盐胁迫对佛甜10号甜玉米种子萌发及幼芽生长的影响

崔竣杰，黄娉婷，洪 宇

（佛山科学技术学院园艺系，广东佛山528225）

甜玉米是菜用玉米的一个类型，营养丰富、鲜食口感极佳，其穗轴多糖提取物具有很好的体外降血糖作用［1］。目前，我国甜玉米种植面积超过33.33万hm2，约占全球1/4［2］。甜玉米消费的不断扩大极大地推动了我国玉米主食化的发展［3］。

主要受到人类活动的影响，世界上超过6%的土地面积和大约20%的耕地受到盐害威胁［4］。同其他大多数作物一样，过量的盐分不利于甜玉米的生长发育，会显著降低甜玉米的产量并影响品质。大量研究表明，不同作物对盐害胁迫的耐受性具有很大差异，比如水稻对盐胁迫比较敏感［5］，而大麦比较耐盐［6］。玉米对盐胁迫也比较敏感，刘芳等［7］报道在 NaCl溶液浓度为50～300 mmol·L-1范围内，随着盐浓度的增加，玉米自交系材料的株高、干重、含水量显著下降，自交系材料间表现出明显的差异，自交系材料和浓度间互作极显著，综合比较认为NaCl溶液浓度250 mmol·L-1可作为玉米苗期耐盐性鉴定的理想浓度。王明泉等［8］研究认为NaCl溶液浓度220 mmol·L-1可作为玉米自交系苗期耐盐性筛选和鉴定的适宜胁迫浓度。

目前有关甜玉米种质的耐盐性鉴定尚鲜见报道，本研究以佛甜10号甜玉米种子为供试材料，通过不同浓度NaCl溶液对种子进行胁迫处理，测定甜玉米的发芽与幼芽生长相关指标，探索适合甜玉米耐盐早期鉴定的临界盐浓度，为甜玉米耐盐种质筛选及耐盐品种选育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试材料为佛山科学技术学院园艺系自主选育的佛甜10号杂交一代种子。

1.2 种子活力测定

选取30粒佛甜10号种子用于种子生活力快速测定。测定步骤如下：1）约30℃用温水浸泡种子6 h，使种子充分吸涨。2）沿种胚中央准确切开，取其一半备用。3）将准备好的种子分别放在培养皿中，并加入0.1%TTC溶液（0.1 g TTC溶于100 mL pH 7.0的磷酸缓冲液中），以浸没种子为度。4）将种子置于30℃的恒温箱中保温30 min染色。5）倒出TTC溶液，再用清水将种子冲洗2～3次，逐个观察种胚被染色的情况，判断种子有无生活力。

1.3 实验设计

鉴于常见作物对NaCl耐受浓度范围一般为0～300 mmol·L-1［9］，实验设计采取11个处理：即用0（对照）、30、60、90、120、150、180、210、240、270、300 mmol·L-1共 11 个浓度的 NaCl溶液处理佛甜 10 号甜玉米种子。具体方法为：1）挑选饱满的佛甜10号种子，用0.5%次氯酸钠溶液对种子进行消毒处理。2）选取足量的种子分别在11个浓度的NaCl溶液中浸种8 h（28℃）。3）在干净培养皿中放入两层纱布，分别加入相同体积的不同浓度NaCl溶液至纱布饱和，每个培养皿中放置用不同浓度NaCl溶液浸种后的种子30粒，每个处理设3次重复。

1.4 测定指标

本试验以种子露白后胚根突破种皮2～5 mm为发芽标准，记录种子每天的发芽情况。以发芽最多的一天计算其发芽势，过3 d计算其发芽率、发芽指数、活力指数，同时测量主根长、芽长、侧根数、鲜重。其相关指标计算公式分别如下

其中，Gt为t时间的种子发芽数；Dt为相应发芽试验时间（注：开始发芽后每天进行统计）；S为平均根长，单位为mm；GI为发芽势。

1.5 数据分析

采用Excel和SPSS软件进行数据处理和绘图。

2 结果与分析

2.1 佛甜10号种子活力分析

选取的30粒佛甜10号种子经过TTC染色，结果显示所有种子种胚全部可被染成红色，活力达到了100%，说明供试材料的种子具有较强的生活力，对本实验的顺利进行提供了材料保证。

