外源水杨酸对盐胁迫下蕹菜种子萌发及幼苗生长的影响

张凤银，李为，梅立（.江汉大学生命科学学院，湖北武汉，40056；2.湖北省豆类（蔬菜)植物工程技术研究中心；.中国科学院水生生物研究所)



外源水杨酸对盐胁迫下蕹菜种子萌发及幼苗生长的影响

张凤银1，2，李为3，梅立1
（1.江汉大学生命科学学院，湖北武汉，430056；2.湖北省豆类（蔬菜)植物工程技术研究中心；3.中国科学院水生生物研究所)

摘要：用不同浓度的水杨酸（SA）（0.15、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00 mmol/L）处理0.9% NaCl胁迫的蕹菜种子，测量种子萌发指标以及幼苗生长指标，以期研究盐胁迫条件下，不同浓度SA对蕹菜种子萌发及幼苗生长的影响。试验结果表明，0.9% NaCl胁迫对蕹菜种子发芽率的影响不明显，但显著降低发芽势、发芽指数和活力指数，明显抑制幼苗的芽、根以及侧根生长。0.15 mmol/L SA能缓解NaCl盐胁迫作用，对蕹菜种子萌发和幼苗生长的伤害，提高其抗盐能力；而在0.25～2.00 mmol/L SA浓度范围内，随SA浓度的增加，蕹菜种子萌发和幼苗生长受抑制程度加重。

关键词：蕹菜；水杨酸；盐胁迫；种子萌发；幼苗生长

张凤银（1964-），女，教授，研究方向为园艺植物栽培生理，E-mail：zhangfengyin0811@126.com

土壤盐胁迫是非生物逆境因素之一[1]，当作物受到盐胁迫时，其生长受到抑制、产量降低。我国大约有2 700万hm2盐地，占耕地面积的10%左右[2]。近20 a来，为了实现蔬菜周年均衡供应的目的、大力促进了设施园艺的发展，土壤常年连作，加上大量使用化肥等，而设施内土壤无雨水冲刷，导致许多土壤产生次生盐渍化[3]。因此，长期以来，人们极为重视植物耐盐机理、提高植物耐盐性、增加盐胁迫下农作物产量等方面的研究。

水杨酸（Salicylic acid，SA)是普遍存在于植物体内的一种酚类化合物，既是细胞内的信号分子，又是一种内源性激素，参与调节许多植物的生理过程[4]。研究发现，SA能诱导植物系统抗病性[5]，提高植物对非生物逆境的抗性，如缓解重金属对植物的毒害作用[4]、提高植物抗盐性[6，7]、加快种子萌发速率等[8]。

蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk.)，又名空心菜、竹叶菜，在我国的华南、华中、华东及西南各地栽培普遍，是夏秋季的重要蔬菜之一。蕹菜作为一种水生蔬菜，可以水面栽培，但实际生产中主要进行旱地栽培。蕹菜目前也是促成栽培的一种绿叶蔬菜，其生长发育也常受到次生盐害的影响。因此，本试验试图通过研究在盐胁迫环境中，不同浓度水杨酸对蕹菜种子萌发以及幼苗生理指标的影响，从而找到能缓解盐胁迫的有效水杨酸浓度。

1　材料与方法

1.1试验材料

试验于2014年4～5月在江汉大学生命科学学院实验中心进行。以泰国王蕹菜种子为试验材料。NaCl，化学纯，来自天津市福晨化学试剂厂；水杨酸（SA)来自国药集团化学试剂有限公司。

1.2试验方法

①种子萌发选择籽粒饱满、大小均匀一致、种皮完好的种子，先用55℃温水浸泡15 min，然后继续浸泡2 h捞出，将表面水分吸干，摆放在铺有2层滤纸的培养皿中。分别添加以下处理液各15 mL，即蒸馏水（CK，A)、0.9% NaCl溶液（B)、0.9% NaCl+ 0.15 mmol/L SA混合液（C)、0.9% NaCl+0.25 mmol/L SA混合液（D)、0.9% NaCl+0.50 mmol/L SA混合液（E)、0.9% NaCl+1.00 mmol/L SA混合液（F)、0.9% NaCl+ 1.50 mmol/L SA混合液（G)、0.9% NaCl+2.00 mmol/L SA混合液（H)。各处理均重复3次，每培养皿放置50粒种子。萌发试验于25℃恒温培养箱中进行。每天观察种子的发芽情况，统计发芽种子数。每隔2 d更换1次滤纸，并添加15 mL相应浓度的处理液。种子萌发10 d结束发芽试验。

②指标测定方法萌发指标发芽势、发芽率、发芽指数以及活力指数测定参照颜启传[9]方法。种子萌发10 d后，从培养皿中随机取15株幼苗，测量其芽长、根长，并统计侧根数。

1.3数据分析

数据用SPSS v17.0统计软件进行方差分析和多重比较，其中多重比较采用Duncan's新复极差测验法。

2　结果与分析

2.1不同浓度SA对盐胁迫下蕹菜种子萌发的影响

由表1可知，经0.9% NaCl处理后，蕹菜种子的发芽势、发芽指数以及活力指数显著低于CK，而两者的发芽率差异不明显，表明0.9% NaCl盐胁迫降低了蕹菜种子活力、延缓了发芽速度，导致发芽不整齐。在0.9% NaCl盐胁迫条件下，0.15 mmol/L SA明显缓解了盐胁迫对蕹菜种子萌发的盐害，而添加0.25、0.50、1.00、1.50、2.00 mmol/L SA，不仅未减缓盐胁迫的影响，反而使蕹菜种子的发芽势、发芽率、发芽指数以及活力指数随着SA浓度的增加而显著降低。

