盐分胁迫对鸡冠花种子萌发的影响试验初报

张丽娟 姜志成 余秀萍 刘玉艳

摘 要 为了研究盐分胁迫对种子萌发的影响，以鸡冠花种子为试验材料，在其萌发过程中分别加入NaCl、复盐、Na2SO4进行盐胁迫，测定种子萌发过程中蛋白质含量、可溶性糖含量及淀粉酶活力的变化。结果表明：盐胁迫使鸡冠花种子的发芽势、发芽指数和发芽率显著降低，而且随着盐浓度的增加，抑制作用增强；3种盐对种子萌发的抑制作用强度依次为NaCl＞复盐＞Na2SO4；盐分胁迫使鸡冠花萌发种子的蛋白质含量升高，可溶性糖含量降低，一定浓度的盐分处理对种子中的淀粉酶活力可能有一定的促进作用。

关键词 鸡冠花；种子萌发；盐胁迫

中图分类号：S685.99 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.03.036

鸡冠花（Celosia cristata）为一年生草本植物，世界各地广为栽培。株高20～150 cm，肉穗花序顶生，形状色彩多样，鲜艳明快，花期夏、秋季直至霜降，有较高的观赏价值，是重要的花坛花卉，还是很好的切花材料。鸡冠花对二氧化硫、氯化氢具有良好的抗性，可起到绿化、美化和净化环境的多重作用，适宜作厂矿绿化用。

我国有盐碱地2 666万hm2[1]，是植物生长的主要逆境之一。而盐碱地域的城镇绿化是当前园林绿化领域的重要课题。目前筛选、引进既耐盐又具观赏价值的园林植物，为盐碱区域的城乡绿化、盐碱地改良提供适宜的观赏植物种类是世界各国重要研究内容。长期以来，植物耐盐机理及如何提高植物的耐盐性备受关注。我国有针对鸡冠花抗逆性的研究，但尚无关于盐胁迫对鸡冠花种子萌发影响的研究报道。本试验以鸡冠花作为对象，研究盐胁迫对其种子萌发的影响，以期为以后鸡冠花在盐渍化条件下的应用提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料来源

供试鸡冠花种子由北京花仙子花卉公司购置。

1.2  试验方法

1.2.1  种子萌发情况测定

将种子用3%高锰酸钾消毒后用蒸馏水冲洗干净。依照国际种子检验规程，采用滤纸法，将供试种子置于铺有双层滤纸的培养皿中，每皿30粒。在滤纸上分别加入浓度为0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%的NaCl溶液；浓度为0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%的Na2SO4溶液；浓度为0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的复盐溶液（两者质量比为1∶1）。每处理3次重复，用保鲜膜封紧，防止水分蒸发，置于25 ℃恒温培养箱内。第二天开始记录各处理发芽数量，以胚根伸出长度不小于种子长度为标准[2]，到种子不再萌发或处于低水平萌发为止。各个指标数据计算公式如下。

发芽势=发芽种子数达到高峰时的正常发芽种子总数/供检种子总数×100%

发芽率=正常发芽的种子数/供检种子总数×100%

发芽指数=∑（Gt/Dt），其中：Gt为第t天种子发芽增值数，Dt为对应的种子发芽的天数[3]

种子耐盐适宜范围=发芽率达到对照发芽率75%时相对应的盐液浓度

种子耐盐半致死浓度=发芽率达到对照发芽率的50%的盐液浓度

种子耐盐极限浓度=发芽率达到对照发芽率的10%的盐液浓度

1.2.2  种子萌发过程中生理指标的测定

参考以上各处理种子发芽结果，用浓度分别为0.3%、0.6%、0.9%的NaCl、Na2SO4两种盐溶液处理，每个处理3次重复，每培养皿中放置1.5 g种子。培养皿置于25℃恒温培养箱内，用保鲜膜封紧。每天取样测定各生理指标，蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝G-250染色法，可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法，淀粉酶活力的测定采用3，5-二硝基水杨酸法[4]。

试验数据用DPS统计分析软件进行显著性检验（F检验）。

2  结果与分析

2.1  盐胁迫对鸡冠花种子萌发的影响

2.1.1  盐胁迫对鸡冠花种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响

种子发芽是植物生长发育的起点，保证较高的发芽势和发芽率是园林绿化的前提，同时种子的发芽势和发芽率也是检测种子质量好坏的重要指标[5]。种子发芽率的高低，是检验种子萌发的重要指标。发芽势是反映种子萌发速度的一个重要指标，发芽指数是发芽整齐度的直接体现。

