V C对盐胁迫下紫苏种子萌发的影响

2021-09-27蹇黎杨婧余丹凤秦小军

安徽农业科学 2021年18期

蹇黎杨婧余丹凤秦小军

摘要为了解V C对盐胁迫下紫苏种子萌发的作用机制，研究不同浓度V C浸种和NaCl处理对野生紫苏种子萌发率、活力指数和盐害指数的影响。结果表明，V C浸种和低浓度盐（25、50 mmol/L）均能促进紫苏种子萌發;V C浸种能缓解75和100 mmol/L盐对种子萌发的胁迫;V C浸种在其余盐浓度对种子萌发胁迫上产生协同叠加毒害效应。40 mg/L V C浸种耐盐临界度为100 mmol/L（20、25 ℃），20 mg/L V C浸种耐盐临界度为100 mmol/L（30 ℃），20和30 ℃条件下，极限耐盐度为175 mmol/L;20 mg/L V C浸种极限耐盐度为175 mmol/L（25 ℃）。

关键词 V C;紫苏;萌发;盐胁迫

中图分类号 S 567.21+9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）18-0052-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.18.014

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effect of V C and Salt Stress on Seed Germination of Perilla frutescens（L.） Britt.

JIAN Li，YANG Jing，YU Dan-feng et al

（Department of Ecological Engineering， Guizhou University of Engineering Science， Bijie， Guizhou 551700）

Abstract In order to understand the mechanism of vitamin C on Perilla frutescens（L.） Britt seeds germination under salt stress， the germination rate， vigor index and salt damage index of wild Perilla frutescens（L.） Britt seeds were analyzed by soaking and treatment with different concentrations of vitamin C and NaCl treatment.The results showed that soaking seeds with V C and low concentration of NaCl （25， 50 mmol/L） could promote the Perilla frutescens（L.） Britt seeds germination;soaking seeds with V C could alleviate the salt stress under the 75 and 100 mmol/L concentration of NaCl condition. However， for other treatments，soaking seeds with V C had synergistic toxic effect on salt stress with the increase of salt concentration. Under 20 and 25 ℃ conditions， the critical salt tolerance was 100 mmol/L by soaking seeds with 40 mg/L V C. The ultimate salt tolerance was 175 mmol/L. Under 30 ℃ condition， the critical salt tolerance was 100 mmol/L by soaking seeds with 20 mg/L V C. The ultimate salt tolerance was 175 mmol/L by soaking seeds with 20 mg/L V C.

Key words Vitamin C;Perilla frutescens（L.） Britt.;Germination;Salt stress

基金项目贵州省教育厅青年科技人才成长项目（黔科合KY字〔2018〕399）;贵州省典型高原湿地生态保护与修复重点实验室（黔科合平台人才〔2020〕2002）。

作者简介蹇黎（1978—），女，四川广元人，教授，博士，从事植物分子育种研究。

收稿日期 2021-01-20

紫苏（Perilla frutescens（L.）Britt.）是唯一唇形科紫苏属一年生草本植物，紫苏含有丰富的维生素和矿物质，紫苏籽含有Omega-3和omega-6人体自身不能合成的必需脂肪酸，经人体转化为DHA和EPA的生命活性因子，有植物脑黄金的美誉，因此紫苏叶和紫苏籽被我国卫生部首批列入既有食用价值也有药用价值的健材食材名单，美国FDA证实紫苏含有的天然化合物（紫苏醇、柠檬烯）具有预防和治疗多种癌症（肝癌、乳腺癌、肺癌）的功效[1-6]。我国野生紫苏和栽培紫苏种质资源极为丰富，在浙江、江西、山西、湖南、台湾、云南、广西、贵州、广东、河北、四川等地均有分布;生长在海拔较高、地理条件干旱、高盐碱等生态脆弱的喀斯特山区生境中的紫苏，形成了一套抗环境胁迫机制，形成多种抗胁迫因子。研究表明维生素在植物营养和生殖生长过程中，可作为一种酶活性和机体免疫力增加调节剂;V C可以通过抑制真菌来防治霉变，提高植物的抗病性和抗逆功能[7-12]。笔者选用不同浓度的V C对毕节野生紫苏种子进行浸种，在不同浓度盐胁迫作用下，探讨V C是否具有耐盐或缓解盐对种子萌发生长的胁迫作用，旨在为维生素在紫苏种子萌发中的作用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料采自贵州毕节威宁、七星关区、大方、金沙等地，采集植株长势好、抗性强、籽粒饱满完整的种子。

1.2 方法

设置维生素C浓度梯度：0、20、40、80、160 mg/L，将供试种子分别浸泡48 h。

设置NaCl浓度梯度：0、25、50、75、100、125、150、175、200 mmol/L，分别在20、25、30 ℃条件下对V C浸种NaCl处理的紫苏种子进行萌发，利用重量补水法确保NaCl浓度不变。试验重复3次。

1.3 测定项目与方法计算公式：

发芽率（G r，%）=（G 11/G T）×100%

发芽指数（G I）=∑（G d/D d）

活力指数（V I）=G I×S

胁迫指数=[（对照-处理）发芽率/对照]×100%

式中，G T为总数;G d为第d天发芽数，D d为第d天;S为胚根长。

耐盐极限值：0%发芽率时盐浓度;耐盐临界值：50%发芽率时盐浓度。

1.4 数据分析

采用SPSS 18.0软件和Excel对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 NaCl对种子萌发率的影响