2.2 NaCl对佛甜10号种子萌发的影响

将佛甜10号种子浸种后，催芽第1天后种子即开始萌发，催芽第2天大多数种子开始萌发，对种子萌发情况连续调查5 d。

NaCl胁迫对佛甜10号种子发芽势和发芽率的影响如图1所示。由图1可知，随着NaCl浓度的不断增加，佛甜10号种子发芽势不断下降，而发芽率呈缓慢且波动地下降，当大于240 mmol·L-1浓度时，发芽势与发芽率均迅速且显著地降低，说明大于240 mmol·L-1的高浓度NaCl能显著地抑制佛甜10号种子萌发。

NaCl胁迫对佛甜10号种子发芽指数和活力指数的影响如图2所示。由图2可知，随着NaCl浓度增加，佛甜10号种子活力指数不断降低，在180 mmol·L-1处理时达到最低，说明种子萌发质量在未达到最高浓度处理时就受到了影响。发芽指数在NaCl为180 mmol·L-1处理时降低后，在随后两个浓度处理（210和240 mmol·L-1）时缓慢上升，之后又迅速显著降低，说明种子萌发速度在NaCl浓度低于180 mmol·L-1和高于240 mmol·L-1处理时不断受到抑制，期间略有恢复。

图1 NaCl胁迫对佛甜10号种子发芽势和发芽率的影响

图2 NaCl胁迫对佛甜10号种子发芽指数和活力指数的影响

2.3 NaCl对佛甜10号幼芽生长的影响

佛甜10号种子萌发第5天后，各处理的幼芽生长情况如图3所示。对幼芽的主根长、芽长和侧根数进行了测定，由于NaCl浓度为270和300 mmol·L-1两个处理的种子幼芽未见明显生长，因此只对对照和NaCl浓度为30～240 mmol·L-1共计9个处理的幼芽进行了测量，相关指标在各处理间存在显著差异如表1所示。由表1可知，1）主根长。对照处理的根长显著高于其他不同浓度NaCl处理，随着NaCl浓度的升高，根长显著变短，说明主根长对盐胁迫比较敏感。2）芽长。NaCl浓度为30 mmol·L-1处理芽长相对于对照处理变化不显著，其他处理都显著小于对照处理，说明芽长对低浓度的盐胁迫不敏感。3）侧根数。NaCl浓度为30 mmol·L-1的处理侧根数最多，低浓度处理的侧根数与对照差异不显著，说明低浓度的盐胁迫不影响甚至有助于侧根的生长，但当 NaCl浓度高于 150 mmol·L-1时，侧根生长显著受到抑制。

图3 不同浓度NaCl胁迫下佛甜10号种子的萌发及幼芽生长情况

表1 不同NaCl浓度处理对佛甜10号甜玉米幼芽生长的影响

3 讨论

甜玉米的种质资源比较狭窄，而耐盐甜玉米种质更加匮乏，因此开展甜玉米耐盐性的鉴定和筛选工作至关重要。苗期作物对盐胁迫更加敏感，苗期的生长发育情况在很大程度上反映出作物的耐盐性，如苗期对小麦进行耐盐性的鉴定［10］，通过苗期鉴定对水稻耐盐性状进行遗传定位［11］等。

本实验结果显示在保证具有生活力的前提下，影响佛甜10号种子发芽势和发芽率的临界NaCl浓度为240 mmol·L-1，与文献［7-8］的临界盐胁迫浓度比较接近。就盐胁迫的临界浓度而言，与番茄［12］、南瓜［13］和水稻［5］相比，甜玉米的耐盐性更强，但低于苜蓿［14］。本研究还发现 NaCl浓度高于 240 mmol·L-1时，佛甜10号种子萌发受到显著抑制，但对于萌发质量可能在达到临界浓度前就产生了影响。因此，在甜玉米实际生产中，对于盐分土壤，建议不采用直播的方式种植，最好先育苗后移栽种植。

佛甜10号种子经盐胁迫处理后，幼芽的主根最易受到生长抑制，其次是芽长，侧根数量受到的影响最小，甚至适当低浓度的盐胁迫可能会促进侧根的产生。据报道，在盐胁迫下玉米幼苗将Na+和Cl-离子储存在根部，使地上部盐分浓度保持较低水平，以降低盐分的伤害［15］，因此推断发育更多的侧根将Na+和Cl-离子储存在根部可以减少地上幼苗的盐离子浓度，更有利于生长。

当前有关甜玉米耐盐鉴定和耐盐材料筛选的工作开展较少，耐盐遗传及耐盐分子育种亟待深入研究。本研究结果可为甜玉米的耐盐性鉴定、今后的耐盐种质筛选及遗传研究提供重要依据。