不同盐碱胁迫对‘绿海碱蓬1号’种子萌发的影响

王彬 张春银 杨姗姗 张恩 苏文瑞 马小辉

摘    要：本研究采用3组不同浓度不同盐碱溶液对‘绿海碱蓬1号种子进行了萌发试验，测定了相对发芽率、相对发芽势和萌发指数，确定了耐盐碱适宜范围、半致死及致死盐碱浓度。研究结果表明，随着不同盐碱溶液浓度的上升，种子相对发芽率、相对发芽势和萌发指数均呈下降趋势。‘绿海碱蓬1号在萌发期具有很强的耐盐碱性，其中，在NaCl溶液中，其耐盐适宜浓度可达1.61%;在NaHCO3溶液中，其耐盐适宜浓度可达1.50%;在NaCl+NaHCO3的混合溶液中，其耐盐碱适宜浓度可达1.39%。此外本研究还发现，‘绿海碱蓬1号对单盐溶液的适应性要强于对盐碱混合溶液的适应性，而且对NaCl溶液（盐溶液）的适应性要强于对NaHCO3溶液（碱性溶液）的适应性。

关键词：碱蓬;种子萌发;盐碱胁迫;耐盐性

中图分类号：Q945.78          文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.06.005

Abstract： The three groups of different saline alkali solutions with different concentrations were used to test the germination of 'Lv Hai Suaeda glauca No.1' in this study. The relative germination percentage， relative germination energy and germination index were measured， and the suitable range， half lethal and lethal saline alkali concentration of salt alkali tolerance were determined. The results showed that the relative germination percentage， relative germination energy and germination index decreased with the increase of the concentration of saline alkali solution. At the same time， 'Lv Hai No.1' has high salt and alkali tolerance during germination. For example， in NaCl solution， the optimum concentration of salt tolerance was 1.61%， in NaHCO3 solution， the optimum concentration of salt tolerance was 1.50%， and in NaCl+NaHCO3 mixed solution， the optimum concentration of salt tolerance was 1.39%. In addition， the results also showed that the adaptability of 'Lv Hai No.1' in single salt solution was stronger than in mixed salt and alkali solution， and the adaptability in NaCl solution （salt solution） was stronger than in NaHCO3 solution （alkaline solution）.

Key words： Suaeda glauca; seed germination; salt and alkali stress; salt tolerance

堿蓬（Suaeda glauca Bunge.），俗称碱蒿、盐蒿等，是藜科碱蓬属的一年生草本植物。碱蓬是典型的盐生植物，其饲用价值一般，骆驼喜食，猪少量采食，而牛、羊、马一般不吃。但因其营养丰富，其幼嫩茎叶柔软多汁，口感好，富含粗蛋白、粗脂肪、胡萝卜素及硒等营养成分，可作为海水蔬菜人工栽培[1]。

‘绿海碱蓬1号是由江苏盐城绿苑盐土农业科技有限公司从野生碱蓬中以系谱选择法选育而成，其幼苗呈绿色，茎直立、肉质化，分枝对生，有节，成株平均株高135 cm，株冠80 cm左右。该品种抗逆性强，尤其具有很强的耐盐碱性，除可作为海水蔬菜被人们食用外，还可应用于盐碱地生物改良及生态修复。

尽管‘绿海碱蓬1号作为碱蓬家族的新成员，在耐盐基因工程、抗逆生理机制、食用与饲用、对土壤污染和盐碱地的生态修复等方面均有着较高的研究价值和巨大的发开潜力，但目前对其在不同盐碱浓度下种子萌发能力的研究还不够。种子萌发是植物生活史中的关键阶段，不仅影响种子本身的播种品质，也可能影响到作物整个生长季的正常发育，故种子萌发期是进行植物抗逆鉴定的重要时期。因此，本试验采用不同浓度盐碱溶液对‘绿海碱蓬1号种子进行萌发实验，研究其在不同盐碱胁迫下的萌发能力，本试验的研究结果将为‘绿海碱蓬1号的引种栽培、优化育种等提供理论依据与参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

‘绿海碱蓬1号种子，由江苏盐城绿苑盐土农业科技有限公司提供。

1.2 试验设计

试验分3组进行，分别在不同浓度的NaCl、NaHCO3和NaCl+NaHCO3溶液中观察种子的萌发情况，3种盐碱溶液的浓度梯度设置均为0%，0.3%，0.6%，0.9%，1.2%，1.5%，1.8%，2.1%，2.4%，2.7%，3.0%，3.3%，3.6%，3.9%。

