NaCl胁迫对六个不同类型黑果枸杞种子萌发的影响

刘秋辰，冯建荣，郝玉杰，樊新民，张永东

(1. 石河子大学农学院/特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室，新疆石河子 832000；2. 新疆果王生态农业科技开发有限公司，乌鲁木齐 830001)



NaCl胁迫对六个不同类型黑果枸杞种子萌发的影响

刘秋辰1，冯建荣1，郝玉杰1，樊新民1，张永东2

(1. 石河子大学农学院/特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室，新疆石河子 832000；2. 新疆果王生态农业科技开发有限公司，乌鲁木齐 830001)

【目的】对6个不同类型的黑果枸杞种子耐盐性进行评价比较，筛选出耐盐性较高的类型，为在新疆北疆地区推广提供理论基础。【方法】以西宁野生、库尔勒野生、武威野生三个生态型及其相应的优选系：西宁优系、库尔勒优系、武威优系黑果枸杞种子为试验材料，在50、100、150、200、250、300 mmol/L NaCl浓度下进行种子发芽试验，以发芽率达到50%为生产要求，低于50%为受到明显胁迫的标准，测定不同浓度NaCl对发芽率、相对盐害率、耐盐浓度及幼苗生长的影响。【结果】在50～300 mmol/L NaCl浓度处理下，发芽率、胚根、胚轴长随NaCl浓度升高总体呈显著下降趋势；用种子发芽率和NaCl浓度进行回归分析，发现优选型黑果枸杞种子耐盐临界浓度显著高于野生型，优选型耐盐临界浓度为150～300 mmol/L，野生型耐盐临界浓度为100～150 mmol/L。【结论】武威优系、库尔勒优系耐盐能力显著较强；西宁优系、库尔勒野生中等；西宁野生、武威野生显著较差。

黑果枸杞；NaCl胁迫；种子萌发

0 引 言

【研究意义】新疆幅员辽阔，土地资源丰富，但由于土壤板结，盐渍化程度高，作为高质量的种植业生产，土地条件较差[1]。据统计，新疆盐碱土的总面积为2 181.4×104hm2，占全国盐碱土面积的22.01%；在新疆地区407×104hm2的耕地中，受不同程度盐渍化危害的耕地面积达122.88×104hm2，占总耕地面积的30.12%，土地盐碱化已成为限制新疆农业发展的重要因素[2]。黑果枸杞是新疆近年来兴起的具有药用价值及经济价值的园艺产品之一，栽培面积正在逐年扩大，但新疆土地盐渍化程度较高，在一定程度上影响和制约了黑果枸杞的发展。因此，选择耐盐性较强的黑果枸杞类型具有重要的现实意义。【前人研究进展】目前，有关黑果枸杞方面的研究较多，王锦楠[3]、顾选等[4]对黑果枸杞基因和遗传多样性进行了研究，发现柴达木地区野生黑果枸杞具有很高的遗传多样性；李永洁[5]、姜霞[6]、王桔红等[7]研究了黑果枸杞幼苗对干旱和盐胁迫的生理响应，结果表明，黑果枸杞在逆境胁迫下，能够通过调节生长和生物量分配，以减少逆境对自身的伤害；杨志江[8]、王恩军等[9]研究了钠盐胁迫对黑果枸杞种子萌发的影响，结果显示黑果枸杞是盐生植物，低浓度的盐促进萌发，高浓度的盐抑制萌发，碱性盐更适合其生长。【本研究切入点】目前，关于一种类型黑果枸杞种子耐盐性方面的研究报道较多，有关不同类型黑果枸杞种子耐盐性差异比较的研究罕见。试验在50、100、150、200、250、300 mmol/L NaCI浓度下进行种子发芽试验，综合比较6个类型黑果枸杞种子的耐盐性。【拟解决的关键问题】以6个不同类型黑果枸杞种子为试验材料，研究不同浓度NaCl胁迫下6个类型黑果枸杞种子的萌发情况，筛选出耐盐性较高的黑果枸杞类型，为黑果枸杞直播建园、设施育苗及进一步推广提供参考价值。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验共有6个供试类型，西宁野生、库尔勒野生、武威野生3个生态型及其野生群体中筛选出结果性状良好的单株为相应的优选系：西宁优系、库尔勒优系、武威优系；种子于2015年10月28日采收于新疆五家渠共青团农场，每种类型均包含至少30株的混合果实，果实采集后，经过浸泡、挤压、过筛、风干之后包裹于较为潮湿的纱布中，放入洗净的沙子中,置于4℃冰箱中进行沙藏层积处理，层积时间为37 d。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

