于爽 高剑 杨新宇

摘要：以龙葵种子为材料，将NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3按不同比例混合成3种组合，并分别设置0（对照）、15、30、45、60、75 mmol/L 6个浓度梯度，研究龙葵种子萌发过程中不同盐碱胁迫的影响。结果表明，随着盐碱胁迫浓度的增加，龙葵种子的发芽率、发芽势和发芽指数在整体上均有不同程度的降低。

关键词：龙葵;盐碱胁迫;发芽率;发芽势;发芽指数

中图分类号： S641.904  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）17-0162-03

龙葵（Solanum nigrum）为一年生草本植物，隶属于茄科（Solanaceae）茄属（Solanum），又名黑呦呦、黑天天等[1]。龙葵果实可以作为果酒或饮料的原料[2-3]，100 g成熟果汁中含有果糖1.3 g，总酸13 g，其中淀粉、蛋白质、灰分和总酸含量比桃、苹果和葡萄等常见水果高，且含有镁（Mg）、铁（Fe）、钾（K）、钠（Na）等矿质元素和7种人体必需的氨基酸[4-5]。龙葵全草均可入药，具有清热解毒、活血散瘀、利水消肿、止咳祛痰的功效[6]，同时还对神经系统和泌尿系统有药理作用[7-8]。研究发现，龙葵中含有甾体皂苷类化合物，对人体肝细胞株FHCC-98表现出较强的细胞毒性，是龙葵的主要功效成分之一[9]，具有极高的药用价值及开发潜力。

种子萌发和幼苗生长是植物生长的关键阶段，通常情况下，龙葵多为野生状态，其生长极易受季节和环境的影响，使其利用受到限制。目前，对龙葵的研究大多集中在不同栽培条件对龙葵生物碱含量[10-11]和龙葵产量[12]的影响，以及龙葵对于镉的吸收积累、响应规律[13]等方面，关于盐碱胁迫对龙葵影响的研究鲜有报道。但是，目前土壤盐碱化已经成为世界性的环境问题，植物受到的盐碱胁迫日益严重，土壤盐碱化已经成为制约种子萌发和幼苗生长的重要因素[14]。本試验通过模拟土壤的盐碱化条件，研究不同盐碱浓度胁迫对龙葵种子萌发和幼苗生长的影响，以期为龙葵的进一步开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 植物材料

龙葵种子，采集于黑龙江省牡丹江市西山。将龙葵种子从果实中取出，洗净，去除杂质及干瘪的种子。龙葵种子的外形近卵形，颜色为淡黄色或黄色，直径约为1.5～2.0 mm，两侧呈现压扁状。将龙葵种子晾晒后，于室温储存备用。种子千粒质量为（0.947±0.047） g。

1.2 胁迫处理

本研究采用不同配比的NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3这4种盐来进行中性盐胁迫和碱性盐胁迫模拟。选择大小均匀、颗粒较为饱满的龙葵种子，用0.15%福尔马林溶液进行消毒，在溶液中浸泡5 min后，用清水将种子冲洗多次。胁迫处理分为3组：中性单盐（A组），NaCl溶液;中性混合盐（B组），NaCl和Na2SO4溶液（浓度比为1 ∶ 2）;碱性混合盐（C组），NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3溶液（浓度比为 5 ∶ 23 ∶ 9 ∶ 3）。配制时保持Na+物质的量浓度不变。每组均设置0（对照）、15、30、45、60、75 mmol/L 6个浓度梯度，以去离子水为对照。取直径为9 cm的培养皿，将2层滤纸平铺在每个培养皿上，加入对应浓度的盐溶液，然后将消毒后的种子置于其中。每皿均匀放入100粒龙葵种子，每个处理设3次重复，将培养皿放入光照培养箱中进行培养，培养箱温度设置为25 ℃，光照时间为24 h。种子在萌发过程中采用称质量法添加去离子水，以补充蒸发减少的水分。

1.3 指标测定

发芽期间累计记录每天的种子发芽数，当种子发芽达到高峰期时（第4天）统计记录发芽势，并在第7天统计发芽率，计算其发芽指数。此外，在第7天时对不同处理的龙葵幼苗进行高度测量（各重复随机选取10株，共30株），以植株根、茎的分节点为起点，测量龙葵芽长、根长。种子萌发相关指标的计算方法如下：

发芽势=第4天种子发芽总数/供试种子数×100%;

发芽率=第7天种子发芽总数/供试种子数×100%;