选取中等大小、均匀一致的碱蓬种子，经HgCl2消毒后，均匀置于铺有双层滤纸的直径为9 cm的培养皿中，每皿50粒种子，不同溶液不同浓度各3次重复。在培养皿中加入表1种各浓度盐碱溶液后，称量记录各培养皿的初始重量，在25 ℃室温下进行萌发。每隔24 h观察发芽种子（胚芽的长度大于等于种子长度的一半时）的数量，同时称量各培养皿的失水量，并用蒸馏水补足，观察到第7天（即168 h）时结束萌发试验。

1.3 测定指标及方法

（1）相对发芽率：相对发芽率（%）=盐碱溶液处理种子发芽率/对照种子发芽率×100;（以萌发第7天的发芽数计算发芽率）。

（2）相对发芽势：相对发芽势（%）=盐碱溶液处理种子发芽势/对照种子发芽势×100;（以萌发第3天的发芽数计算发芽势）。

（3）萌发指数（GI）：GI = ∑GT/DT（GT为第T天的发芽数;DT为相应的天数）。

（4）耐盐碱适宜范围、半致死及致死盐碱浓度的确定：耐盐碱适宜范围指相对发芽率大于75%时的盐碱浓度;半致死浓度指相对发芽率为50%时的盐碱浓度;致死浓度指相对发芽率为10%时的盐碱浓度。

1.4 数据处理

数据处理采用Excel 2010和DPS 2000软件。

2 结果与分析

2.1 不同浓度盐碱溶液对‘绿海碱蓬1号种子相对发芽率的影响

由图1可知，随着NaCl溶液浓度的上升，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽率总体呈下降趋势。在0.3%和0.6%的NaCl溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽率与对照（0%，即无NaCl）相较无显著性差异。这表明，‘绿海碱蓬1号在萌发期具有很强的耐盐性。从图1中还可看出，在2.1%的NaCl溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽率仍可达到75.91%;在3.0%的NaCl溶液中，其相对发芽率下降到54.22%。

由图2可知，随着NaHCO3溶液浓度的上升，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽率总体呈下降趋势。与NaCl溶液处理不同的是，尽管在0.3%、0.6%和0.9%的NaHCO3溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽率与对照（0%，即无NaHCO3）相较呈显著性差异，但其相对发芽率仍在90%以上（0.9%的NaHCO3溶液中，相对发芽率为90.37%）。这表明，‘绿海碱蓬1号在萌发期也具有较强的耐碱性。从图2中还可看出，在1.2%的NaHCO3溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽率仍可达到74.70%;在3.3%的NaHCO3溶液中，其相对发芽率下降到45.78%。

由图3可知，随着NaCl+NaHCO3溶液浓度的上升，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽率总体呈下降趋势。与NaCl和NaHCO3溶液单独处理不同的是，在0.3%，0.6%和0.9%的NaCl+NaHCO3溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽率与对照（0%）相较呈显著性差异，且其相对发芽率已低于90%，但却仍高于80%（0.6%的NaCl+NaHCO3溶液中，相对发芽率为80.73%）。这表明，‘绿海碱蓬1号在萌发期具有较强的耐盐碱性，但盐碱混合溶液对其相对发芽率的影响要大于盐碱单盐溶液。从图3中还可看出，在1.5%的NaCl+NaHCO3溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽率仍可达到77.12%;在3.3%的溶液中，其相对发芽率下降到50.61%。

2.2 不同浓度盐碱溶液对‘绿海碱蓬1号种子相对发芽势的影响

由图4可知，随着NaCl溶液浓度的上升，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽势总体呈下降趋势。其中，与对照相较，在0.3%，0.6%和0.9%的NaCl溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽势尽管呈显著性差异，但其值均在95%以上，这表明‘绿海碱蓬1号在萌发前期也具有很强的耐盐性。从图4中还可看出，在1.8%的NaCl溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽势仍可达到68.66%;但在2.4%的NaCl溶液中，其相对发芽势大幅下降至22.39%。这表明，‘绿海碱蓬1号种子萌发前期的耐盐拐点可能在2.1%左右。

由图5可知，随着NaHCO3溶液浓度的上升，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽势总体呈下降趋势。与NaCl溶液处理相似的是，在0.3%和0.6%的NaHCO3溶液中，‘綠海碱蓬1号种子的相对发芽势与对照相较呈显著性差异，但其相对发芽势仍均在90%以上。这表明，‘绿海碱蓬1号在萌发前期也具有较强的耐碱性。对比图4和图5可看出，在2.7%的NaCl溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽势为23.89%，而在2.7%的NaHCO3溶液中，其相对发芽势为49.99%，这表明，‘绿海碱蓬1号种子在萌发前期对碱溶液具有更强的适应性。