12月15日，将沙藏的种子取出，挑选健康饱满、形状完整、大小一致的种子， 用0.5% KMnO4消毒10 min，蒸馏水冲洗6次[9]。试验设定NaCl浓度为50、100、150、200、250、300 mmol/L共6个处理，蒸馏水处理作对照，每个处理50粒种子，均设3次重复[10]。发芽采用培养皿纸上法，选用50 mm口径的培养皿，事先将培养皿用自来水冲洗2遍，再用蒸馏水冲洗2次，然后放在太阳光下自然风干，使用前用75% 乙醇擦拭培养皿表面做消毒处理[7]；将种子置于垫有两层滤纸的培养皿中，分别加入3 mL不同浓度(0、50、100、150、200、250、300 mmol/L)的NaCl溶液，使滤纸充分浸润，积液不超过滤纸高度，并在滤纸上均匀摆50粒种子，重复三次，盖上培养皿上盖[8]。然后置于恒温培养箱中，设定温度为25 ℃、全暗条件下培养[7]。每天观察培养皿内水分散失情况，等量加入0.4 mL蒸馏水，保持溶液的浓度恒定。补充加入量是根据前期预实验采用称重法确定。

1.2.2 测定指标

种子发芽以胚芽突破种皮为标准[8]，每隔24 h定时观察并记录萌发种子数，培养13 d。第3 d计算发芽势，第13 d计算发芽率和相对盐害率[9]。种子萌发13 d后，每处理随机选取10粒出芽种子测定其胚根长、胚轴长[11]。各指标计算公式如下：

发芽率(%)=累计发芽数/种子总数×100%；

种子耐盐临界浓度=发芽率达到对照发芽率的50%的盐液浓度；

种子耐盐极限浓度=发芽率达到对照发芽率的10%的盐液浓度[12]；

相对盐害率(%)=(对照发芽率-盐溶液处理发芽率)/对照发芽率×100%[13]。

1.3 数据统计

采用Microsoft Excel 2003进行数据处理，每一指标均为3次重复求得的平均值，并用spss17.0进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 NaCl胁迫对6个不同类型黑果枸杞种子发芽率的影响

研究表明，6个类型黑果枸杞种子的发芽率随着NaCl浓度的升高，总体呈显著下降趋势。且6个类型间随着NaCl浓度的升高表现又存在差异，与对照相比，西宁野生、武威优系在50 mmol/L NaCl处理时，西宁优系、武威野生在100 mmol/L NaCl处理时，库尔勒野生、库尔勒优系在150 mmol/L NaCl处理时，均没有受到显著影响；之后随着NaCl浓度的升高，6个类型黑果枸杞种子发芽率与对照相比均受到显著影响。武威野生在NaCl处理150 mmol/L时，西宁野生、西宁优系、库尔勒野生在200 mmol/L 时，库尔勒优系、武威优系在250 mmol/L时，发芽率均低于50%，受到明显胁迫。在所有处理中，西宁野生、武威野生的发芽率显著低于其他类型，库尔勒优系、武威优系的发芽率显著高于其他类型。表1

表1 不同浓度NaCl处理下各黑果枸杞类型发芽率变化
Table 1 Effect of different NaCl concentration on germination rate of L. ruthenicum Murr.

