不同外源物质对NaCl 胁迫下金莲花种子萌发的影响

张玉宝 刘颖华

（唐山动物园 河北 唐山 063000）

土壤盐渍化(soil salinization)也叫土壤盐碱化，是指土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中的过程[1]，现已成为全球最严重、最亟待解决的问题之一。我国目前的盐碱地面积接近3 000 万hm2，且以100 万hm2/年的速度增加，盐渍化土壤当中影响植物体内水分平衡的离子以Na+为主[2]。我国对于盐渍化土壤的改良积累了一定的经验，也取得了相应的成果，但由于技术的推广困难和面积大等具体问题，依旧有大面积的盐渍化土壤存在于农业生产中。在保证农业耕地18 亿亩的红线下，中药材、园林绿化等各种植物的种植就不可避免的在盐渍化土壤上进行。所以选择耐盐性强的品种，通过外源物质干预等方法，来提高各种植物对盐碱胁迫的适应性，就成了在盐渍化土壤条件下进行各种植物栽培的重要途径。

金莲花(Trollius chinensis)又名旱地莲，是毛茛科(Ranunculaceae)金莲花属(TrolliusL.)多年生草本植物，在我国主要分布在内蒙古、吉林、辽宁、山西、河南及河北张承坝上地区[3]，其花色金黄艳丽、植株挺拔，既适合盆栽观赏，也适合绿化[4]。蔡红业[5]、郑志新[6]等人通过多种方法测得，金莲花体内含有黄酮苷、红草苷、生物碱类等多种成分，对于上呼吸道感染、泌尿系统感染具有良好的抑菌作用，还具有极强的抗氧化、抑制癌细胞扩散的作用，广泛应于与中成药生产中。随着人们对金莲花价值认识的提升，越来越多的野生金莲花资源遭到了极大地人为破坏。积极利用金莲花的原始栽培环境，在盐渍化土壤上进行金莲花中药材生产，或是在盐渍化程度较重的城市土壤中利用金莲花进行地被绿化，改善或增加城市地被绿化景观成为当前对金莲花利用的主要方向。

本文选用外源SA、SNP 对NaCl 胁迫下的金莲花种子进行缓解处理，对金莲花种子萌发的发芽进程、发芽率、发芽势、发芽指数等进行统计分析，筛选最佳的外源SA、SNP 浓度，并以此为依据，为进一步研究、保护和开发金莲花提供理论和生产依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料。本试验所用的金莲花种子于2020 年购买自张家口市沽源县金莲花种植基地，经鉴定为Trollius chinensis bunge的种子，采后经选种后自然风干，置于牛皮纸袋，于4 ℃冰箱内保存。

1.2 试验设计与处理

1.2.1 种子预处理。精选种粒饱满且无病虫害的金莲花种子，100 粒为1 组，蒸馏水清洗3 ～5 次后用0.1%HgCl2溶液消毒10 min，继续用蒸馏水清洗干净备用。将其置入离心管中，用800 mg/L 赤霉素溶液浸泡4 d 进行催芽处理[7]，置于4 ℃冰箱内保存待用。配制不同浓度的外源SNP(记为A1、A2、A3、A4)、SA(记为B1、B2、B3、B4)(见表1)，分别以清水和NaCl(1.0 mg/L)作为CK1 和CK2，重复3 次。

表1 外源SNP SA 对金莲花种子处理浓度

1.2.2 试验处理。本试验采取纸上培养法。将直径12 cm 的培养皿洗净、烘干，在培养皿内放入双层滤纸，分别加入清水和NaCl 溶液，至滤纸饱和，然后将浸泡过的金莲花种子依次放入设定好的外源物质中，每个培养皿100 粒，盖上盖子，贴上标签，置于光照培养箱中培养。培养箱的光照时间设为16 h/8 h，温度设为20 ℃，光照强度为2 000 lx，每天记录种子的发芽情况，统计发芽数量，并每天更换溶液以保持其渗透压不变。

1.2.3 指标测定及方法。以胚轴突破种皮萌发为标志，连续4 d 没有种子萌发为发芽结束标志。记录发芽情况，并计算出发芽率、发芽势、发芽指数、胁迫指数等。发芽率=(发芽终期全部正常发芽的种子粒数/供试种子数)×100%；发芽势=(规定日数内发芽的种子粒数/ 供试种子数) ×100%；发芽指数=∑(Gt/Dt)，其中Gt 为t 天的发芽数，Dt 为发芽天数；胁迫指数=(盐胁迫下种子萌发指数/对照种子发芽指数)×100%。

