NaCl和PEG胁迫对金花葵种子萌发的影响研究

孙元新，闫恩维，胡伟，谢晨阳，陈宇

(1.牡丹江市林业局林业工作总站，黑龙江 牡丹江 157009；2.黑龙江省林副特产研究所，黑龙江省非木质林产品研发重点实验室，黑龙江 牡丹江 157011)

金花葵[Abelmoschusmauihot( L. ) Medic]，别名：菜芙蓉、野芙蓉等， 1年生草本植物，原产地河北省[1]，濒危植物，被称为植物界的“大熊猫”。其花、嫩果富含总黄酮、氨基酸、微量元素、雄性激素等，种子富含不饱和脂肪酸、维生素E等，金花葵全株有降血脂、抗衰老、治疗糖尿病、解热抗炎、免疫调节、保肝护肝等功效。金花葵株型高大、花大美丽、淡黄色、花期长等特点，是庭院、公园、机关单位等绿化的优质经济植物[2]。目前北方地区金花葵人工引种栽培研究处于起步阶段，分析其种子萌发特性及抗胁迫能力，对其北方地区引种栽培意义重大[3-4]。

实验研究了金花葵种子形态及最佳萌发条件，探讨了水分、光照和温度等外部条件对种子处理萌发的影响，研究金花葵种子适宜的萌发条件，并对耐盐(NaCl)胁迫和耐PEG(聚乙二醇)渗透胁迫下的种子萌发情况进行分析[5]，为金花葵优质种子选择和苗木生产提供了科学参考。

1 实验材料与方法

1.1 材料

金花葵种子于2016年10月黑龙江省林口县柳树林场苗圃采种，种子采后，去杂质，选择无病虫害优质种子自然贮藏。

1.2 时间

2016年10～12月进行实验。(1)观察金花葵种子的形态，仪器测量种子千粒重。(2)进行金花葵种子耐盐(NaCl溶液)胁迫和耐PEG(聚乙二醇)胁迫能力实验。实验重复3次。

1.3 方法

1.3.1 种子形态与千粒重。观测记录金花葵种子形态。取贮藏种子100粒，测量并计算种子长度和宽度的平均值。取贮藏种子1000粒，平均分配10组，分别称重，取平均值计算种子千粒重。

1.3.2 种子吸水。随机取贮藏种子100粒，浸泡于25.5℃温水中，保持恒温，1h称重1次，称重时吸干种子表面水分，直到种子重量无变化时停止称重和记录。

1.3.3 种子发芽。用清洗干净的培养皿，在培养皿底部放置3层滤纸，按照不同的处理分组，加10mL处理液使滤纸吸液饱和，选取贮藏的种子，用1.0%的高锰酸钾溶液浸泡10 min消毒，之后清水冲洗干净，放置25.5℃温水浸泡8h，之后将种子放置在处理好的培养皿中，一个培养皿放置种子60粒，培养皿和种子一起称重，记为重量A，置于恒温培养箱中培养，培养箱温度设置25.5℃，由于恒温箱消耗种子和培养皿水分，所以隔6h加水至原重，每12h对萌发种子进行1次计数，发芽实验完成后测定其种子的胚根、胚轴长度。各发芽指数计算方法如下:

发芽率(%)=n/N×100% (n为萌发种子数，N为供试种子总数)

发芽指数(GI) =∑(Gt/ Dt)(G是t日的发芽率，试验6.5 d；Dt为相对应的发芽天数)

活力指数(VI) = GI×萌发种子长度(胚根长度+胚轴长度)

(1)金花葵种子在不同温度和光照条件下萌发实验：种子处理后，在20.5℃、24.5℃、28.5℃温度条件下，用培养皿滤纸法测定金花葵种子，方法一：0～20h无光照；方法二：光照12h、无光照8h，计算2种方法种子的发芽率、发芽指数和活力指数。

(2)金花葵种子NaCl溶液处理的萌发实验：根据上述实验，选择适宜的种子萌发条件，用培养皿滤纸法在0、50、100、150、200 mol/L NaCl溶液浓度下，进行种子萌发实验，累计各处理发芽率、发芽指数和活力指数。实验参数见表1。

(3)金花葵种子PEG-6000(聚乙二醇)溶液模拟处理萌发实验：根据于军[6]的方法，配置渗透势不同的PEG-6000溶液。在适宜其种子萌发条件下，用培养皿滤纸法进行实验，种子在6%、12%、18%、24%、30%的PEG-6000溶液中，其种子的萌发率、发芽指数和活力指数。实验参数见表1。

表1 NaCI处理液和PEG处理液相关参数

1.3.4 数据处理与统计分析。相关实验数据处理和分析，用Microsoft Excel 2012, GraphPadPrism 7和SPSS 16. 0软件计算完成。实验数据用平均值±标准误差计算显示。

2 结果与分析

2.1 种子特性与千粒重

金花葵种子呈深灰褐色，肾形，长0. 4299cm±0. 039cm，宽0. 416cm士0.036cm，千粒重为20.493g±0. 04 g。

2.2 种子吸水速度

图1是金花葵50粒干燥种子，在25.5℃温水中浸种时种子质量随时间变化的曲线。实验表明，种子在浸种7.3h内吸水速度快，7.3～9.9 h内吸水速度逐渐减慢，约8h时种子吸水膨胀饱和。

图1 不同浸种处理种子质量比较

2.3 种子萌发条件比较

图2 金花葵不同温度和光照条件发芽率比较

根据图2数据分析，金花葵种子在温度 22℃和24℃时萌发较缓，总的发芽率平均为10.6%；在温度28.5℃、光照14.5h、无光照10.5 h的条件下，种子的萌发速率和总的发芽率最高，累计种子发芽率达57.9 %。