测定指标Character类型TypeNaCl浓度NaClconcentration(mmol/L)050100150200250300发芽率Germinationrate(%)西宁野生847aa827aa627bc573bbc187ce160cdd20dc西宁优系780abab800aab740abab620bcab467cdbc307dbc60ec库尔勒野生693ab633ac660abc567abc420bcd200ccd00dc库尔勒优系893aa833aa847aa793aa633bab480ca273db武威野生820aab707abc807aa407bc233cde870cdd13dc武威优系900aa880aba793bca740cab710ca4070dab40da

注：小写字母表明0.05水平下差异显著性(上标表示处理间差异性，下标表示类型间差异性)，下同

Note: Values followed by a different letter indicate significant difference at 0.05 level. (Superscript means differences among treatments. Subscript means the differences among types), the same as below

2.2 NaCl胁迫对6个不同类型黑果枸杞种子相对盐害率的影响

研究表明，与对照相比，西宁优系在NaCl处理50 mmol/L时相对盐害率为-2.6%，明显低于对照，说明50 mmol/L的 NaCl处理促进了西宁优系的萌发。若以相对盐害率高于50%为明显受到抑制的标准，则武威野生在NaCl处理150 mmol/L时，西宁野生在200 mmol/L 时，西宁优系、库尔勒野生、武威优系在250 mmol/L时，库尔勒优系在300 mmol/L时相对盐害率均高于50%，明显受到抑制。在所有处理中，库尔勒优系与其他类型相比受抑制程度最小，武威野生受抑制程度最大。表2

表2 不同浓度NaCl处理下各黑果枸杞类型相对盐害率变化
Table 2 Effect of different NaCl concentration on relative salt injury rate of L. ruthenicum Murr.

测定指标Character类型TypeNaCl浓度NaClconcentration(mmol/L)050100150200250300相对盐害率Relativesaltdamagerate(%)西宁野生0024260323779811976西宁优系00-2651205401606923库尔勒野生0087481823947111000库尔勒优系006752112291462694武威野生0013816504716894984武威优系0022119178211548556

2.3 NaCl胁迫对6个不同类型黑果枸杞种子耐盐浓度的影响

研究表明，用6个类型黑果枸杞种子发芽率和NaCl浓度进行回归分析，发现6个类型黑果枸杞种子发芽率与NaCl浓度具有显著相关性，总体表现为优选系种子发芽的临界、极限浓度均高于野生型。西宁野生、库尔勒野生、武威野生的临界浓度分别为139.63、128.04、130.96 mmol/L，均低于150 mmol/L，西宁优系、库尔勒优系、武威优系的临界浓度分别为168.95、238.35、256.11 mmol/L，均高于150 mmol/L；西宁野生、武威野生的极限浓度低于300 mmol/L，库尔勒优系、武威优系的极限浓度高于400 mmol/L。在所有处理中，武威野生耐盐极限浓度最低，武威优系耐盐极限浓度最高。表3

表3 不同浓度NaCl处理对各黑果枸杞类型发芽率的相关系数及回归方程
Table 3 The relationship and regression equation between germination rate and NaCl concentration

类型Type回归方程相关系数临界浓度极限浓度RegressionequationCorrelationcoefficientCriticalconcentration(mmol/L)Limitingconcentration(mmol/L)西宁野生 XiningWildy=-00030x+09189094641396327296西宁优系 XiningSelectiony=-00024x+09055090441689533562库尔勒野生 KorlaWildy=-00023x+07945087051280430195库尔勒优系 KorlaSelectiony=-00020x+09767086992383543835武威野生 WuweiWildy=-00030x+08929091341309626430武威优系 WuweiSelectiony=-00018x+09610088572561147833

2.4 NaCl胁迫对6个不同类型黑果枸杞胚根长、胚轴长的影响

研究表明，6个类型黑果枸杞的胚根长、胚轴长随着NaCl浓度的升高，总体呈显著下降趋势。西宁野生、武威野生在50 mmol/L NaCl处理时胚轴长与对照相比分别增加了1.1和1.3 cm，西宁优系、库尔勒野生、库尔勒优系、武威优系胚轴长在100 mmol/L NaCl处理时与对照相比分别增加了1.2、1.8、1.1和1.3 cm，库尔勒野生胚轴长在150 mmol/L NaCl处理时仍然在增加，与对照相比差异显著；武威野生胚根长、胚轴长在250 mmol/L NaCl处理时已被完全抑制，除武威优系外，其他类型均在300 mmol/L NaCl处理时被完全抑制。在所有处理中，武威野生胚根长、胚轴长显著低于其他类型，武威优系胚根长、胚轴长显著高于其他类型。表4

表4 不同浓度NaCl处理下各黑果枸杞类型胚根长胚轴长变化
Table 4 Effect of NaCl concentration on radicle and hypocotyl growth of L. ruthenicum Murr.

