水杨酸对盐胁迫黑果枸杞种子萌发的影响

郝 转

(1.陕西省河流湿地生态与环境重点实验室，陕西 渭南 714099； 2.渭南师范学院 化学与环境学院， 陕西 渭南 714099)

种子萌发是植物生活周期的重要阶段，种子萌发期间的生理活动极易受到外界环境的影响，从而影响植物整体的生长和发育[1]。土壤盐渍化严重地影响植物生存和作物生产力以及经济的发展[2]。水杨酸(salicylic acid，SA)是一种内源性激素，可参与植物调节的多种生理循环过程[3]。有研究表明，SA能够诱导植物在生长过程中因低温、高温和干旱等非生物逆境而产生与病种相关的蛋白，可增加关于渗透调节的物质，提高有关酶的活性[4]，从而增强植物的抗逆性[5-6]。目前，关于添加SA可提高植物抗盐性的研究和报道多见于水稻[7]、棉花[8]、小麦[9]、丝瓜[10]及番茄[11]等农作物以及沙冬青[12]、杨树[13]和白刺[14]等木本植物，在草本花卉类以及枸杞类等鲜有研究。黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)即黑枸杞，别称甘枸杞，对盐渍化土壤具有较强的适应能力和改良作用，是中国荒漠地区少数的既能抗盐抗旱又能固沙的植物之一，是具有很高的经济价值以及营养价值和药用价值的盐生植物[15-16]，同时又是一种营养价值极高的蔬菜[17]。李永洁等[18]对不同浓度SA浸种后黑果枸杞耐盐耐旱性进行综合评价，得出低浓度SA浸种可以提高黑果枸杞种子萌发期的耐盐耐旱性，但水杨酸对单一因素盐胁迫下黑果枸杞种子萌发的影响目前未有报道。为此，笔者通过探索水杨酸对黑果枸杞种子萌发单一因素盐胁迫的影响，找出可以缓解黑果枸杞盐害的最适SA浓度，为盐渍地和荒漠地上扩大其种植面积提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试种子 黑果枸杞采购于甘肃省武威市民勤县西渠镇，将果肉与种子剥离，去除杂质，漂洗干净自然风干后，挑选籽粒饱满、大小一致的种子用5% NaClO消毒3 min，蒸馏水漂洗3次，自然风干。

1.1.2 器皿与试剂 直径90 mm的培养皿洗刷洁净，风干备用。将中性盐NaCl和碱性盐Na2CO3(分析纯，规格AR级)分别配置成150 mmol/L和10 mmol/L浓度备用。备用。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 以水杨酸浓度为对象，设5个处理，T1～T5处理水杨酸浓度分别为0 mmol/L、0.5 mmol/L、1.0 mmol/L、1.5 mmol/L及2.0 mmol/L。对照(CK)为蒸馏水处理，且不进行盐胁迫处理。盐胁迫设置中性盐NaCl和碱性盐Na2CO3处理。王恩军等[19]研究了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，得出低浓度盐促进萌发、高浓度盐抑制萌发的结论。根据此结论，试验用较高浓度的盐胁迫处理种子。将不同浓度水杨酸处理黑果枸杞种子后，分别置于中性盐NaCl(浓度150 mmol/L)和碱性盐Na2CO3(浓度10 mmol/L)环境中进行萌发试验。考察水杨酸不同浓度处理的枸杞种子在不同盐环境的萌发情况，同时比较不同盐环境对枸杞种子萌发的影响。

1.2.2 试验过程 黑果枸杞采用纸上发芽法在人工气候箱(培养箱)内进行培育。培养箱温度维持30℃，湿度80%，在6 000 lx下光照10 h，黑暗14 h，24 h为1个周期(从培养皿放入培养箱时算起)。将消毒后的种子用试验设置的水杨酸(SA)不同浓度浸种24 h，CK和T1用等量的蒸馏水浸种。浸种后的种子每50粒整齐置入铺有双层滤纸的培养皿中，沿培养皿壁缓缓加入150 mmol/L NaCl溶液或10 mmol/L Na2CO3溶液，CK加入等量蒸馏水，盖上盖子，置于培养箱中。每处理3次重复。第1天加入相应的培养液10 mL，之后每天更换相应的培养液5 mL，并保持滤纸湿润。

1.2.3 测定项目 每隔24 h观测1次，培养第3天计算发芽势，第7天计算发芽率和发芽指数。以白色幼根为标准判定种子是否萌发。

1.3 数据处理

利用Excel 2010对测定数据进行统计分析，根据李鹏鹏等[20]的方法计算种子萌发指标：发芽势(Gv)=(3 d内发芽种子数/供试所有种子数)×100%；发芽率(Gr)=(7 d内发芽种子数/供试所有种子数)×100%；发芽指数(GI)=∑(Gt/Dt)，Gt为第t天的发芽增值数，Dt为发芽相对的天数。

2 结果与分析

2.1 不同种类盐对黑果枸杞种子萌发的影响

在单一盐分胁迫下，中性盐和碱性盐对黑果枸杞种子的萌发均具有抑制作用。由表1看出，对于两组盐胁迫，碱性盐比中性盐的种子发芽效果略好，碱性盐条件的发芽势、发芽率和发芽指数较中性盐的分别高11.4百分点、9.7百分点和1.64，表明黑果枸杞种子更适宜在碱性盐土壤中萌发，该结果验证王恩军等[19]得出的黑果枸杞更适于碱性盐土壤的结论。但与CK(空白)相比，两组盐胁迫的黑果枸杞种子的发芽势、发芽率和发芽指数整体偏低，故中性盐和碱性盐对黑果枸杞种子的萌发均有抑制作用。

