氯化胆碱浸种对盐迫下稻种萌发及幼苗生长的影响

王永俊，徐 钧，陈许兵，王飞兵，陈新红

（淮阴工学院生命科学与食品工程学院，江苏 淮安 223003）

氯化胆碱浸种对盐迫下稻种萌发及幼苗生长的影响

王永俊，徐 钧，陈许兵，王飞兵，陈新红

（淮阴工学院生命科学与食品工程学院，江苏 淮安 223003）

为了明确氯化胆碱对NaCl胁迫的缓解作用，以水稻品种隆粳20和粳2837为材料，采用0、200、400、600和800 mg/L浓度的氯化胆碱溶液浸种处理研究氯化胆碱浸种对NaCl胁迫下水稻种子萌发以及幼苗生长的影响。结果表明：盐胁迫下水稻种子的发芽势、发芽率等均显著降低，而根长、芽长等指标随着盐浓度的升高受到不同程度的抑制，试验表明7.5 g/L NaCl抑制率约为50%，因此选取7.5 g/L NaCl溶液作为对不同浓度氯化胆碱浸种后的水稻种子萌发和幼苗胁迫处理的盐浓度。氯化胆碱浸种能明显提高NaCl胁迫下水稻种子的发芽势、发芽率，同时增加根长、芽长等指标，对NaCl胁迫下水稻种子萌发以及幼苗的生长具有明显的缓释作用。由此说明，氯化胆碱浸种可以缓解NaCl胁迫对水稻种子萌发的影响，提高水稻种子的耐盐性。

水稻；氯化胆碱；浸种；盐胁迫；种子萌发

土壤盐碱化是一个全球化的问题，盐碱地分布广泛[1]，全球20%的耕地和近半数以上的土壤都受到不同程度的盐害威胁，其对农业生产的影响不可忽视[2]。我国约有盐渍化土壤3.69×107hm2，占现有耕地的1/4，主要分布在新疆、甘肃等北方干旱、半干旱地区和滨海地区[3]。土壤盐碱化严重影响了植物的生长发育，限制了作物产量，导致农业综合生产能力不足，土地产出率低[4]。

水稻（Oryza sativa）原产于中国，是世界主要粮食作物之一，也是我国重要粮食作物之一[5-6]。许多研究表明[4,7-8]，在盐胁迫条件下，水稻表现为种子萌发受阻、生长受抑制、光合能力下降。盐胁迫对植物的伤害主要包括离子毒害和渗透胁迫。盐胁迫对植物的毒害作用即使在去掉环境中的NaCl后，其毒害症状也不会消失[9]。因此，盐碱地的治理、开发与利用越来越受到关注。大量的研究结果表明，氯化胆碱（Chorine Chloride，简称CC）能增强作物的抗逆性，促进小麦、棉花等幼苗健壮生长[9-13]。然而，对于氯化胆碱在水稻方面的相关研究则较为少见。

试验重点研究了在中度盐胁迫下氯化胆碱对不同水稻品种种子萌发、幼苗生长及其抗性的影响，旨在阐明氯化胆碱浸种的耐盐生理效应，为通过化控技术提高水稻幼苗的抗盐性提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种与地点

供试品种：隆粳20（天隆种业公司）、粳2837（白马湖农场）。

材料地点：于2014～2015年在淮阴工学院农学系谷物检测实验室进行试验。

1.2 试验设计

1.2.1 NaCl胁迫下水稻种子萌发试验 试验设有2个粳稻品种（隆粳20和粳2837）、6个NaCl溶液浓度（0、2.5、5.0、7.5、10.0、15.0 g/L NaCl），共12个处理，每个处理重复3次。

2个品种分别在30℃水浴锅中清水浸种24 h后，以10%次氯酸钠浸泡10 min进行表面消毒。洗净后，挑选40粒饱满籽粒摆放到平铺了3层滤纸的培养皿中。分别在培养皿中加入不同浓度的NaCl溶液，于25℃无光照恒温培养箱中培养，每24 h换1次溶液。以水稻种子的根长等于种子的长度为发芽标准，逐日记录种子的发芽数，于培养第4、7天分别计算种子发芽势、种子发芽率与盐害率，第10天随机选取10株稻苗测定根长、芽长、不定根数，烘干后测定培养皿内种苗的总干重。