测定指标Charactertype类型NaCl浓度NaClconcentration(mmol/L)050100150200250300胚根长Radiclelength(cm)西宁野生07bd13aa07bb08bb03cc03cb00db西宁优系18aa11ba114ba10bab06cbc047ca00db库尔勒野生16aab138aa13aa12aa08bab035cab00cb库尔勒优系16aab139aa137aa12aa12aa037bab00bb武威野生11abcd14aa11aba09bcb05cbc00dc00db武威优系12abc10aba10aba09bb09bab042cab03ca胚轴长Hypocotylslength(cm)西宁野生22ba33aa31aab28abc13cc10cb00db西宁优系20ba29aa32aab29abc18bbc09cb00db库尔勒野生20ca31ba38aa40aa28ba08db00eb库尔勒优系24ba32aa35aab33aab30aa11cb00db武威野生18da31ba35aab23cc17dbc00ec00eb武威优系17bca29aa30ab28abc24abab17bca14ca

3 讨 论

王恩军[9]、宋雪梅[14]、Munns R.等[15]研究结果表明：一定范围内的低盐浓度不会抑制种子萌发，还有利于提高种子萌发率；通常情况下，非盐生植物受到盐分胁迫，种子萌发和幼苗生长会受到抑制，而盐生植物受到适宜浓度的盐胁迫则会加快萌发，只有当盐浓度超过其临界浓度才会产生抑制作用。这与试验中低盐浓度50 mmol/L的NaCl处理下，西宁优系的发芽率，西宁野生、武威野生的胚根长，6个类型黑果枸杞的胚轴长均高于对照，西宁优系的相对盐害率低于对照的研究结果一致；当NaCl浓度增加至150 mmol/L以上时，西宁野生、库尔勒野生、武威野生发芽率迅速下降，与对照相比差异显著，是因为150 mmol/L NaCl超过了其耐盐临界浓度，从而导致发芽率下降，种子活力降低。

王桔红等[7]研究结果表明，在25 ℃、12 h光照/12 h黑暗的试验处理下，得到河西走廊中部的黑果枸杞种子萌发和幼苗生长对NaCl胁迫较为敏感，其耐盐临界值为103 mmol/L；王恩军等[9]研究结果表明，采用25 ℃下照光10 h的试验处理下，适宜甘肃省张掖市的多年生野生黑果枸杞种子萌发的中性盐的临界值为50 mmol/L。研究结果表明，在 NaCl胁迫下，采用25 ℃、全暗的试验条件对6个类型黑果枸杞种子进行培养，得到3个一年生生态型黑果枸杞种子：西宁野生、库尔勒野生、武威野生种子的耐盐临界浓度为100 ～150 mmol/L；3个一年生优选系黑果枸杞种子：西宁优系、库尔勒优系、武威优系种子的耐盐临界浓度为150 ～300 mmol/L。这与前人研究结果有所不同，可能是由于不同地区的黑果枸杞的生态环境不同，对土壤及盐分胁迫的适应能力不同引起的，也有可能是由于培养条件与前人不同引起的。

4 结 论

若以发芽率高于50%，盐害率低于50%为生产要求，则6个类型黑果枸杞种子在低浓度盐(NaCl 150 mmol/L 以下)条件下，萌芽率均能满足生产要求；用种子发芽率和NaCl浓度进行回归分析，发现优选型的耐盐临界浓度显著高于野生型。6个不同类型黑果枸杞耐盐性如下：武威优系、库尔勒优系耐盐能力显著较强；西宁优系、库尔勒野生中等；西宁野生、武威野生显著较差。

References)

[1] 赵卉琳, 来航线, 冯昌增, 等. 新疆部分地区盐碱荒漠化土壤养分及放线菌区系组成[J]. 西北农业学报, 2008,17(1):161-166.

