不同盐胁迫对金露梅种子萌发的影响

张俊焱，才 老，刘 玮，曾 阳，2，李锦萍，刘力宽

(1.青海师范大学生命科学学院，青海 西宁 810008；2.高原科学与可持续发展研究院，青海 西宁 810008)

金露梅(PotentillafruticosaL.)蔷薇科(Rosaceae)委陵菜属(Potentilla)植物，《青海经济植物志》记载，其为落叶灌木，高30～130 cm，茎多分枝[1]。生于海拔2 500～4 200 m的阴坡至半阳坡灌丛中、林缘及河滩上。主要分布于西藏、青海、甘肃、四川、云南等省区[2]。金露梅的叶、花、根及全株均可入药[3]，叶和花可代茶饮，具有清暑热、健胃、利尿、调经等功效[4]，茎在蒙医主要用于治疗消化不良、咳嗽、水肿[5]。现代药理作用研究表明，金露梅还可以治疗糖尿病、抗心肌缺血等疾病[6]。叶和果含鞣质，可提制栲胶[2]。

据统计，在世界范围内，适于耕种的土地不足10%，大部分土地处于干旱、盐渍、沼泽、冷土等逆境中。在人口不断增长的压力下，迫切需要培养出大量的能在各种不良环境条件下生活的经济植物，以扩大耕地面积。研究金露梅种子在不同盐胁迫条件下的生态萌发情况，为金露梅在盐碱地中的引种种植提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

本实验所用金露梅种子采集于青海省大通县(101.67°E，36.92°N)。

1.2 实验仪器与试剂

FA2004型号电子天平(上海越平科学仪器有限公司)；HZQ-F160A型恒温培养箱(上海一恒科学仪器有限公司)；滤纸；培养皿；NaCl(批号20200513)；MgCl2(批号20200720)；NaHCO3(批号20200218)；蒸馏水。

1.3 实验方法

1.3.1 种子的前处理 选取大小一致、颗粒饱满的金露梅种子用60 ℃的高温水进行浸泡1 min，然后再用40 ℃温热水进行催芽1 d。

1.3.2 种子的培养 配置浓度梯度系数分别为：20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L、100 mmol/L、120 mmol/L的NaCl、MgCl2、NaHCO3三种单盐溶液共18种单盐溶液为处理溶液，以蒸馏水为对照处理。

将每组30粒种子均匀放入培养皿中，每个培养皿中放入两层滤纸，依次加入配制好的不同浓度的处理液，以滤纸湿润状态为最佳，每个梯度重复3次。对照组放置两层滤纸，加入蒸馏水。将所有培养皿均匀地放置于30 ℃(光照14 h，黑暗10 h)的恒温培养箱中。

1.3.3 指标测定 种子的萌发指标计算方法如下：

发芽率(GR)=(发芽种子总数/供试种子总数)×100%

发芽势(GP)=(规定天数内种子发芽数/供试种子总数)×100%

发芽指数(GI)=∑GT/DT(GT为不同时间发芽数、DT为相应发芽天数)

相对盐害率=(对照发芽率-处理发芽率)/对照发芽率×100%

1.4 数据分析

用SPSS软件对数据进行单因素方差分析。用Excel-2010输入实验数据，制作图表。

2 结果与分析

2.1 NaCl胁迫对金露梅种子萌发的影响

由表1、表2和图1可知，除了相对盐害率以外，NaCl处理液的浓度为20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L时的测定指标都高于对照组，其余浓度下金露梅种子的发芽率、发芽势及发芽指数均随着NaCl浓度的增大而逐渐降低。除发芽势外，与对照组相比，40 mmol/L和60 mmol/L下种子的发芽率、发芽指数和相对盐害率均无显著差异，分别为66.67%、4.39、0和63.86%、4.32、0；处理浓度为20 mmol/L时，金露梅种子的发芽势、发芽率及发芽指数为最高，其各项指标依次为80.00%、85.78%、5.52；而浓度为≥120 mmol/L时，金露梅种子萌发受到严重限制，其发芽势、发芽率、发芽指数均为0，而相对盐害率为100%。对照组在第4 d开始萌发，而浓度为20 mmol/L、40 mmol/L在第3 d开始萌发，除了浓度120 mmol/L外，其余的在第6 d开始萌发。

表1 不同浓度NaCl胁迫对金露梅种子萌发的影响

表2 不同浓度NaCl处理下金露梅种子的萌发(n=3，均值±标准差)

