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不同NaCl浓度胁迫对冰菜种子萌发和组培苗生长的影响

2017-01-11荣海燕

天津农业科学 2016年12期
关键词:耐盐性

荣海燕

摘 要:为探索不同NaCl浓度胁迫对冰菜种子萌发和组培苗生长的影响,经0(CK),0.3 %(T1),0.6%(T2),0.9%(T3)和1.2%(T4)NaCl处理后,统计发芽率和存活率,观察组培苗生长情况;NaCl胁迫42 d后,分别统计各个处理的株高和鲜质量。结果表明,T2出芽率和成活率最高, T4出芽率最低,T1成活率最低;种子苗株高和鲜质量T1最大;T4最小;茎段苗T3株高和鲜质量最大,CK最小。

关键词:冰菜;NaCl胁迫;耐盐性

中图分类号:S636.9 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2016.12.011

Effects of Different Concentration of NaCl Stress on Seed Germination and Tissue Culture Seedling Growth of Mesembryanthemum crystallinum L.

RONG Haiyan

(College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384,China)

Abstract: To explore effect on the growth of ice plant(Mesembryanthemum crystallinum L.) tissue culture in different concentration of NaCl resistance, in this test, the germination rate and survival rate were statisticsed, growth of tissue culture plant was observed after treatment with four NaCl levels of 0 (CK), 0.3% (T1), 0.6% (T2), 0.9% (T3) and 1.2% (T4). On 42 d after NaCl stress, plant height and fresh quality of each treatment were measured. The results showed that germination rate and survival rate of T2 were highest, the germination rate of T4 was the lowest, the survival rate of T1 was the lowest. Height and fresh quality of the seed seedling plant, T1 was maximum, T4 was minimum. Height and fresh quality of the stem section tissue plant, T3 was maximumt, CK was minimum.

Key words: Mesembryanthemum crystallinum L.;NaCl stress;salt resistance

冰菜(Mesembryanthemum crystallinum L.)又名冰叶日中花,是番杏科日中花属的一年生草本植物,因其在叶子和茎上着生有大量的大型冰晶状颗粒,看起来就像冰晶一样,故被称为冰菜[1]。冰菜原产于南非纳米比沙漠等干旱地区,现在澳大利亚西部、环地中海沿岸和加勒比海周边等国家都有分布。冰菜中的酸味是天然的苹果酸味,富含氨基酸、抗酸化物质、钠、钾等矿物质和胡萝卜素,是营养价值较高的保健蔬菜[2]。

盐胁迫是自然界中主要的非生物胁迫之一。据联合国教科文组织不完全统计,目前全世界盐碱土地面积大约有9.5亿hm2,我国盐碱土地面积约为0. 37亿hm2,占世界盐碱地的1/28左右,面积相当于我国现有耕地的1/4 [3]。随着生物科学的发展和世界耕地及林地等盐渍化程度的日益加重,筛选本地品种、引进耐盐品种和提高植物耐盐性的研究越来越受到重视。刘会超等[4]调查结果表明,天津塘沽区、山东东营市、河北黄骅市等地有87种盐碱土绿化植物,其中,能耐中度盐碱的只有27.5%,多数植物只耐轻度盐碱,没有强耐盐植物。卢树昌等[5]筛选出能在土壤含盐量6 g·kg-1以上生长的耐盐植物24种。2011年重庆市园林绿化科学研究所引进冰菜作为园林绿化植物[6],近年来,作为一种新兴的保健食材开始商业化种植冰菜[1],冰菜汁液中含有一定的盐分,在盐碱地改良、食用等方面具有较高的应用价值。

盐渍能够造成植株的组织伤害和生长受阻,如种子萌发率降低、植株萌芽和器官生长受阻等[7-11]。韩德梁等[12]研究表明,0.6%的NaCl浓度可作为衡量‘中苜一号种子耐盐性的标准。本试验采用冰菜种子和组培苗茎段作为外植体,研究盐胁迫条件下试管种子萌发、生长及受盐害情况,以找出适合冰菜生长的盐浓度。