图3-1 不同温度和光照条件种子发芽指数

图3-2 不同温度和光照条件种子活力指数

根据图3-1、图3-2显示分析，在温度28.5℃、光照14.5 h、无光照10 .5h条件下，处理的种子萌发速率高。实验数据分析得出，温度和光照是影响金花葵种子萌发的关键因子，其种子适宜在相对较高的温度和光照、无光照条交替的条件下萌发。

2.4 NaCl溶液处理对种子萌发的影响

图4 种子不同浓度AaCl处理发芽率比较

数据图4显示，金花葵种子适宜在NaCl溶液0 mol/L的条件下进行萌发处理，NaCl溶液浓度升高，种子的萌发和累计发芽率下降，3d后各个指标逐渐趋于平稳。浓度50 mol/L、100 mol/L和150mol/L NaCl溶液处理条件，发芽率差异不显著。200mol/L NaCl溶液处理条件下，种子初始萌发速度慢，在3.3 d后才开始少量萌发，且发芽率较低。

图5-1 种子不同浓度NaCl处理发芽指数比较(a、b、c代表各处理0.5水平差异)

从图5分析得出，NaCl溶液浓度的逐渐升高，金花葵种子发芽指数 (图5-1)和活力指数(图5-2)均逐步下降；100～200 mol/L NaCl溶液处理范围内，种子发芽指数和活力指数降到最低。通过累计发芽率、发芽指数和活力指数的比较， NaCl溶液胁迫能力对种子活力指数影响较大。200 mol/L NaCl溶液处理时，只有少量的种子萌发，而且，发芽的种子逐渐停止生长直到死亡，种子活力指数为0。

图5-2 种子不同浓度NaCl处理活力指数比较(a、b、c代表各处理0.5水平差异)

通过分析NaCl处理浓度和种子活力指数，得回归方程：

y=-32.801x3+351.12x2-1167x-1371.9

R2=0. 9972

根据其方程计算，金花葵种子25 mol/L NaCI溶液处理时，75.5%种子发芽且生长较好，34.6mol/L NaCl处理，50%种子萌发良好，163 mol/L NaCl处理，10.3%种子萌发良好，分析得出金花葵种子不耐NaCI胁迫，可以在15～25mol/L NaCl处理区间种子萌发良好，种子萌发耐NaCl极限浓度为160～170 mol/L。

图6 种子不同浓度PEG处理累计发芽比较

实验采用PEG-6000处理金花葵种子，采用渗透法进行模拟实验，分析金花葵种子发芽率。根据图6显示，其种子在PEG非渗透肋迫下萌发良好，PEG处理液0mol/L时，种子萌发较快，累计发芽率高达57.9%；随着PEG处理浓度的升高，萌发的种子数量和累计发芽率均呈下降趋势；20%和25 % PEG处理，种子初始萌发时间延迟1d多，累计发芽率较低，仅为10.7%和6.2%。

图7-1 种子不同浓度PEG处理发芽指数(a、b、c代表各处理关差异)

图7-2 种子不同浓度PEG处理活力指数(a、b、c代表各处理关差异)

根据图7-1、图7-2分析，金花葵种子的发芽指数、活力指数随着PEG处理浓度的升高而逐渐降低，0%浓度PEG处理，种子发芽指数和活力指数高，5% 浓度PEG渗透胁迫处理时，种子发芽指数和活力指数明显下降，说明金花葵种子萌发期对渗透胁迫敏感。

3 结论

金花葵种子呈深灰褐色，肾形，长0.4299cm±0.039cm，宽0.416cm±0.036cm，千粒重为20.493g±0.04g。种子无休眠特性；金花葵干燥种子，在25.5℃温水中浸种时吸水最快，约8h时种子吸水膨胀饱和；金花葵种子在温度28.5℃，光照14.5h和无光照10.5 h交替的条件下，种子萌发率最高，累计种子发芽率达57.9%。温度和光照是影响金花葵种子萌发的关键因子，其种子适宜在相对较高的温度和光照、无光照条交替的条件下萌发。金花葵种子适宜在NaCl溶液0 mol/L的条件下进行萌发处理，NaCl溶液浓度升高，种子的萌发和累计发芽率下降，种子发芽指数和活力指数均逐步下降；金花葵种子的发芽指数、活力指数随着PEG处理浓度的升高而逐渐降低，0%浓度PEG处理，种子发芽指数和活力指数高。说明金花葵种子萌发期盐胁迫和PEG渗透胁迫敏感。

1)金花葵种子处理时，受温度、光照、湿度、NaCl浓度和PEG渗透势等条件制约。NaCl溶液胁迫和PEG渗透条件下，金花葵种子萌发变化较大，其深层次原因，需要探讨。

2)在金花葵生产中，先在适宜的条件进行育苗，之后进行炼苗，增强苗木抗性，再进行移栽，是金花葵目前掌握的最佳引种栽培技术，配套的栽培技术需要继续完善。

3)金花葵幼苗对干旱、盐、碱等肋迫能力，今后的实验需要深入研究。

[1]吴名全.珍稀植物—金花葵[J].现代园艺,2008(10):16-17.

[2]曹利华.苗明三. 金花葵的现代研究与综合利用分析[J].中医学报,2016(12):1966-1968.

[3]卢丹,贾瑞波.中药金花葵的研究进展[J].中国药物评价,2015(02): 90-92.

[4]曹东怡,虞泓,曾文波,等.金花葵不同部位化学成分分析[J].安徽农业科学,2017(22):90-92.

[5]郭艳超,孙昌禹,王文成,等.NaCI胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子萌发的影响[J].河北农业科学，2011,15 (08) :10-14.

[6]于军,焦培培. 聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫抑制矮沙冬青种子的萌发[J].基因组学与应用生物学,2010(02). 355-360.