盐胁迫对白三叶种子萌发及幼苗生理特性的影响

高占军，张星亮，张 颖，李旭明，许庆方，高文俊，佟莉蓉

（1.山西农业大学动物科技学院，山西 太谷 030801；2.中国畜牧业协会，北京 100028））

我国是盐渍土地面积大，危害较严重的国家之一［1］，1亿hm2耕地中约有700万hm2盐碱地［2］。近年来，随着化肥用量的增加，土壤发生次生盐渍化，加之对土壤的不科学管理，常年积累，次生盐渍化越来越重，对农业生产造成很大的影响［3－5］。在农业结构调整中，牧草生产越来越受到人们的重视，利用盐渍土资源进行牧草生产，将盐渍土改良和利用与畜牧业生产结合起来，可以发挥巨大的生态效益和经济效益。对于大多数作物，种子萌发和早期幼苗阶段对环境胁迫最为敏感，都是以胚的生长为基础，而胚的生长则是种子内部所有生理生化系统协调作用的结果。因此，对作物的耐盐性研究大都在种子发芽期［6］。

白三叶（Trifolium repens）又名白花三叶草、白车轴草、荷兰翅摇，为豆科、多年生草本植物，是一种分布最广的优质牧草，也是优良的地被（草坪）植物。三叶草属植物约有360种，其中，农业上利用价值较高的约有25种［7］。试验探讨白三叶在4个浓度盐胁迫下的种子萌发、幼苗生长和生理特性，明确白三叶对不同浓度盐的耐受能力，了解萌发期白三叶的耐盐特性，为盐碱地建植白三叶提供基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

白三叶种子由山西农业大学果树所种子站提供。2013年5～6月将白三叶种子用NaCl处理，分设4个浓度梯度：0.20%、0.40%、0.60%、0.80%，另设蒸馏水为对照处理0.0%，每个处理3次重复。每个重复在铺有2层灭菌滤纸的培养皿中放置100粒种子，同时加入15 m L不同浓度的盐溶液，将培养皿置于25℃的培养箱中进行培养［8］，每天更换处理液。

1.2 测定方法

第7 d统计发芽势，取10株幼芽用游标卡尺测定幼苗和根的长度。再取幼苗进行生理指标的测定。茚三酮比色法测定游离脯氨酸（Pro）的含量［9］。取幼芽样品并加入5 m L磺基水杨酸试剂，煮沸20 min。冷却后过滤，取滤液2 m L，加入冰醋酸和酸性茚三酮各2 m L，沸水浴中显色30 min，冷却后加入甲苯5 m L，摇动萃取1 h，取甲苯层D520nm测定吸光度，重复3次。

可溶性糖（WSC）的测定采用苯酚法测定［12］。称取样品（0.100±0.005）g，剪碎混匀置入20 m L的试管中，并加入10 m L蒸馏水，沸水浴中提取。冷却过滤，去滤液2 m L，加入1 m L苯酚溶液，在5～20 s内再加入5 m L的浓硫酸溶液，冷却后在485 nm波长下测定光密度，重复3次；硫代巴比妥酸发测定丙二醛（MDA）含量［10］，称取样品2 g，取2 m L 0.05 mol／L pH 7.8磷酸缓冲液为介质，研磨成匀浆。取提取液2 m L并加入2 m L 0.5%硫代巴比妥酸溶液煮沸10 min，冷却后3 000 rpm下离心15 min，取上清液测定532 nm下吸光度，重复3次。

1.3 数据分析

用Excel 2007和SAS 9.2软件对试验数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同NaCl浓度对白三叶种子发芽势、发芽率的影响

盐胁迫浓度达到0.40%时，白三叶草种子的发芽势和发芽率都呈现下降的趋势（表1）。

表1 不同NaCl浓度对白三叶种子发芽势、发芽率Table 1 Effect of different NaCl concentration onseed germination potential，germination rateof Trifolium repens

NaCl浓度处理在0.2%时，白三叶种子的发芽势和发芽率均最大，分别为45%和75%，发芽率和对照组没有显著的差异；NaCl浓度≥0.40%时，白三叶种子的发芽率显著低于对照（P＜0.01），而且当浓度为0.80%时只有个别发芽。在NaCl浓度≥0.40%时候发芽势显著低于对照，发芽势受到抑制。