1 材料和方法

1.1 材 料

供试材料为无病虫害、饱满均一的冰菜种子。

1.2 方 法

1.2.1 种子表面消毒 将种子放入三角瓶中,加入自来水40 mL,滴入2滴表面活性剂吐温-80,充分振荡5 min,用自来水冲洗5遍,沥干水;在超净工作台上用75%的酒精浸泡振荡30 s,无菌水冲洗1次,用10%的次氯酸钠溶液浸泡振荡15 min,用无菌水冲洗4~5次;将废液倒入废液缸中,取出种子放入带有无菌滤纸的培养皿中,吸干水分,待用。

1.2.2 接种 以MS为基本培养基,添加 2%蔗糖,0.75%琼脂,再添加不同浓度的NaCl,调整pH值为5.8,配制5组培养基,其NaCl浓度分别为0(CK),0.3%(T1),0.6%(T2),0.9%(T3)和1.2%(T4)。每组培养基10瓶,其中5瓶培养冰菜种子,每瓶接种6粒无菌冰菜种子;另外5瓶培养带叶片的冰菜茎段,将生长42 d的组培苗,切取长约1.5 cm带叶片的茎段,每瓶接种2个茎段。培养室温度25~30 ℃,光强为3 000 lx,光照周期12 h/12 h。接种7 d后统计发芽率和死亡率,NaCl胁迫42 d后,分别统计各个处理的株高(去掉根系,从茎基部到生长点的长度)和鲜质量(将植株去掉根系,称量鲜质量)。

出芽率=出芽株数/接种粒数× 100%; 成活率=成活株数/接种株数× 100%;高度=总高度/接种株数(取各瓶平均数);鲜质量=总的鲜质量/接种株数(取各瓶平均数)。

2 结果与分析

2.1 不同NaCl浓度胁迫对冰菜种子的出芽率和成活率的影响

冰菜种子用10%的次氯酸钠溶液表面消毒15 min,效果较好,无污染;经观察,接种第2天25瓶都有种子出芽,出芽率50%~70%不等。第1周无死亡现象,出芽率和成活率如表1所示;第2周以后开始出现生长不均衡现象,个别苗生长缓慢,甚至黄化死亡,存活下来的苗生长健壮,叶片肥大,茎粗壮。每瓶存活数越少,存活的苗子越健壮。全部苗都存活的瓶苗相对细弱,叶片小。

从表1可以看出,只有NaCl浓度为0.6% (T2)时,出芽率和成活率超过对照,达到最高,其他处理均低于对照;NaCl浓度为1.2%(T4)出芽率最低;NaCl浓度为0.9%(T3)成活率与对照持平;而NaCl浓度为0.3%(T1)成活率最低。成活下来的苗生长比较健壮。冰菜可以在NaCl浓度为0~1.2%范围内生长,但浓度超过1.2%时出芽率和成活率开始下降。

2.2 不同NaCl浓度胁迫对冰菜种子培养组培苗的株高和鲜质量的影响

由表2可知,接种后第1周,对照组植株最高, NaCl浓度越高,植株越矮,NaCl浓度为1.2%(T4)的试验组株高比对照低63.6%,子叶全部展开,但NaCl浓度越高,子叶越小;随着培养时间的延长株高差异变小,至第6周,NaCl浓度为0.3%(T1)的试验组株高和鲜质量最大,原因是T1瓶苗成活率低,生长空间大,生长健壮,单株株高和质量大。株高除T4组外,其他处理组均高于对照,T1组最高,比对照组高13.6%,T4组株高和鲜质量最小,较对照组低27.1%。各处理组单株鲜质量均高于对照组,T1组最大,比对照组高57.6%,其次T3组高于对照组52.9%。T4组与对照组差异最小,比对照组高7.9%。