1.2.2 氯化胆碱浸种对NaCl胁迫下水稻种子萌发的试验 试验设有2个粳稻品种（隆粳20、粳2837）、5个氯化胆碱溶液浓度（0、200、400、600、800 mg/L）和1个清水对照（CK），共12个处理，每个处理重复3次。

据1.2.1试验结果，选取适宜浓度NaCl溶液，向氯化胆碱浸种的培养皿中加入5 mL；向清水浸种的培养皿内加入5 mL H2O。于30℃恒温培养箱内培养，每24 h更换一次溶液。测定水稻种子萌发试验参数。

1.3 测定内容与方法

发芽势、发芽率是评价种子发芽常用的指标，反映了种子发芽速度、发芽整齐度等。试验将通过发芽率、发芽势、发芽指数、芽长、根长、不定根数等方面来评价氯化胆碱浸种对盐胁迫下水稻种子萌发与生长的影响。

发芽势GE：规定天数内发芽的种子粒数与供试种子粒数之比。

发芽率GR：发芽数与种子总数之比。

相对盐害率：对照发芽率与处理发芽率的差值与对照发芽率之比。

所有指标数据测定均为3次重复，采用WPS Excel 2016和STAT软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同NaCl浓度对水稻萌发及幼苗生长的影响

如图1所示，2个水稻品种的发芽势和发芽率均随外界盐浓度的升高而下降，在盐浓度为7.5 g/L时，隆粳20和粳2837的发芽率分别为44.17%和46.67%，接近50%。因此选取7.5 g/L的NaCl溶液作为水稻种子萌发和幼苗胁迫处理的盐浓度，对不同浓度氯化胆碱浸种后的种子进行萌发胁迫试验。

图1 不同NaCl浓度对水稻种子发芽势和发芽率的影响

由表1可知，2个水稻品种的根长和芽长都随盐浓度的升高而缩短，芽长缩短的幅度明显大于根长缩短的幅度。而2个水稻品种不定根数量同样随盐浓度的升高缓慢减少但总体变化不大，在NaCl浓度达到15 g/L时迅速降低，发生显著变化。

2.2 氯化胆碱浸种对NaCl胁迫下水稻萌发及幼苗生长的影响

从图2中可以看出，盐胁迫显著抑制了水稻种子的萌发，而在盐胁迫下，氯化胆碱浸种处理可缓解盐胁迫对种子萌发的抑制。在一定范围内，随着氯化胆碱浓度的增加，水稻种子的发芽势、发芽率逐渐提高。

表1 NaCl胁迫下水稻幼苗生长的影响

图2 氯化胆碱浸种处理对NaCl胁迫下水稻种子发芽势和发芽率的影响

2个水稻品种中，用不同氯化胆碱浓度溶液浸种后对盐胁迫的缓解作用不同。当氯化胆碱浓度超过一定水平后，随着浸种浓度的增加，缓解作用反而减弱。高浓度氯化胆碱处理对盐胁迫下粳2837的抑制作用大于隆粳20，这也说明氯化胆碱对盐胁迫的缓解作用不仅与氯化胆碱的浓度有关，也与水稻品种有关。

由表2可知，NaCl胁迫抑制了水稻幼苗根部根长的生长，平均根长均显著低于CK。

表2 氯化胆碱浸种对NaCl胁迫下水稻幼苗生长的影响

从表2中可以看出，在7.5 g/L NaCl胁迫下，随着氯化胆碱浓度的增加，缓解作用逐渐增强，芽长和根长逐渐提高。当氯化胆碱浓度超过一定水平后，随浓度增加缓解作用减弱。