1.3 数据处理。利用EXCEL2010 进行数据处理和统计，用SPSS21.0 进行分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同浓度外源物质对金莲花种子萌发进程的影响。在金莲花种子的萌发过程中，记录其开始萌发时间和萌发持续时间，形成金莲花种子萌发进程表(见表2)。由表2 可知，在NaCl 胁迫下，金莲花种子萌发开始时间显著迟于清水对照(CK1)，其发芽持续天数也显著长于清水对照，达17 d 之久。添加不同浓度和种类的外源物质后，其发芽开始时间和发芽持续时间均较NaCl 胁迫下有了明显提升，且表现出一定的规律性。添加外源SNP 后，随着SNP 浓度的增加，金莲花种子开始萌发时间呈现先提前后延后的变化规律，以A3 处理开始萌发时间最短，即第4 d 开始萌发，与CK1 之间无显著性差异，与其它处理之间均有显著。SNP 处理，金莲花种子的发芽持续时间同样呈现与其发芽开始时间相同的变化规律，以A3 处理发芽持续时间最为集中，为10 d，与CK1 之间无显著性差异，与其它处理之间存在显著性差异。可得外源SNP 对于缓解金莲花种子萌发具有明显的促进作用，以0.20 mmol/L 浓度(A3)处理效果为最佳。添加外源SA，金莲花种子萌发进程与外源SNP 处理下呈现相同的变化规律，以B3 处理效果最佳，此时金莲花种子发芽开始时间为第6 d，发芽持续时间为10 d，与A3 处理相比较，其发芽开始时间也有显著性差异，说明外源SNP 引发效果较外源SA 更好。

表2 不同浓度外源物质对金莲花种子萌发进程的影响

2.2 不同浓度外源物质对金莲花种子萌发指标的影响。随着对金莲花种子萌发进程的记录，统计并计算金莲花种子的发芽率、发芽势、发芽指数和胁迫指数等指标，并分析其各个处理之间的关系和规律等。由表3 可知，添加外源物质后，金莲花种子的发芽率、发芽势、发芽指数和胁迫指数与CK2 相比均有明显增加，且发芽指数和胁迫指数与CK2 之间有显著性差异。添加外源SNP 和外源SA 后，随着添加浓度的增加，其发芽率等指标与CK2 比较均表现出先增加后减少的趋势，分别又以A3、B3 处理效果最好，与CK2之间存在显著性差异，且A3 和B3 处理的发芽指数、胁迫指数之间仍存在显著性差异，同时A3 处理各个指标与CK1 之间无显著性差异，说明0.20 mmol/L 的外源SNP 可以显著缓解NaCl 胁迫下金莲花种子的萌发，且可以缓解到无胁迫水平。B3 处理(外源SA 浓度0.20 mmol/L)的发芽率和发芽势与CK1 之间无显著性差异，发芽指数和胁迫指数与CK1 之间存在显著性差异，说明B3 处理对于NaCl 胁迫下金莲花种子的萌发也有显著的缓解作用，但其缓解效果较A3 处理差，说明同浓度的最佳缓解效果外源SNP 优于外源SA。

表3 不同浓度外源物质对金莲花种子萌发指标的影响

3 结论与讨论

3.1 结论。外源SNP 和外源SA 均可以在一定程度上缓解NaCl 胁迫下金莲花种子的萌发，且浓度不同，缓解效果不同，均以0.2 mmol/L 为最佳，且0.2 mmol/L 的外源SNP 缓解效果优于外源SA。

3.2 讨论。盐胁迫是一种常见的非生物胁迫，研究表明，盐胁迫会导致植物体内渗透调节失衡，能明显的阻碍植物种子的萌发和抑制幼苗的生长[8]。而种子是植物生长发育和形态建成的基础，了解种子在胁迫下的萌发情况对于幼苗及后期植物的生长发育有着非常重要的作用和意义。同样有众多的研究表明，外源SNP、SA 等物质是提高各种植物抗逆性的重要分子，其机理为通过与细胞膜结合从而提高逆境下细胞膜的稳定性或是诱导植物产生抗逆蛋白，提高保护酶活性，增加渗透物质及次生代谢物生产，参与复杂的应激响应等[9～11]。在盐浓度过高的环境中，过多的氯化物降低了土壤的水势和渗透势，从而导致植物失水。为了防止植物细胞中的水分散失，保持细胞膨压，适应逆境，植株会在短时间内通过迅速大量的合成和积累渗透调节物质(如：甜菜碱、脯氨酸等)增强其对渗透胁迫的抗性，而外源添加这些物质可以起到明显的缓解作用，在番茄、玉米等植物种子萌发过程中均已经证实[12，13]，本试验以金莲花种子为材料，也得到了相同的结论。本试验在实验室条件下进行，且只涉及了外源SNP 和SA 两种物质的4 个浓度梯度，其缓解效果虽有明显体现，但还需要考虑其它的外源缓解物质及室外生产中其它因素对金莲花种子萌发的影响，这些都有待于后续试验的进一步研究。