2.2不同浓度SA对盐胁迫下蕹菜萌发期幼苗生长的影响

由表2可知，0.9% NaCl处理后，蕹菜种子萌发期幼苗的芽长、根长和侧根数均显著低于CK。说明0.9% NaCl盐胁迫明显抑制萌发期蕹菜幼苗的生长。在0.9% NaCl盐胁迫下，浓度为0.15 mmol/L SA明显缓解NaCl对蕹菜幼苗生长的胁迫作用，提高幼苗的抗盐能力，促进生长；浓度为0.25、0.50、1.00、1.50、2.00 mmol/L SA处理使得蕹菜萌发期幼苗的芽长、根长以及侧根数均显著低于对照，且随SA浓度的增加，蕹菜萌发期幼苗的芽长、根长以及侧根数呈下降趋势。这说明0.25～2.00 mmol/L SA未能缓解盐胁迫作用，而且随SA浓度的增加，蕹菜萌发期幼苗生长受抑制程度增加。

3　讨论与结论

植物种子萌发和幼苗生长期是对盐胁迫最敏感的阶段之一[10]，如果这个阶段受到盐胁迫，轻则种子发芽率降低，出苗时间延迟；重则，种子完全失去发芽能力或者幼苗死亡[11]。从生理方面分析，盐胁迫对种子萌发和幼苗生长产生抑制作用是由于渗透胁迫引起的植物细胞生理性缺水，或者由于细胞质遭到破坏，使得溶质外渗；或者由于离子毒害导致细胞膜的选择性被破坏，使得细胞生理功能遭到破坏[12]。本试验结果表明，经过0.9% NaCl处理后，蕹菜种子的发芽速度显著降低、发芽整齐度显著下降、萌发期幼苗生长受到明显抑制。

表1　不同浓度SA对盐胁迫下蕹菜种子萌发的影响

表2　不同浓度SA对盐胁迫下蕹菜幼苗生长的影响

在逆境如高盐、干旱、低温或者高温条件下，植物体内活性氧的含量增加，引起膜功能异常[13]，导致植物生长受到抑制。水杨酸扮演信号分子或者化学信号，诱导植物在不利环境中产生保护物质[14]。大量研究表明，在逆境下，适宜浓度的外源水杨酸可以提高植物体内细胞膜保护酶SOD、POD等的活性，消除逆境诱导产生的活性氧自由基，降低膜脂过氧化，减少MDA累积，维持细胞膜的稳定性和完整性，提高植物的抗逆性[15]。但植物不同，外源水杨酸的适宜浓度不同，如1 g/L SA、50 mg/L SA、1.0 mmol/L SA分别能提高小麦种子[15]、凤仙花种子[16]、花椰菜种子[17]的耐盐性，150 mg/L SA能提高黄瓜幼苗的耐盐性[7]。本研究发现，SA浓度为0.15 mmol/L时能缓解盐胁迫对蕹菜种子萌发期的伤害，而浓度为0.25～2.00 mmol/L时没有缓解盐胁迫作用，反而随着SA浓度升高，对蕹菜种子萌发和幼苗生长的抑制作用加强。

综上所述，0.9% NaCl盐胁迫抑制蕹菜种子萌发和幼苗的生长，浓度为0.15 mmol/L的SA能缓解盐害作用。

参考文献

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Effects on Exogenous Salicylic Acid on Seed Germination and Seedling Growth of Ipomoea aquatica under Salt Stress

ZHANG Fengyin1,2,LI Wei3,MEI Li1
(1.College of Life Sciences,Jianghan University,Wuhan 430056;2.Hubei Province Engineering Research Center of Legume Plants;3.Institute of Aquatic Biology,Chinese Academy of Sciences)

Abstract:We treated seeds of Ipomoea aquatic with different concentration of SA(0.15,0.25,0.50,1.00,1.50,2.00 mmol/L)under 0.9% NaCl stress,and measured the indexes of seed germination and seedling growth,in order to analyze the effects of different SA concentrations on seed germination and seedling growth ofI.aquatic under 0.9% NaCl stress.The results showed that,0.9% NaCl stress did not affect germination rate significantly,but germination potential,germination index and vigor index significantly decreased,in addition,inhibited the growth of buds,roots and lateral roots obviously.0.15 mmol/L SA could improve the salt resistance ofI.aquatic by relieving the damage of NaCl stress to seed germination and seedling growth.While as the concentration of SA increased in the range of 0.25-2.00 mmol/L,the inhibition degree of seed germination and seedling growth aggravated.

Key words:Ipomoea aquatic;Salicylic acid;Salt stress;Seed germination;Seedling growth

收稿日期：2015-10-20

基金项目：国家科技支撑计划项目（2012BAD27B02-07）

DOI:10.3865/j.issn.1001-3547.2016.04.021

中图分类号：S636.9；S645.9

文献标识码：A

文章编号：1001-3547（2016)04-0053-03