相对盐害率=（对照发芽率-盐溶液处理发芽率）/对照发芽率×100%;

发芽指数（GI）=∑（Gt/Dt）。

式中：Gt为在时间t内的发芽数量，个;Dt为Gt相应的发芽时间，d。

1.4 数据分析

试验数据使用Excel 2016进行统计处理并作图，用SPSS 24.0软件进行单因素方差分析，分析各处理在不同浓度间的差异性;利用Duncans法对所得数据进行多重比较，分析不同胁迫浓度对种子萌发和幼苗生长指标影响的显著性。

2 结果与分析

2.1 盐碱胁迫对龙葵种子发芽指标的影响

发芽率是衡量种子受环境影响的重要指标，如表1所示，在A组（中性单盐）和B组（中性混合盐）处理中，龙葵种子的发芽率呈现先上升后下降的趋势，在盐浓度为15 mmol/L时，发芽率最高，说明在低浓度的中性盐环境中，可以促进龙葵种子的萌发。在相同浓度下的A、B 2组中，B组龙葵种子的发芽率明显高于A组，说明低浓度的中性混合盐能提高龙葵种子的萌发率，而高浓度的中性混合盐对种子萌发的抑制程度明显低于中性单盐。在C组（碱性混合盐）试验中，在 15 mmol/L 碱性混合盐处理下，种子就已呈现出极低的发芽率，说明碱性混合盐强烈地抑制了龙葵种子萌发。

发芽势是鉴别种子发芽整齐度的主要指标。从表1可以看出，当A组（中性单盐）处理浓度为30 mmol/L时，发芽势达到极低水平，当盐溶液浓度继续升高后，发芽势降为0，表明在高浓度（45～75 mmol/L）中性单盐处理下，会使龙葵种子的发芽受到强烈抑制。在B组（中性混合盐）处理下，发芽势随着盐溶液浓度的上升而大致呈下降趋势，在75 mmol/L中性混合盐处理下，仍有种子发芽，这表明在长时间浸泡下，中性混合盐对龙葵种子萌发的影响弱于中性单盐。在C组（碱性混合盐）处理下，当碱性混合盐环境的 浓度≥15 mmol/L 时，发芽势均为0，说明碱性混合盐较中性混合盐对于龙葵种子发芽势的抑制更为强烈。

发芽指数可以灵敏地指示种子活力。由表1可知，在A、B组处理下，种子的发芽指数均表现为先升高后降低，这说明低浓度中性盐溶液可以促进种子发芽。在同一盐浓度下，B组的发芽指数略高于A组，表明中性混合盐对龙葵种子发芽指数的抑制作用弱于中性单盐，这与发芽率试验的结果基本一致。C组处理中没有表现出先升高后降低，在低盐浓度下，种子的发芽指数降到极低水平，在60 mmol/L盐浓度下，发芽指数降为0，再一次表明，碱性环境比中性盐环境对龙葵种子的伤害更为严重。

相对盐害率可以指示种子受到盐溶液影响的程度。由表1可见，在A、B试验组中，相对盐害率呈现上升的趋势，并且在同一浓度下，B组表现出更低的相对盐害率。C组处理在15 mmol/L盐浓度下表现出极高的盐害率，并在 60 mmol/L 盐浓度下完全抑制了种子发芽。综合以上结果可知，不同处理对龙葵种子萌发的抑制程度表现为碱性混合盐>中性单盐>中性混合盐。

2.2 盐碱胁迫对龙葵根长和芽长的影响

从图1可以看出，在A、B、C 3组不同浓度盐溶液处理下，根长和芽长均呈现下降的趋势，当盐溶液浓度达到 30 mmol/L 时，C组处理的根长、芽长与A、B 2组相比下降趋势更明显，可见碱性混合盐对根长及芽长具有更明显的影响。当盐溶液浓度在60 mmol/L以上时，C组种子达到耐受极限，不会生根发芽。

3 结论与讨论

土壤盐渍化已成为导致全球可利用耕地日益减少、限制作物产量和品质提高的主要非生物逆境之一[15]，关于耐盐植物如何适应盐碱逆境的问题，已经成为国内外专家学者们研究的热点。对于植物而言，其耐盐性并非是由单一的某种因素所引起的，而是受到很多种因素的控制，其耐盐机制及耐盐