ZHAO Hui-lin, LAI Hang-xian, FENG Chang-zeng, et al. (2008). Nutrient contents and actinomycetes populations of desert saline- alkali soil in parts regions of Xinjiang [J].ActaagriculturaeBoreali-occidentalisSinica, 17(1):161-166. (in Chinese)

[2] 胡明芳, 田长彦, 赵振勇, 等. 新疆盐碱地成因及改良措施研究进展[J]. 西北农林科技大学学报, 2012,40(10):111-117.

HU Ming-fang, TIAN Chang-yan, ZHAO Zhen-yong, et al. (2012). Salinization causes and research progress of technologies improving saline-alkali soil in Xinjiang [J].JournalofNorthwestA&FUniversity(Nat, Sci, Ed.), 40(10):111-117. (in Chinese)

[3] 王锦楠, 陈进福, 陈武生, 等. 柴达木地区野生黑果枸杞种群遗传多样性的AFLP分析[J].植物生态学报, 2015,39(10):1 003-1 011.

WANG Jin-nan, CHEN Jin-fu, CHEN Wu-sheng, et al. (2015). Population genetic diversity of wildLyciumruthenicumin Qaidam inferred from AFLP markers [J].ChineseJournalofPlantEcology, 39(10):1,003-1,011. (in Chinese)

[4] 顾选, 张晓芹, 宋晓娜, 等. 基于DNA条形码-产地-形态联用的药材朔源新方法研究-以黑果枸杞1种伪品为例[J]. 中国中药杂志, 2014,39(24):4 759-4 762.

GU Xuan, ZHANG Xiao-qin, SONG Xiao-na,et al. (2014). A new herbs traceability method based on DNA barcoding-origin-morphology analysis-an example from an adulterant ofLyciumruthenicumMurr. [J].ChinaJournalofChineseMateriaMedica, 39(24):4,759-4,762. (in Chinese)

[5] 李永洁, 李进, 徐萍, 等. 黑果枸杞幼苗对干旱胁迫的生理响应[J].干旱区研究, 2014,31(4):756-762.

LI Yong-jie, LI Jin, XU Ping, et al. (2014). Physiological responses ofLyciumruthenicumMurr. seedlings to drought stress [J].AridZoneResearch, 31(4):756-762. (in Chinese)

[6] 姜霞, 任红旭, 马占青, 等. 黑果枸杞耐盐机理的相关研究[J]. 北方园艺, 2012, (10): 19-23.

JIANG Xia, REN Hong-xu, MA Zhan-qing, et al. (2012). Studies on the physiological mechanism underlying salt tolerance ofLyciumruthenicumMurr. [J].NorthernHorticulture, (10):19-23. (in Chinese)

[7] 王桔红, 陈文. 黑果枸杞种子萌发及幼苗生长对盐胁迫的响应[J]. 生态学杂志, 2012,31(4):804-810.

WANG Ju-hong, CHEN Wen. (2012). Responses of seed germination and seedling growth ofLyciumruthenicumto salt stress [J].ChineseJournalofEcology, 31(4):804-810. (in Chinese)

[8] 杨志江, 李进, 李淑珍,等. 不同钠盐胁迫对黑果枸杞种子萌发的影响[J]. 种子, 2008,27(9):19-22.

YANG Zhi-jiang, LI Jin, LI Shu-zhen, et al. (2008). Effect of different sodium salt stress on the seed germination ofLyciumruthenicumMurr. [J].Seed, 27(9):19-22. (in Chinese)

[9] 王恩军, 李善家,韩多红, 等. 中性盐和碱性盐胁迫对黑果枸杞种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2014,32(6):64-69.

WANG En-jun, LI Shan-jia, HAN Duo-hong, et al. (2014). Effect of neutral and alkaline salt stresses on germination and seedling growth ofLyciumruthenicum[J].AgriculturalResearchintheAridAreas, 32(6):64-69. (in Chinese)

[10] 李得禄, 王继和, 李爱德, 等. 3种驼绒藜属植物种子萌发期耐盐性试验研究[J]. 中国沙漠, 2006,26(6):1 009-1 014.