由图6可知，随着NaCl+NaHCO3溶液浓度的上升，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽势总体呈下降趋势。与NaCl和NaHCO3溶液单独处理不同的是，在0.3%和0.6%的NaCl+NaHCO3溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽势与对照相较呈显著性差异，且其值均已低于85%。这表明，盐碱混合溶液对‘绿海碱蓬1号种子相对发芽势的影响要大于盐碱单盐溶液。从图6中还可看出，在1.8%的NaCl+NaHCO3混合溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的相对发芽势仍可达到52.23%;但在2.4%的NaCl+NaHCO3混合溶液中，其相对发芽势大幅下降至28.36%。这表明，‘绿海碱蓬1号种子萌发前期的耐盐碱拐点可能在2.1%左右。

2.3 不同浓度盐碱溶液对‘绿海碱蓬1号种子萌发指数的影响

由图7可知，随着NaCl溶液浓度的上升，‘绿海碱蓬1号种子的萌发指数总体呈下降趋势。与对照相比，在0.3%和0.6%的NaCl溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的萌发指数尽管呈显著性差异，但其值均在70以上，这表明‘绿海碱蓬1号在萌发期具有很强的耐盐性。从图7中还可看出，在1.8%的NaCl溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的萌发指数为50.39;而在2.4%的NaCl溶液中，其萌发指数大幅下降至23.66。这表明，‘绿海碱蓬1号种子萌发期的耐盐拐点可能在2.1%左右。

由图8可知，随着NaHCO3溶液浓度的上升，‘绿海碱蓬1号种子的萌发指数总体呈下降趋势。与NaCl溶液处理不同的是，在0.6%的NaHCO3溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的萌发指数是高于对照和0.3%的NaHCO3溶液的。这表明，‘绿海碱蓬1号在萌发期具有更强的耐碱性。对比图4和图5可看出，在2.4%的NaCl溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的萌发指数为23.66，而在2.4%的NaHCO3溶液中，其萌发指数为45.77，这表明，‘绿海碱蓬1号种子在萌发期对碱溶液具有更强的适应性。

由图9可知，随着NaCl+NaHCO3溶液浓度的上升，‘绿海碱蓬1号种子的萌发指数呈下降趋势。与NaCl和NaHCO3溶液单独处理不同的是，在各浓度梯度的NaCl+NaHCO3混合溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的萌发指数均显著低于对照。这表明，盐碱混合溶液对‘绿海碱蓬1号种子萌发指数的影响要大于盐碱单盐溶液。从图9中还可看出，在1.8%的NaCl+NaHCO3混合溶液中，‘绿海碱蓬1号种子的萌发指数为38.53，仍高于对照的一半;而在2.4%的NaCl+NaHCO3混合溶液中，其萌发指数下降至28.57，此时已明显低于对照的一半。这表明，‘绿海碱蓬1号种子在萌发期的耐盐碱拐点可能在2.1%左右。

2.4 ‘绿海碱蓬1号种子耐盐碱适宜范围、半致死及致死盐碱浓度的确定

将不同盐碱溶液处理下的相对发芽率与对应的浓度梯度作一元线性回归分析，并计算‘绿海碱蓬1号种子在不同盐碱溶液下的耐盐碱适宜范围、半致死及致死盐碱浓度，其结果见表2。从表2中可看出， ‘绿海碱蓬1号在萌发期具有很强的耐盐碱性，其中，在NaCl溶液中，其耐盐碱适宜浓度可达1.61%;在NaHCO3溶液中，其耐盐碱适宜浓度可达1.50%;在NaCl+NaHCO3的混合溶液中，其耐盐碱适宜浓度可达1.39%。

同时，从以上分析数据也可知，从耐盐碱适宜浓度而言，‘绿海碱蓬1号对单盐溶液的适应性要强于对盐碱混合溶液的适应性，而且其对NaCl溶液（盐溶液）的适应性要强于对NaHCO3溶液（碱性溶液）的适应性。当然，从半致死及致死盐碱浓度而言，‘绿海碱蓬1号对NaHCO3溶液（碱性溶液）的适应性要强于对NaCl溶液（盐溶液）的适应性。