性会因植物种类不同而有所不同。即便对于相同种类的植物，当所处的生长时期不同时，其耐盐的方式与机制也会有所不同。在植物萌发及幼苗生长发育时期，对盐胁迫是非常敏感的[16-17]。本研究表明，在中性盐胁迫下，混合盐处理的龙葵的发芽率要高于单盐处理，而且在盐浓度为15～30 mmol/L 时，发芽率要高于对照，这表明氯化钠、硫酸钠的混合溶液在低浓度的情况下可以协同作用于龙葵的种子萌发。A组在盐浓度≥45 mmol/L时的发芽势为0，说明高浓度的盐溶液不仅抑制了种子的发芽数量，还影响了种子的发芽速度。中性单盐的NaCl溶液仅在15 mmol/L浓度时对龙葵种子的萌发有促进作用，且没有高于B组的发芽率。在碱性盐溶液中，碱性盐胁迫强烈地抑制了种子的萌发，浓度大于45 mmol/L后，发芽率为0，高pH值是抑制发芽率的主要原因。同时，幼苗生长也受到较为严重的抑制作用，使根和芽发育缓慢。在碱性盐胁迫下，种子在盐浓度大于45 mmol/L时表现为不萌发，而在中性盐胁迫下，种子可以在盐浓度为0～75 mmol/L时萌发。通过相对盐害率的分析可知，龙葵种子对3种盐胁迫的耐受性存在较大差异，对中性混合盐的耐受能力最强，其次是单盐，耐受力最弱的则是碱性混合盐。

种子在盐碱生境下萌发的最初阶段，首先面临的是不同盐分浓度产生的渗透胁迫[18]，种子萌发和幼苗生长的受抑制程度逐渐增加[19-20]，随着盐胁迫浓度的增大而增大。盐胁迫对植物幼苗产生的影响可分为以下2种：（1）在轻度胁迫下，幼苗生长被促进;（2）在重度胁迫下，幼苗生长被抑制[21]。胚芽和胚根长度在不同浓度的盐胁迫下呈现出先上升后下降的趋势[22]。但有研究结果显示，低浓度的盐胁迫可促进油菜[23]、黑麦[24]、互花米草[25]和长柄扁桃[26]等部分植物种子的萌发。如张丽辉等发现，低浓度的NaCl（≤50 mmol/L）以及Na2SO4（≤25 mmol/L）能够提高萝卜种子的萌发率[27]。这些结论与本试验的结论类似。产生这种现象的原因一方面可能是在低浓度的NaCl、Na2SO4条件下，促使龙葵种子吸收少量无机离子而使细胞内的渗透势降低，从而促进种子吸水，同时也满足了种子对水分的需求;另一方面，种子中的无机离子不仅能促進种子内部储藏的物质充分水解，还可作为渗透调节物质，同时激活部分种子萌发所需的酶，促进部分物质合成，进而増强呼吸作用，最终促进种子萌发。但在较高浓度的盐胁迫下，随着盐浓度逐渐上升，会对种子萌发和幼苗生长产生不断加强的抑制作用。

参考文献：

[1]毛子军，王秀华，穆丽蔷，等. 黑龙江省植物志（第八卷）[M]. 哈尔滨：东北林业大学出版社，2001.

[2]罗永华，王若敏，范翠丽. 龙葵果果酒提取工艺研究[J]. 广东农业科学，2011，38（9）：86-87.

[3]张 慧，李延辉. 龙葵、蓝靛果复合饮料的研制[J]. 吉林农业科技学院学报，2016，25（2）：11-14.

[4]姜 英，宋 超，金春爱，等. 龙葵果营养成分的测定分析[J]. 特产研究，2013，35（2）：65-66，76.

[5]张海洋，徐秀芳，张菊芬. 龙葵的营养成分及其开发利用[J]. 中国野生植物资源，2004，23（1）：44-46.

[6]刘世巍，丁建海，刘立红，等. 龙葵的化学成分及生物活性研究进展[J]. 时珍国医国药，2010，21（4）：977-978.

[7]卢汝梅，谭新武，周媛媛. 龙葵的研究进展[J]. 时珍国医国药，2009，20（7）：1820-1822.

[8]李明英，邢建华，王庆兰. 龙葵草合剂治疗功血临床及实验研究[J]. 中医药学报，1998，27（4）：36-38.

[9]罗文娟，王光辉，周新兰，等. 螺甾皂苷类化合物的体外抗人肝癌细胞增殖作用[J]. 现代肿瘤医学，2007，15（3）：307-308.

[10]孙 皎，倪彦博，冯 舒，等. 不同栽培条件对龙葵生物碱积累的影响[J]. 北方园艺，2017，41（13）：157-160.