盐胁迫下鸡冠花种子发芽的差异如表1所示。3种盐处理对鸡冠花种子的萌发均有不同程度的抑制作用，其发芽势、发芽指数均随浓度的升高而呈下降趋势，浓度越高抑制作用越强。但在Na2SO4和复盐的胁迫下，鸡冠花种子的发芽率呈先上升后下降的趋势，其中复盐0.3%，复盐0.6%，Na2SO40.3%，Na2SO40.6%的发芽率均略高于对照，除NaCl0.3% ，复盐0.3%，复盐0.6%，Na2SO40.3%，Na2SO40.6%，Na2SO40.9%处理外其他处理发芽率均极显著低于对照；NaCl0.9%，复盐1.2%，Na2SO41.8%处理种子发芽率仅仅为12.22%，1.11%，3.33%。发芽势除复盐0.3%处理外其他处理均极显著低于对照；Na2SO40.3%，Na2SO40.6%，复盐0.3%的发芽指数与对照差异不显著，其他处理均显著或极显著低于对照。说明盐处理使鸡冠花种子发芽速度降低，发芽不整齐。综合发芽率、发芽指数、发芽势各指标可以看出，3种盐对鸡冠花种子的萌发抑制影响大小依次为NaCl最大，復盐其次，Na2SO4影响最小。

2.1.2  盐胁迫对鸡冠花种子萌发进程的影响

与对照比较，除复盐0.3%外各种不同种类盐处理的种子，均降低了鸡冠花种子的萌发率，延迟了种子的初始萌发时间。3种盐对鸡冠花种子初始萌发时间整体趋势为随盐浓度的增大而往后推迟，其发芽速度和整齐度均比对照低。当盐浓度为0.9%水平时，种子初始萌发时间均比0.3%和0.6%盐水平推迟，但复盐和Na2SO4处理的鸡冠花种子仍能保持较高的发芽率，复盐的发芽率为45.55%，Na2SO4的发芽率为88.89%，而NaCl的发芽率仅只有12.22%（见表1）。在1.2%、1.5%高浓度盐水平下，鸡冠花种子萌发整齐度均比其低浓度盐处理要低，但其初始萌发时间并无太大差异，其中NaCl处理的种子则几乎一直处于未萌发状态。

根据各处理与对照的相对发芽率与盐浓度之间进行相关回归，得到回归方程（见表2），根据回归方程计算相对发芽率分别为75%、50%、10%时的对应盐浓度，从而计算耐盐适宜范围、耐盐半致死浓度、耐盐极限浓度。NaCl处理下其相关性达到显著水平，耐盐适宜范围为0.41%，耐盐半致死浓度为0.67%，耐盐极限浓度为1.10%；Na2SO4处理下其相关性达到极相关水平，耐盐适宜范围为0.73%，耐盐半致死浓度为1.12%，耐盐极限浓度为1.75%；复盐处理下其相关性达到极相关水平，耐盐适宜范围为0.55%，耐盐半致死浓度为0.86%，耐盐极限浓度为1.35%。

2.2  盐胁迫对鸡冠花种子萌发过程生理指标的影响

2.2.1  盐胁迫对鸡冠花种子萌发中蛋白质含量的影响

NaCl和Na2SO4两种盐处理下鸡冠花萌发种子中蛋白质含量随萌发时间呈先上升后下降的趋势，其中蛋白质的含量随盐浓度的升高而降低（见表3）。说明盐分胁迫抑制了蛋白质的水解，从而抑制了种子的萌发。

2.2.2  盐胁迫对鸡冠花种子萌发中可溶性糖含量的影响

可溶性糖是很多非盐生植物的主要渗透调节剂[6]，它也是合成其他有机溶质的碳架和能量来源，对细胞膜和原生质胶体亦有稳定作用，还可在细胞内无机离子浓度高时起保护酶类的作用[7]。NaCl和Na2SO4两种盐处理下鸡冠花萌发种子中可溶性糖含量随萌发时间呈先上升后下降的趋势，其中可溶性糖的含量随盐浓度的升高而降低，且含量均低于对照，且差异均达到显著水平（见表4）。说明淀粉在淀粉酶的作用下可水解为可溶性糖，盐处理使淀粉水解为可溶性糖的过程受阻，在不同浓度的盐胁迫下，淀粉水解受阻的程度也不同，同种盐浓度越高受阻程度越高。