表1 2组盐胁迫下水杨酸溶液不同浓度处理黑果枸杞种子的萌发情况Table 1 Germination of L. thenicum seeds treated with salicylic acid solution with different concentration under different salt stress

2.2 不同浓度水杨酸对盐胁迫黑果枸杞种子萌发的影响

2.2.1 发芽势 发芽势是体现种子质量优劣的指标，发芽势高的种子，生命力强盛，整齐度高，相对发芽率较高。从表1看出，SA浓度较低时黑果枸杞种子的发芽势较高，其中，中性盐(NaCl)胁迫条件，T3处理的种子发芽势最高，达6.0%，整齐度最大，随着SA浓度增大，逐渐出现抑制作用，至T5(浓度为2.0mmol/L)时发芽势为0。与之类似，碱性盐(Na2CO3)胁迫条件，T3处理的种子发芽势也最高，为20.0%，之后浓度越大，发芽势越低。在不同SA溶液条件下，碱性盐(Na2CO3)条件的枸杞种子发芽势均大于中性盐(NaCl)条件，即种子整齐度碱性盐胁迫高于中性盐胁迫处理。

2.2.2 发芽率 发芽率是衡量种子质量优劣的指标，指在一定时间内种子发芽的概率。由表1可知，2种盐胁迫均对黑果枸杞种子萌发产生一定抑制作用，但是较低浓度SA可以缓解这种抑制。对于中性盐(NaCl)胁迫，其T2处理的发芽率为13.3%；T3处理的发芽率最高，为14.7%；之后随SA浓度升高，逐渐出现抑制作用。碱性盐(Na2CO3)胁迫条件，其T2处理的发芽率为22.7%，T3(SA浓度1.0 mmol/L)发芽率最高，达30%。2组盐胁迫试验黑果枸杞种子的发芽率随SA溶液浓度增大均呈先增后减趋势，但在不同浓度SA的影响下，2组均在T3处理(浓度1.0 mmol/L)时发芽率最高。

2.2.3 发芽指数 发芽指数是体现种子活力的指标，发芽指数越大，种子的活力越高，成苗率也高。由表1可知，SA对于中性盐(NaCl)和碱性盐(Na2CO3)胁迫下的黑果枸杞种子萌发都有不同程度的缓解作用。在盐分胁迫下，低浓度SA溶液可以提高种子的发芽指数，随着SA浓度不断增大，发芽指数呈先增大再逐渐减小趋势。中性盐(NaCl)胁迫条件下，其T3处理种子的发芽指数最高，为2.05，但远低于同浓度下碱性盐(Na2CO3)胁迫的种子发芽指数。碱性盐(Na2CO3)胁迫条件下，其T2处理种子的发芽指数为4.36；T3处理的发芽指数为5.29，种子活力最高；之后随SA浓度增大而逐渐减小，T5处理的发芽指数最低，为3.16。表明，SA浸种可有效缓解盐胁迫对黑果枸杞种子萌发的抑制作用，但碱性盐(Na2CO3)胁迫下种子的萌发情况优于中性盐(NaCl)胁迫。

3 结论与讨论

种子萌发是植物生活周期的主要阶段，在萌发时期，种子的生理活动极易遭到外界情况的影响。发芽势、发芽率和发芽指数是体现种子萌发的重要指标，发芽势可以看出种子发芽的倾向，可判断种子的发芽率；发芽率则表示种子发芽的概率大小[21]；发芽指数可反映种子发芽速度和整齐度，发芽指数越高，种子萌发越快整齐度越好。水杨酸(SA)对盐胁迫下黑果枸杞种子萌发的各个指标都有一定程度的影响。单一盐胁迫对种子萌发起抑制作用，低浓度SA可以促进黑果枸杞种子在盐胁迫下的萌发，而高浓度SA却抑制种子的萌发。水杨酸(SA)浓度为1.0 mmol/L时，碱性盐(Na2CO3)和中性盐(NaCl)胁迫下黑果枸杞种子的萌发指标数据最高，其萌发情况较好。

与对照(蒸馏水处理)相比，不同盐胁迫均对枸杞种子萌发产生抑制作用，表现为发芽势、发芽率和发芽指数较低，与阎秀峰等[22]对星星草的研究结果一致。碱性盐(Na2CO3)和中性盐(NaCl)相比较，中性盐(NaCl)对黑果枸杞种子萌发胁迫程度重于碱性盐(Na2CO3)。

不同植物对SA及盐胁迫的表现不同，如0.12～1.00 mmol/L SA对高羊茅种子在模拟干旱胁迫下的萌发促进效果最好[23],1.0 mmol/L SA促进盐胁迫下花椰菜种子的萌发[3],SA并不能提高木棉种子萌发时的抗旱性和抗热性，甚至有抑制作用[24]。由此看出，SA对于逆境下种子萌发是否有促进作用及最适浓度的大小，取决于多种因素，可能与种子的休眠、种皮的厚度、种子大小等多种因素有关。因本试验是在室内进行，与枸杞在田间生长情况不同，实际栽培枸杞过程中，种子会因环境选择性及适应性而避免或减少不利因素，对不利环境产生抗逆性，可能会表现出更好的生长状况。