不同处理培养的紫苏种子其萌发率均不相同（图1）。在3种萌发温度下，随着NaCl浓度的增加，紫苏种子的发芽率先上升后下降，直至萌发完全受到抑制。当NaCl浓度为25、50 mmol/L 时，种子的发芽率均比对照高，对种子萌发具有一定的促进作用;种子发芽率受温度影响表现为20 ℃< 30 ℃< 25 ℃，发芽率最高可达90%以上，比最低温度发芽率分别高14.8%、14.4%、12.9%。当NaCl浓度大于50 mmol/L 时，种子的发芽率随盐浓度的增加急剧减少，当NaCl浓度为175 mmol/L时，仅 20 ℃有1%发芽率，其余2种温度下萌发完全受到抑制作用;当NaCl浓度为75、100、125 mmol/L时，种子发芽率受温度影响表现为30 ℃< 20 ℃< 25 ℃，最高发芽率比最低分别高14.2%、18.0%、39.4%;当NaCl浓度为150 mmol/L时，种子发芽率受温度影响表现为30 ℃= 20 ℃< 25 ℃，最高发芽率比最低分别高63.6%。当NaCl浓度为200 mmol/L时，3种温度培养的种子其萌发受到完全抑制（发芽率为0）。

2.2 V C对NaCl胁迫紫苏种子萌发的影响

不同浓度V C

浸种及NaCl处理对紫苏种子萌发影响均不相同（图2）。当NaCl浓度小于100 mmol/L时，紫苏种子的发芽率均在80%以上，最高可达95%，与对照相比，种子的萌发率随着V C浓度的增加呈先上升后下降趋势，只有V C浓度为160 mg/L时，发芽率低于对照。其中发芽率最优的V C含量为40和80 mg/L，表明适量的V C浓度能促进种子的萌发，并能适当缓解和降低紫苏种子受NaCl的胁迫程度。当NaCl浓度大于100 mmol/L时，紫苏种子的发芽率急剧下降，直至175 mmol/L NaCl时，紫苏种子萌发受到完全抑制（发芽率为0）;与对照比较，随着V C浸种浓度的增加种子的发芽率也急剧减少，表明V C浸种NaCl胁迫种子萌发产生抑制毒害作用上表现出叠加协同效应。V C对NaCl胁迫紫苏种子，其种子发芽率受温度影响表现为20 ℃< 30 ℃< 25 ℃。t测验结果表明，不同V C浓度浸种下，0和50与125、150、175、200 mmol/L盐处理间其发芽率存在显著差异。

2.3 V C对NaCl胁迫紫苏种子活力指数的影响

稳产高产作物的基本保障是高品质种子，种子质量的好坏评定重要标准之一就是种子活力大小。种子活力是由内因（基因）和外因（环境）共同作用表现出来的生理特征。不同处理的紫苏种子其活力指数不相同（图3）。与对照比较，不同V C浓度浸种、相同NaCl浓度处理，NaCl浓度低于100 mmol/L其活力指数均呈上升趋势;当NaCl浓度高于100 mmol/L，活力指数呈急剧下降趋势。V C浸种、NaCl（50、125 mmol/L）处理下，紫苏种子活力指数受温度影响表现为30 ℃<20 ℃<25 ℃;其余NaCl浓度处理，活力指数受温度影响表现为20 ℃<30 ℃<25 ℃。当NaCl浓度超过100 mmol/L，所有种子的活力指数随着NaCl浓度的增加而逐渐降低，其种子的活力指数急剧下降直至为0。由此可知，在低NaCl浓度处理下，V C对盐胁迫种子的萌发具有缓解作用，能够促进种子活力增强;而在高盐胁迫处理下，V C不再具有缓解作用，而是增加胁迫作用，导致种子的活力指数急剧下降直至丧失活力。

2.4 V C对NaCl胁迫紫苏种子盐害指数的影响

不同V C浓度浸种对NaCl处理紫苏种子的盐害指数影响均不相同（图4）。V C浸种、NaCl（25、50 mmol/L）處理下，紫苏种子盐害指数为负值（25 ℃< 20 ℃< 30 ℃），萌发未受到盐害胁迫，而表现出促进萌发作用。NaCl（75 mmol/L）处理下，未用V C浸种，则会表现出明显的盐害作用，用不同V C浓度浸种，则表现出盐害指数有所减少，表明V C在一定程度上能减少盐害。当NaCl浓度大于100 mmol/L，表现出V C浸种的盐害程度表现为V C浸种>>未用V C浸种，表现出V C浸种与NaCl处理对在盐害碱胁迫上有叠加协同作用，直至种子萌发完全受到抑制。紫苏种子耐盐浓度临界度V C浸种（40 mg/L）为100 mmol/L（20、25 ℃）、V C浸种（20 mg/L）为100 mmol/L（30 ℃），极限耐盐度为175 mmol/L（20、30 ℃）、V C浸种（20 mg/L）为175 mmol/L（25 ℃）。

3 讨论

种子萌发生长是系列有序生理和形态变化过程，萌发生长成功的关键不仅取决于完整生命力胚和营养成分等自身因素，还取决于适宜温度、充足水分和氧气、土壤结构和盐碱程度等外界条件。属于半天然生境脆弱喀斯特地貌的贵州毕节，生长的植株抗逆性、耐环境胁迫能力较强。该研究结果表明，温度、V C和盐都对紫苏种子萌发产生影响。低浓度盐（小于50 mmol/L）会促进紫苏种子的发芽率，V C在盐浓度50～100 mmol/L 时，降低了盐对种子的胁迫程度，增强紫苏种子的萌发和抗盐能力。在NaCl浓度大于100 mmol/L处理下，V C会加速盐胁迫的盐害指数，直至紫苏种子丧失活力，完全抑制萌发。

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