2.2.3  盐胁迫对鸡冠花种子萌发中淀粉酶活力的影响

植物体内广泛存在的淀粉酶能将贮藏型碳水化合物淀粉水解成麦芽糖。植物组织中贮藏的淀粉只有水解成麦芽糖之后才能用于呼吸和转化为其他物质，而此水解过程正是在淀粉酶的催化下完成的。植物体内的淀粉酶有α-淀粉酶及β-淀粉酶两类，其中β-淀粉酶是组成酶，α-淀粉酶是诱导酶[8]。它们都可以将淀粉水解为麦芽糖。淀粉酶是种子萌发过程中最主要的水解酶类，而萌发初期起作用的又以α-淀粉酶为主。

由表5、表6可以看出，淀粉酶活力随处理时间逐渐达到较高水平，而后随着种子萌发又呈下降趋势。萌发初期淀粉大量分解，进一步发芽后α-淀粉酶作用底物减少，酶活性降低，此时分解淀粉的酶以β-淀粉酶为主。

萌发初期，各处理的α-淀粉酶活力呈上升趋势，NaCl0.9%和Na2SO40.9%处理下鸡冠花萌发种子中α-淀粉酶活力与对照无明显差别，其他处理α-淀粉酶活力的差异性均显著于对照，其中，Na2SO40.3%和Na2SO40.6%处理达到了极显著水平（见表4）。随着试验的进行，到试验后期，盐分胁迫抑制了鸡冠花种子中蛋白质的水解，淀粉的水解，使可溶性糖含量减少，所以各处理的α-淀粉酶活力呈急剧下降趋势，然后在一个水平上保持动态平衡。

在整个试验过程中，各处理的淀粉酶总活力呈先上升后下降的趋势。在胁迫前期，除Na2SO40.3%、Na2SO40.6%处理的淀粉酶总活力与对照差异不显著外，其他各处理均显著高于对照，其中3种浓度NaCl的处理与对照间达到了极显著水平（见表5）。随着胁迫时间的延长，到胁迫后期，除Na2SO41.2%处理外，其他处理的总酶活力均低于对照（见表6），这是由于Na2SO41.2%条件下生理进程缓慢，萌发速度较慢。随着盐处理浓度越大，淀粉酶总活力下降的程度越大，这可能是由于高浓度盐胁迫下种子的吸水受到影响，从而影响了种子的淀粉酶活性。

3  结论与讨论

1）盐处理使鸡冠花种子的发芽率、发芽势、发芽指数明显降低，随着盐浓度的增加，抑制作用增强；3种盐对种子萌发的抑制作用强度依次为NaCl＞复盐＞Na2SO4。盐处理使鸡冠花种子萌发的进程推迟。鸡冠花种子NaCl耐盐适宜范围为0.41%，耐盐半致死浓度为0.67%，耐盐极限浓度为1.10%；Na2SO4耐盐适宜范围为0.73%，耐盐半致死浓度为1.12%，耐盐极限浓度为1.75%；耐盐适宜范围为0.55%，耐盐半致死浓度为0.86%，耐盐极限浓度为1.35%。

2）盐处理对鸡冠花种子萌发过程中的物质能量代谢有一定影响。种子萌发过程需要大量能量和物质，这些能量和物质完全来源于贮藏物质的氧化分解、释放能量，而贮藏物质的分解需要大量酶的参与。盐分胁迫抑制了鸡冠花种子中蛋白质的水解，淀粉的水解，使可溶性糖含量减少，不能供给种子萌发需要的能量物质，因此抑制种子的萌发或推迟萌发进程。

参考文献：

[1]   徐恒刚.中国盐生植被及盐渍化生态治理[M].北京：中国农业科学技术出版社，2004.

[2]   史宝胜，刘冬云，孟祥书，等.NaCl、Na2SO4胁迫下盐蒿种子萌发过程中的生理变化[J].西北林学院学报，2007，22（5）：45-48.

[3]   阎秀峰，孙国荣，那守海，等.盐分对星星草种子萌发的胁迫作用.草业科学，1994，11（4）：27-31.

[4]   劉永军，郭守华，杨小玲.植物生理生化实验[M].北京：中国农业科技出版社，2005.

[5]   张翔，王文国，宗浩.铜尾矿对白车轴草种子萌发和幼苗生长的影响[J].种子，2007，26（6）：28-30.

[6]   赵可夫.植物抗盐生理[M].北京：中国科学技术出版社，1993.

[7]   张海燕，赵可夫.盐分和水分胁迫对盐地碱蓬幼苗渗透调节效应的研究[J].植物学报，1998，40（1）：56-61.

[8]   刘永军，郭守华，杨晓玲.植物生理生化试验[M].北京：中国农业科技出版社，2002.

（责任编辑：敬廷桃）