3 讨论与结论

种子萌发阶段对环境胁迫最为敏感，因此萌发期的耐盐性研究一直是植物抗逆研究的重要领域，而种子发芽率、发芽势、萌发指数是表征种子萌发水平最主要的指标[2-3]。一般情况下，甜土植物和盐生植物的种子发芽率、发芽势和萌发指数均随环境盐碱程度的升高而降低[4-5]。代莉慧[6]研究了不同盐碱胁迫对河套地区盐地碱蓬种子萌发的影响，结果表明：随着盐浓度的升高，种子发芽率、发芽势及萌发指数均呈下降趋势，种子萌发与盐浓度之间呈显著负相关关系。郜少敏等[7]研究了不同浓度的NaHCO3和Na2CO3混合溶液对碱蓬种子萌发的影响，其发现碱液浓度为150 mmol·L-1时，碱蓬种子的发芽势、发芽率和发芽指数显著低于CK，冗余分析结果表明，EC值和总碱度是影响碱蓬生长的主要因素。上述试验结果均与本研究结果十分相似。

众所周知，盐分对种子萌发的影响一般为渗透效应与离子效应共同作用的结果，但何种效应起主要作用在不同物种中差异很大[8]。闫留华等[9]研究发现，NaCl对两种生境盐地碱蓬种子萌发的抑制作用主要是渗透胁迫造成的，而非离子毒害。而盐碱对‘绿海碱蓬1号的胁迫是哪种效应在起主要作用，有待于下一步深入研究。采用cDNA-AFLP技术分析‘绿海碱蓬1号种子萌发时基因表达情况[10]，有可能揭示‘绿海碱蓬1号的耐盐机理。

一般地，盐渍化土壤溶液均是多种盐分的混合溶液，因此，关于不同盐碱混合溶液对种子萌发的影响已做了大量研究。李辛等[11]采用2种中性盐（NaCl、Na2SO4）和2种碱性盐（NaHCO3、Na2CO3）的混合溶液对雾冰藜种子进行了胁迫处理，研究发现：盐度、pH及二者之间的交互作用对雾冰藜种子萌发均有显著抑制作用，不同盐碱组分对种子萌发的抑制作用表現为Na2CO3>NaHCO3>NaCl>Na2SO4。李红等[12]对不同浓度NaCl、NaHCO3和NaCl+NaHCO3溶液胁迫下的稗草种子发芽率情况进行了分析，结果表明：相较于NaCl胁迫，NaHCO3胁迫更加抑制种子萌发和芽苗的生长。李劲松等[13]研究了不同渗透势的PEG-6000、NaCl和Na2CO3溶液对碱蓬和盐地碱蓬种子萌发的影响，结果表明：当溶液渗透势相等时，NaCl处理下碱蓬种子的萌发率显著大于PEG、Na2CO3处理，这表明碱蓬种子对盐（NaCl）的适应性要强于对碱（Na2CO3）的适应性。与上述研究结果相较，本研究也得到了类似的结果。研究发现，‘绿海碱蓬1号对单盐溶液的适应性要强于对盐碱混合溶液的适应性，而且对NaCl溶液（盐溶液）的适应性要强于对NaHCO3溶液（碱性溶液）的适应性。

种子的萌发是受多种条件控制的，在盐碱交互胁迫下，如何提高种子的萌发率是下一步研究的一个方向。张通颖等[14]在不同温度下研究了NaCl、Na2CO3和NaCl+Na2CO3溶液对猪毛蒿种子萌发的影响，其发现猪毛蒿种子在NaCl溶液处理下的各发芽指标均显著高于另外两种处理，即相较于盐胁迫，碱胁迫对种子萌发的抑制作用更强，且高温会加剧抑制作用。孙志高等[15]研究了土壤中不同氮磷比对盐胁迫下碱蓬种子萌发的影响，其发现在高盐分（600 mmol·L-1）胁迫下，高浓度的氮磷配比（9.05 mmol·L-1氮+0.95 mmol·L-1磷）对碱蓬种子萌发具有明显促进作用，表明高氮低磷的配比可以有效减缓盐分胁迫对碱蓬种子萌发的危害。本试验目前只针对不同浓度盐碱溶液对‘绿海碱蓬1号种子萌发的影响开展了研究工作，下一步研究中可考虑在盐碱胁迫基础上，研究温度、辐射、矿质营养等条件对种子萌发的影响。

综上所述，本研究表明：‘绿海碱蓬1号在萌发期具有很强的耐盐碱性。其中，在NaCl溶液中，其耐盐适宜浓度可达1.61%;在NaHCO3溶液中，其耐盐适宜浓度可达1.50%;在NaCl+NaHCO3的混合溶液中，其耐盐碱适宜浓度可达1.39%。此外，试验结果还表明，‘绿海碱蓬1号对单盐溶液的适应性要强于对盐碱混合溶液的适应性，而且对NaCl溶液（盐溶液）的适应性要强于对NaHCO3溶液（碱性溶液）的适应性。

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