2.3 不同NaCl浓度胁迫对冰菜茎段培养组培苗的株高和鲜质量的影响

由表3可知,茎段培养成活率均为100%,培养6周后,各处理组株高和单株鲜质量均高于对照组,T3组苗株高和单株鲜质量均最大,其中,株高比对照组高46.9%,单株鲜质量比对照组高90.8%;T1组与对照相差最小,株高比对照高4.9%,鲜质量比对照高0.7%;T2和T4与对照相差较小,与对照相比,株高分别高33.3%和24.7%;单株鲜质量分别比对照高27.7%和26.1%。

经观察,T3组的瓶苗冰晶最明显,生长健壮;所有处理组的瓶苗株高和单株鲜质量均比对照组大,生长健壮。说明冰菜不仅耐盐,而且在培养基中适度添加NaCl溶液,有利于其生长。

3 讨 论

生物量是植物对盐胁迫反应的综合体现。出芽率、成活率、株高和鲜质量的大小直接反映了植物的耐盐特性。本试验结果表明,冰菜可以在NaCl浓度为0~1.2%范围内生长,其中在0~0.9%范围内,随浓度升高,生长量增加,但浓度超过1.2%时出芽率和成活率开始下降,株高和鲜质量也开始下降,与李广鲁等[13]在测定冰菜生物量时得出的结果类似。

本试验结果表明,最适合冰菜植株生长的NaCl浓度为0.9%;据观察,在这一浓度下大型冰晶状颗粒最多,生长健壮;培养基中添加低浓度盐溶液对冰菜的生长有一定的促进作用,但浓度超过一定范围则抑制冰菜种子的萌发和种苗生长。以种子作为外植体,出现了盐浓度为0.3%(T1)的瓶苗每瓶成活率均较低、存活苗生长健壮、茎粗叶大的现象,不符合一般规律,原因还有待于进一步研究。

土壤中的盐分组成比较复杂,不只NaCl一种,天津滨海地区土壤含盐量为1%左右,以氯化物盐类为主[14] 。利用冰菜对盐碱地进行改良,还需在盐碱土壤上进一步试验。

参考文献:

[1]张洪磊,刘孟霞.冰菜特征特性及控盐高产栽培技术[J].陕西农业科学,2015,61(3):122-124.

[2] 王石麟. 种冰菜收益好[J]. 农家致富,2015(17): 6-7.

[3]赵可夫,李法曾.中国盐生植物[M].北京:科学出版社,1999.

[4]刘会超,孙振元,彭镇华.盐碱土绿化植物的应用与评价[J].中南林学院学报,2003,10(5):30-33.

[5]卢树昌,苏卫国. 重盐碱区耐盐植物筛选试验研究[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2004(11): 19-24.

[6]刘华敏,刘威.冰叶日中花的引种栽培[J].南方农业,2011,5(8):12.

[7]杜永芹,陈雪芳,沈卫平,等.应用生物技术筛选耐盐草坪植物品种[J].上海农业学报,2003,19(1):37-40.

[8]高桂娟,毛凯,杨春华,等.牧草及草坪草种子耐盐性研究进展[J].四川草原,2002,91(4):33-36.

[9]李海云,赵可夫,王秀峰.盐对盐生植物种子萌发的抑制[J].山东农业大学学报(自然科学版),2002,33(2):170-173.

[10] 王庆亚. 盐胁迫对盐角草种子萌发与幼苗生长效应的研究[J]. 江苏农业科学, 2002 (2): 69-71.

[11]李聪.NaCI胁迫对烟草种子萌发及幼苗生理特性的影响[J].中国农学通报,2013,29(3):103-107.

[12]韩德梁,韩烈保,周晓静.中苜一号紫花苜蓿耐盐性研究[[J].种子,2008,27(6):1-4.

[13]李广鲁,胡增辉,冷平生.冰叶日中花对NaCl胁迫的生理响应[J].北京农学院学报,2015,30(1):64-70.

[14]刘寅.天津滨海耐盐植物筛选及植物耐盐性评价指标研究[D].北京:北京林业大学,2011.

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