LI De-lu, WANG Ji-he, LI Ai-de, et al. (2006). Salt tolerance of 3 Ceratoides pps varieties in germination period. [J].JournalofDesertResearch, 26(6):1,009-1,014. (in Chinese)

[11] 刘长利, 王文全, 魏胜利. 干旱胁迫对甘草种子吸胀萌发的影响[J]. 中草药, 2004,12(35):1 403-1 405.

LIU Chang-li, WANG Wen-quan, WEI Sheng-li. (2004). Influence of drought stress on imbibition germination ofGlycyrrhizauralensisseed [J].ChineseTraditionalandHerbalDrugs, 12(35):1,403-1,405. (in Chinese)

[12] 白玉娥, 易津, 谷安琳, 等. 八种根茎类禾草种子耐盐性研究[J].中国草地,2005,27(2):55-60.

BAI Yu-e, YI Jin, GU An-lin, et al. (2005). Studies on salt tolerance of seeds of 8 Rhizomatous grasses [J].GrasslandofChina, 27(2):55-60. (in Chinese)

[13] 施月婕, 高杰, 赵建军. 盐胁迫对芜菁种子萌发的影响[J]. 新疆农业科学, 2011,48(3):487-492.

SHI Yue-jie, GAO Jie, ZHAO Jian-jun. (2011). Effects of salt stress on seeds germination of Turnip (BrassicarapaL.) [J].XinjiangAgriculturalSciences, 48(3):487-492. (in Chinese)

[14] 宋雪梅, 杨九艳, 吕美婷,等. 红砂种子萌发对盐胁迫及适度干旱的响应[J]. 中国沙漠, 2012,36(6):1 674-1 680.

[15] Munns, R. (2002). Comparative physiology of salt and water stress.PlantCell&Environment, 25(2):239-250.

Fund project:The National Natural Science Foundation of China (31272129)

Effects of NaCl Stress on Seed Germination of SixLyciumruthenicumMurr. Types

LIU Qiu-chen1, FENG Jian-rong1, HAO Yu-jie1, FAN Xin-min1, ZHANG Yong-dong2

(1. College of Agronomy, Shihezi University, Xinjiang Production and Construction Corps KeyLaboratoryofSpecialFruitsandVegetablesCultivationPhysiologyandGermplasmResourcesUtilization,ShiheziXinjiang832000,China; 2.GuowangEcologicalAgricultureScienceandTechnologyDevelopmentCo.Ltd.inXinjiang,Urumqi830001,China)

【Objective】 The objective of this experiment is to compare the salt tolerance of six types ofLyciumruthenicumMurr. The results of this study might provide a technical basis for promoting the best type in Northern Xinjiang.【Method】The study included three ecotypes ofL.ruthenicum(Xining wild type, Korla wild type, Wuwei wild type) and the corresponding promising selection (Xining promising selection, Korla promising selection, Wuwei promising selection). The seeds were treated with NaCl concentrations of 50, 100, 150, 200, 250, and 300 mmol/L. A standard of 50 percent germination rates was set for production requirements. Seeds were considered to be under significant duress when the germination rates were less than 50 percent. Seed germination rate, relative salt injury rate, salt tolerance concentration, and seedling growth were measured under different NaCl concentrations.【Result】Germination rate, seedling growth decreased as NaCl concentrations increased between 50 and 300 mmol/L. Regression analysis was conducted to determine the relationship between NaCl concentration and germination rate. The regression analysis indicated that the critical NaCl concentration was greater for the promising selection type seeds than for wild type seeds. The critical NaCl concentration was 150-300 mmol/L for the promising selection type seeds and 100-150 mmol/L for the wild type seeds.【Conclusion】The results indicated that among the six types, the promising selection Wuwei type and the promising selection Korla type had relatively high salt tolerance, whereas wild Xining type and wild Wuwei type had relatively low salt tolerance.

LyciumruthenicumMurr.; NaCl stress; seeds germination

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.11.010

2016-04-12

国家自然科学基金项目(31272129)

刘秋辰(1992-)，女，新疆人，硕士，研究方向为果树种质资源与遗传育种，(E-mail)928584421@qq.com

冯建荣(1969-)，女，新疆人，教授，博士，研究方向为果树种质资源与分子辅助育种，(E-mail)fengjr102@126.com

S663

A

1001-4330(2016)11-2040-07