2.2 不同NaCl浓度对幼苗和根生长速度的影响

当NaCl浓度为0.20%时，不影响白三叶根和幼苗的生长；浓度为0.40%时幼苗生长受到影响、根的生长受到显著影响；浓度＞0.60%时，幼苗和根的生长收到抑制，和对照组差异极显著（P＜0.01）（表2）。

2.3 不同NaCl浓度对幼苗体内Pro、WSC、MDA的影响

NaCl浓度在0.20%和0.40%时Pro的含量上升梯度最大。在整个处理组的浓度梯度内，Pro的含量处于上升状态，Pro含量在浓度为0.80%时候达到最大值（表3）；不同浓度的NaCl胁迫下WSC的变化呈现增加的趋势，在浓度为0.2%时降到最低然后逐步增大，在浓度为0.20%～0.40%时增幅最大，当NaCl浓度＞0.40%后增大趋于缓和，当 NaCl浓度为0.80%时白三叶体内WSC含量在供试处理浓度下达到最大值；在对照组中，白三叶体内MDA含量很低；当NaCl浓度为0.20%时白三叶体内的MDA含量显著增加（P＜0.01）；MDA含量随着NaCl浓度的增加而增加。

表2 不同NaCl浓度下幼苗的芽长和根长Table 2 Effect of Different NaCl concentration on the seedling and root growth

表3 不同NaCl浓度对幼苗体内Pro、可溶性糖、MDA含量Table 3 Pro，soluble sugar and MDA content in the Trifoliumrepens under different NaCl concentrations

3 讨论

3.1 不同浓度NaCl胁迫对白三叶种子发芽和生长的影响

盐胁迫抑制植物的生长发育，造成植物生理代谢紊乱，不同的生育期有不同的表现形式。其中种子萌发和幼苗生长阶段是牧草对盐胁迫最敏感的时期［11］。在牧草种子萌发阶段，盐胁迫主要表现在抑制种子萌发和胚根、胚芽的生长方面。试验表明，在NaCl胁迫下，白三叶种子萌发受到一定的影响，浓度在0.20%时发芽率达到75%，当浓度达到0.40%甚至是超过0.40%时，发芽率受到了显著的影响，发芽率整体低于30%。因此，白三叶种子对于盐度胁迫有一定的萌发潜力和抗盐特性，但是过高的盐度容易使种子生长发育受到抑制［12－14］。

3.2 不同浓度NaCl胁迫对白三叶幼苗渗透调节物质的影响

在NaCl胁迫下，有机渗透保护物质，如可溶性糖、Pro等，可以使细胞保持适当的渗透势而防止脱水，同时对生物大分子的结构和功能起到稳定和保护作用［15］。

Pro是植物对盐碱胁迫反应敏感指标。植物在正常条件下，Pro含量很低，但遇到盐碱、干旱、低温等逆境时，Pro便会大量积累，其积累指数与植物的抗逆性有关［16，17］。试验发现，在不同浓度的 NaCl胁迫后，Pro的含量除NaCl浓度在0.2%之外都高于对照组，且随着浓度升高，Pro的含量逐渐增加。说明在盐胁迫下，白三叶可通过增加体内Pro含量，来维持渗透平衡，具有一定的抗盐性［18］。

WSC是很多非盐生植物的主要渗透调节剂，并且是合成别的有机溶质的碳架和能量来源［19］，对细胞膜和原生质胶体亦有稳定作用，还可以在细胞内无机离子浓度高时起到保护作用。因此，可以认为 WSC浓度的增加是白三叶对盐分胁迫抵抗能力的一种表现方式［20］。随着NaCl胁迫浓度增加，幼苗受到刺激开始大量积累WSC，以降低渗透势，维持体内外渗透压的平衡，抵抗盐害。

3.3 不同浓度NaCl胁迫对白三叶幼苗MDA含量的影响

MDA是膜脂过氧化的重要产物，可与蛋白质、核酸、氨基酸等活性物质交联，形成不溶性的化合物（脂褐素）沉积，干扰细胞的正常生命活动，其含量高低，反映出膜脂过氧化程度，且与植株受胁迫程度密切相关［21］。白三叶幼苗在不同盐胁迫下，MDA含量都随着盐浓度的增加而增加，显示了植株体在盐胁迫后都不同程度的受到了伤害［22］。

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