

小麦种子萌发期及幼苗期是对盐胁迫最敏感的阶段之一，在此阶段遭受盐胁迫将直接影响到小麦种子发芽及幼苗生長质量，主要表现在种子萌发率及幼苗的生物量明显下降。因此，通过对盐胁迫下种子萌发、幼苗生长及生理机制的研究，可为小麦耐盐种质资源筛选提供理论依据。

3.1盐胁迫对种子萌发的影响及生理机制

本研究结果表明，盐胁迫会导致小麦种子中α-淀粉酶活性降低，胚根中脯氨酸含量、可溶性蛋白质含量的增加，导致小麦胚根的膜透性发生显著变化，随着盐胁迫浓度的升高，小麦胚根的膜透性增大，胚根中的Ca²⁺含量降低。前人研究指出，盐胁迫条件下脯氨酸在植物体内大量积累是其对盐渍逆境的一种适应反应，脯氨酸可作为细胞渗透调节物质，缓解渗透胁迫，保护膜结构，减轻盐害；在盐胁迫条件下，由于盐中所含Na⁺在细胞中过度积累，将对质膜起到稳定和保护作用的Ca²⁺置换掉，进而破坏了膜的完整性及稳定性，使其选择透性丧失，细胞物质交换平衡破坏，生理生化代谢发生紊乱。

3.2盐胁迫对幼苗生长的影响及生理机制

从本研究苗期测定的各项指标可以看出，盐胁迫导致小麦幼苗期根干质量、株高、幼苗干质量显著下降，可能是在盐胁迫条件下，小麦幼苗中的可溶性蛋白质含量下降、膜脂过氧化酶含量降低，而MDA含量增加。前人研究表明，植物在受到逆境胁迫时，体内细胞代谢的动态平衡会被打破，引起代谢紊乱，植物自身将启动一系列保护系统，其中大部分可溶性蛋白会作为酶类参与植株代谢过程，通过调节细胞渗透势和维持渗透压平衡来抵御逆境伤害以维持植株的正常生理功能。

3.3外源物质H₂O₂、GA₃对盐胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响

除了筛选耐盐种质资源，利用化学调控物质提高作物的抗逆性也是近年来研究的一个热点。从本研究结果可以看出，外源物质H₂O₂、GA₃处理可以增加小麦种子中的α-淀粉酶活性及胚根中的Ca²⁺含量，降低胚根的质膜透性，增加了盐胁迫条件下幼苗中膜脂过氧化酶及可溶性蛋白质含量，降低了叶片中的丙二醛含量，进而提高了盐胁迫条件下种子的萌发率以及幼苗期根干质量、株高、苗干质量，缓解了盐胁迫对种子萌发及幼苗生长的影响。此外，本研究结果还表明，相对耐盐的小麦品种德抗961在盐浓度逐渐增大的条件下，种子萌发及幼苗生长阶段测定的各指标比盐敏感品种济南17的变化趋势较缓，这也许是其在种子萌发及幼苗生长受盐胁迫影响较小的生理原因。

综上所述，胚根质膜透性及幼苗中抗氧化酶类等的变化是盐胁迫影响小麦种子萌发及幼苗生长的重要生理原因，为筛选小麦耐盐种质资源提供了重要的理论依据。此外，通过外源化学调控可以有效缓解盐胁迫的危害，因此，加强外源调控的研究并将其与优异种质资源的筛选相结合，应用于小麦栽培育种研究工作中，必将大大提高耐盐小麦的育种效率。