NaCl胁迫对牛角瓜种子萌发及幼苗生理特性的影响
2017-02-06付晶晶孙健
付晶晶 孙健
摘要:[目的]考察牛角瓜在不同NaCl浓度下种子萌发率、幼苗的各种生理指标变化情况,以确定牛角瓜耐盐幅度,为更有效地利用盐渍土及沿海滩涂地等提供科学依据。[方法]分别用100mmol/L、200mmol/L、300mmol/L、400mmol/L和500mmol/L的Nacl溶液处理,蒸馏水为对照进行萌发试验。每皿20粒种子,3个重复;计算萌发率。[结果]低浓度NaCl对牛角瓜种子萌发有一定促进作用,但当NaCl浓度较高时,其萌发则会受到抑制;随盐胁迫强度的增大,牛角瓜幼苗逐渐表现适应性的生理反应,牛角瓜幼苗含水量、根系活力及叶绿素含量均表现出降低趋势,而脯氨酸及丙二醛含量则表现出增加趋势。[结论]牛角瓜具有一定的耐盐胁迫能力,是一种可被利用的耐盐植物。
关键词:牛角瓜;Nacl胁迫;种子萌发;生理特性
中图分类号:Q945.78 文献标识码:A 文章编号:1003-4374(2016)03-0019-05
牛角瓜(Calotropis gigantea)为萝蘑科小灌木。分布于广西、广东、四川、云南的低海拔向阳山坡、旷野和海边,具有耐干旱、耐盐碱等特点。牛角瓜具有广泛的药用价值,有抗菌、消炎、驱虫、化痰、解毒等作用,可用于哮喘、咳嗽、麻风病、溃疡、痔疮、肿瘤等疾病的治疗。其根、茎、叶、果及各部位的白色汁液均可药用,含多种强心苷和生物碱成分。牛角瓜的茎皮纤维坚韧,可用于纺织面料或作为纤维增强复合材料的替代原料。牛角瓜还是一种潜在的能源植物,可以作为原料生产多种固体或液体燃料。本研究以牛角瓜为材料,考察其在不同NaCl浓度下种子萌发率、幼苗的各种生理指标变化情况,以确定其耐盐幅度,为更有效地利用盐渍土及沿海滩涂地等提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
实验用牛角瓜种子采于海南省儋州市昌江黎族自治县海尾镇。
1.2 试验方法
1.2.1 种子萌发试验 挑选籽粒饱满、大小均匀的牛角瓜种子,经70%乙醇及0.1%升汞消毒处理,清水洗净后置于垫有三层滤纸的玻璃培养皿中。分别用100mmol/L、200mmol/L、300mmol/L、400mmol/L和500mmol/L的NaCl溶液处理,蒸馏水为对照进行萌发试验。每皿20粒种子,3个重复。培养皿放人光照培养箱内进行培养,每天光照12h,温度为白天30℃,晚上20℃。每天观察萌发情况,并按下式计算萌发率。
萌发率=萌出种子腆试种子×100%
1.2.2 NaCl胁迫的生长生理效应试验
(1)幼苗的培养:取甲醛消毒后的过筛营养土装入塑料花盆(高16.5cm,底径14cm,口径21cm)中,每盆1.5kg。每盆播种25粒表面消毒的牛角瓜种子,置于日光温室中进行培养。培养温度为20-28℃,湿度60%-85%,光照时间为16h。每隔3d用自来水浇灌一次。
(2)NaCl胁迫处理:播种42d后,待每株植物长出10片左右叶子时,开始进行盐胁迫处理。选15盆长势均匀的植株随机分成三组,每组五盆,每个浓度三组重复。分别配制浓度为100mm、200mm、300ram、400mm的NaCl溶液各400mL,溶液分3d加入,前两天每次加150mL,第3d加100mL,使土壤中NaCl的含量分别为1.56g/kg、3.12g/kg、4.68g/kg和6.24g/kg。对照组加等量的自来水处理。在盐胁迫处理后3d、6d、9d、12d、15d后分别进行各项指标测定。
(3)指标测定方法:取牛角瓜各处理样品叶片,105%干燥恒重,计算叶片含水量;游离脯氨酸含量测定采用酸性茚三酮法;丙二醛(MDA)含量测定采用硫代巴比妥酸法;叶片叶绿素含量测定采用分光光度法;根系活力采用TTC法。
1.3 统计分析
实验数据采用SPSS11.5软件进行统计分析和显著性测验。
2 结果与分析
2.1 NaCl胁迫对种子萌发的影响
由图1可知,牛角瓜种子在第4d开始萌发,其萌发率情况根据盐胁迫强度的不同表现出不同状态。在土壤盐浓度为100mm及200mm情况下种子萌发率高于对照,分别比对照高6.25%和4.16%。说明低浓度盐分对种子萌发有促进作用。但当NaCl浓度高于300mm时,牛角瓜种子的萌发受到了抑制,尤其是NaCl浓度为400mm和500mm时抑制作用更为明显,其萌发率分别比对照降低了20.88%和25.00%。另外,牛角瓜种子的初始萌发时间在NaCl浓度为500mm时为5d,较其他处理也有所延缓。
2.2 NaCl胁迫对游离脯氨酸含量的影响
从图2可以看出,在没有NaCl胁迫的情况下,牛角瓜幼苗中的脯氨酸含量一直处于较低的水平。但在NaCl胁迫下,牛角瓜幼苗的脯氨酸含量随着盐浓度增加和盐胁迫时间增长而积累。当土壤NaCl含量≤3.12g,kg时,牛角瓜内脯氨酸含量有小幅增加,但与对照相比变化不明显(P<0.05)。当土壤NaCl含量为4.68和3.24g/kg时,脯氨酸含量在第3d时较对照就有显著增加(P<0.05),且随胁迫时间的延长脯氨酸含量一直保持增加趋势。当胁迫时间达到15d时,其脯氨酸的含量分别为132.981μg/g和168.90μg/g,是对照的3.83倍和4.87倍。
2.3 NaCl胁迫对叶片含水量的影响
从图3可以看出,牛角瓜叶片的含水量在不同浓度盐胁迫下均有下降,且二者存在一定的负相关性,即NaCl浓度越高,叶片含水量越低。另外,牛角瓜幼苗叶片含水量的降幅随胁迫处理的时间增加有增强的趋势。但是当土壤NaCl含量低于4.68g/kg时,各处理间的差异不大(P<0.05)。而当NaCl含量为3.12g/kg时,与其它处理相比则表现出显著的差异(P<0.05),在处理后9d时差异即很明显,且随时间增加该差异越来越显著。当胁迫处理达到15d时,其叶片含水量为86.88%,比对照降低了1.61%。