图1 不同浓度 NaCL对金露梅种子萌发的影响

2.2 MgCl2胁迫对金露梅种子萌发的影响

由表3、表4和图2可知，除了相对盐害率之外，对照组溶液种子的测定指标都高于处理液，其发芽势为48.89%、发芽率为53.33%、发芽指数为4.18。这说明对照组种子的活力比处理液的大。而处理组在MgCl2胁迫下，金露梅种子的发芽势、发芽率及发芽指数均随着盐浓度的增大而逐步降低。在MgCl2胁迫浓度达到80 mmol/L时，金露梅种子的发芽势、发芽率及发芽指数为最低，其各项指标依次为16.67%、20.00%、1.23；表明金露梅种子的活力受到了MgCl2胁迫的损害，盐浓度越高，对种子活力造成的损害越严重。而浓度100 mmol/L、120 mmol/L时，金露梅种子的发芽势、发芽率、发芽指数均为0，而相对盐害率到达100%。表明MgCl2胁迫完全破坏了种子的活力，种子将不萌发。相对盐害率随着盐胁迫浓度的增加而增大，表明MgCl2胁迫的浓度越大，对金露梅种子萌发的抑制越强。对照在第4 d开始萌发，而浓度为20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L分别在第3 d、4 d、5 d、5 d开始萌发，其余浓度在实验期间均未萌发。

表3 不同浓度MgCl2胁迫对金露梅种子萌发的影响

表4 不同浓度MgCl2处理下金露梅种子的萌发(n=3，均值±标准差)

图2 不同浓度MgCL2对金露梅种子萌发的影响

2.3 NaHCO3胁迫对金露梅种子萌发的影响

由表5、表6和图3可知，除了NaHCO3浓度为20 mmol/L、40 mmol/L时金露梅种子的发芽势、发芽率及发芽指数均高于对照组外，其余浓度下金露梅种子的发芽势、发芽率、发芽指数随着NaHCO3胁迫浓度的增大而逐渐下降。这表明金露梅种子的萌发受NaHCO3胁迫的抑制作用，并且NaHCO3胁迫浓度越高，抑制作用越大。NaHCO3浓度为≥100 mmol/L时，由于金露梅种子萌发受到严重的限制，其发芽势、发芽率、发芽指数均为0，而相对盐害率到达100%。对照在第4 d开始萌发，而浓度为20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L分别在第4 d、5 d、6 d、6 d开始萌发，其余浓度在实验期间均未萌发。

表5 不同浓度NaHCO3胁迫对金露梅种子萌发的影响

表6 不同浓度NaHCO3处理下金露梅种子的萌发(n=3，均值±标准差)

图3 不同浓度NaHCO3对金露梅种子萌发的影响

3 讨论与结论

盐胁迫是可以抑制植物增殖、降低植物总产量的环境影响因子。发芽率、发芽势、发芽指数及相对盐害率等都是衡量种子存在活力的主要测定指标[7]。发芽率是衡量种子萌发过程中耐盐能力最为常用的测定指标，反映了土壤中的盐分对于种子萌发时间的影响。发芽势是判断幼苗品质和发育规律的一个重要依据，它还与出苗出芽的强度和产量有着密切的联系，一般来说，萌发势高的幼苗会使其种子生长的更快、整齐、结实。发芽指数则说明了种子的发芽率和田间种植幼苗发芽率的一致性[8]。种子的相对盐害率是判断种子耐盐性的重要指标[9]。大多数植物学者都普遍认为，盐胁迫对于某些种子的新芽萌发和种子幼苗生长具有显著的生理控制作用，但也有一些科学研究结果表明，低浓度的盐胁迫物质可以促进种子新芽萌发或幼苗继续生长，高浓度盐胁迫则对种子幼苗生长具有一定的生理限制性作用[10～15]。

本研究将一些相关的盐溶液在实验室中仿真，模拟了一定浓度的盐溶液对金露梅种子萌发的影响，结果证实，盐分对金露梅种子的萌发有明显的抑制作用。盐胁迫对植物种子萌发的限制作用，不但降低了其种子的萌发速度，而且延缓了其种子的萌发初期时间，延长了萌发时间。这结果与叶尔根·夏依木拉提[7]的研究结果一致。另外，通过本实验研究还可以发现不同盐分对金露梅种子萌发的抑制效应各有差异。其中在NaCl浓度为20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L和NaHCO3浓度为20 mmol/L、40 mmol/L时，金露梅种子的发芽势、发芽率、发芽指数均远远高于对照组，这表明低浓度的NaCl胁迫和NaHCO3胁迫可以促进金露梅种子的萌发。NaCl≥120 mmol/L和MgCl2、NaHCO3浓度≥100 mmol/L时，金露梅种子受到严重限制，其发芽势、发芽率、发芽指数均为0，而相对盐害率为100%。实验结果证实，高浓度的盐胁迫对金露梅种子有明显的抑制作用。对照组溶液中种子的发芽势、发芽率及发芽指数均远远高于MgCl2处理的盐溶液。处理组在MgCl2胁迫下，金露梅种子的发芽势、发芽率及发芽指数均随着盐浓度的提升而呈逐步地降低。这也就表明MgCl2胁迫对金露梅种子的萌发起到了一定程度的抑制效应，并且MgCl2处理浓度越高，抑制作用越大。通过本实验结果表明，三种盐胁迫对种子萌发的抑制作用的强度顺序为MgCl2>NaHCO3>NaCl。