3 结论与讨论

水稻属于不耐盐的甜土作物，盐的胁迫浓度高于一定数值时，就会对水稻种子萌发产生显著的抑制作用[14]。在盐渍环境下，植物生长均受到抑制，且盐度越高，受抑制程度越大，盐分对植物不同部位的生长发育具有不同的抑制效应。植物的根和地上部分对盐胁迫的敏感度不同，一般认为地上部分较根部敏感[15]，盐胁迫对植物的影响主要表现为降低种子发芽率和成苗率，降低生物量的积累[16]。

植物对盐胁迫的适应性是一个复杂的综合性反应。盐胁迫对植物的影响主要表现在渗透胁迫和离子胁迫两个方面，随NaCl胁迫浓度增大，种子发芽率、不定根数、芽长、根长总体呈下降趋势[17]。对水稻幼苗生长的影响主要是抑制其根芽的生长，其中抑制最强的是芽的生长速度，根的生长速度次之，对发根数的影响最小，这点与前人的研究结果一致。

氯化胆碱主要用于饲料添加剂，近年来研究发现该物质能明显增强低温或干旱胁迫对玉米幼苗细胞膜损伤的保护作用，缓解逆境胁迫对植物的伤害，提高其抗逆性[18]。

试验结果表明，在NaCl胁迫下，水稻的萌发明显受到抑制，幼芽的芽长、根长显著缩短。水稻不同品种、不同性状其抑制效应不同，随着盐浓度升高，粳2837生长受抑制程度明显大于隆粳20，说明隆粳20的耐盐性要优于粳2837。

氯化胆碱浸种在提高作物抗盐性中的作用是多方面的。试验结果表明，不同浓度氯化胆碱浸种可在不同程度上缓解盐胁迫对水稻种子萌发与幼苗生长的抑制。这说明适宜质量浓度的氯化胆碱浸种，能显著提高盐胁迫下水稻种子的发芽率、发芽势和发芽指数，但浓度过高也会对水稻种子的萌发产生抑制作用；另外，品种间表现出的差异也说明，氯化胆碱浸种对盐胁迫的缓解作用与品种基因型有关。

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（责任编辑：夏亚男）

Effects of Soaking Seeds in Choline Chloride on Seed Germination And Seedling Growth under the Stress of NaCl

WANG Yong-jun，XU Jun，CHEN Xu-bing，WANG Fei-bing，CHEN Xin-hong
（School of Life Science and Food Engineering, Huaiying Institute of Technology, Huai’an, 223003, PRC）

In order to clarify the mitigative effect of choline chloride to the stress of NaCl, this research treated rice Longjing 20 and Jing 2837 with the solution of choline chloride of different concentration(0, 200, 400, 600 and 800 mg/L) to discover the effect of choline chloride on seed germination and seedling growth under the stress of NaCl. The results showed that salt stress rice seed germination potential and germination rate decreased significantly, while the root length, sprout length index with salt concentration increased by different degrees of inhibition. The test results indicated that the 7.5 g/L inhibition rate is about 50%, so the concentration of salt solution of NaCl 7.5 g/L are selected as the rice seed germination and seedling stress, different concentrations of choline chloride after soaking seeds germination stress test. However, soaking seeds in choline chloride can obviously increase the germinative rate of rice under the stress of NaCl and raise root length and germinal length and pretreatment on rice under NaCl stress on seed germination and seedling growth has obvious slow-release effect. This implies soaking seeds in choline chloride can mitigate the effect of the stress of NaCl to rice seed germination and raise the salt tolerance of rice seeds.

rice; choline chloride; soaking seeds; the stress of salt; seed germination

S-3

：A

：1006-060X（2017）06-0011-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.006.004

2017-04-19

国家自然科学基金（31171481）；国家星火计划项目（2014GA69002）

王永俊（1995-），男，甘肃张掖市人，硕士研究生，主要从事作物栽培与生理研究。

陈新红