外界因素对苦马豆种子萌发及幼苗生长的影响

刘红玲，庄丽，齐晓丽，夏军，李予霞

（1石河子大学师范学院，石河子832003；2石河子大学生命科学学院，石河子832003）

外界因素对苦马豆种子萌发及幼苗生长的影响

刘红玲1，庄丽2，齐晓丽2，夏军2，李予霞2

（1石河子大学师范学院，石河子832003；2石河子大学生命科学学院，石河子832003）

为了全面了解新疆苦马豆种子萌发特性，为其繁育和人工种植提供研究基础，研究了光照、温度、NaCl、激素对苦马豆（Sphaerophysa salsula）种子萌发的影响及苗期盐胁迫对幼苗生长的影响。结果表明：苦马豆种子萌发率在光照与黑暗之间无显著差异；35℃为其最适发芽温度；低浓度NaCl（≤0．4%）能促进苦马豆种子萌发，且随NaCl浓度增加，发芽率呈上升趋势，NaCl浓度为0．4%，发芽率高达30%，而NaCl盐浓度为2．8%时，其种子仍可萌发；5μmol／L的IAA处理的种子发芽率最高，发芽率达33．2%，其次是10μmol／L的2，4－D，发芽率达32．6%，10μmol／L的萘乙酸，发芽率达26．6%，10μmol／L的赤霉素，发芽率达26%；NaCl胁迫下，苦马豆叶片中脯氨酸和丙二醛在60h内均有1个急剧增加的过程。

苦马豆；光照；温度；NaCl；激素

苦马豆又名羊尿泡、马尿泡，矮小灌木，属豆科苦马豆属，是干旱和半干旱地区重要的豆科植物，具抗逆性强、防风固沙的作用，而且还具备较高的药用价值。

苦马豆在新疆的干旱地区有广泛分布，同时其富含苦马豆素、黄酮苷等成分，对中枢神经系统、外周血管及免疫系统有药理活性，而对牲畜具有一定的毒副作用［1－6］。

目前，关于其药用成分和药用价值的报道较多［1－4］，而关于其萌发及人工种植的报道较少［7］。本研究对苦马豆种子的萌发所必需的基本条件进行分析，以期为其种子繁育提供必要依据和方法，为大规模种植和开发利用提供参考。

1 材料与方法

1．1 实验材料

苦马豆种子于2009年4月采收于新疆石河子市郊区，千粒重为4．535g。

1．2 方法

1．2．1 种子萌发处理

用0．1%HgCl对种子进行消毒10min，无菌水将其冲洗干净，并用滤纸擦干其表面水分。播入垫有2层纱布1层滤纸的培养皿中，每皿50粒种子。以胚根突破种皮为发芽标准，统计发芽种子数，计算其发芽率［3］。

光照处理：3皿1组，共2组，分别置于黑暗和自然光处室温培养，每天定时补足水至初始水量。

温度处理：分别于15、20、25、30、35、40℃条件下萌发，每一温度重复3次，光照时间为14h／10h。

NaCl处理：0（CK）、0．1%、0．2%、0．4%、

0．8%、1．6%、2．0%、2．4%、2．8%9个浓度梯度，将1g琼脂加上100mL已配制成所需浓度的NaCl溶液中混合加热，配制成琼脂半固体培养基，并将消毒处理后的50粒种子的胚的一端竖直插入培养基中，在室温下培养。

激素处理：选饱满、成熟的种子，在培养皿中放人3层滤纸为发芽床，分别加入14mL浓度分别为5 、10 、20、1000μmol／L的 NAA、GA3、IAA、2，4－D溶液浸湿，将种子均匀摆放入，加盖，以加入相同量蒸馏水为对照，置于光照培养箱内，培养条件为温度（28±0．5）℃ ，相对湿度80%，黑暗培养，进行萌发实验，保持滤纸湿度，以胚根突破种皮2mm以上，在室温条件下用浓度为0．1%浸种12h，蒸馏水作对照（CK），每处理50粒种子，重复3次。浸种结束后，蒸馏水冲洗种子3～5次，播种。

1．2．2 幼苗期盐胁迫处理

当苦马豆植株第4片真叶长出时，将其划分为20个组，每组植株5棵，将1～5组为对照组，6～20组为实验组，再分别用配好的100mL 1．6%NaCl溶液对6～20组的植株进行盐胁迫处理。

1．2．3 测定项目及方法

NaCl胁迫处理开始前取样1次，以后每12h取样1次。脯氨酸含量测定参照磺基水杨酸法［8］、丙二醛含量的测定参照硫代巴妥酸法［9］。

2 结果与分析

2．1 光照对苦马豆种子萌发的影响

不同植物种子的萌发对光照具有不同的要求。许多荒漠植物的种子，在光照和黑暗条件下均能萌发，一般黑暗中萌发较光好。

本实验中，黑暗条件下，苦马豆种子的发芽率为18．67%，自然光条件下的发芽率为22%，方差分析结果表明光照与黑暗之间无显著差异。

2．2 不同温度对苦马豆种子萌发的影响

由图1可知，由于温度过低，20℃以下种子不萌发；在25℃以上，随着温度的增加，种子发芽率迅速升高，35℃时达36%，＞35℃时发芽率急剧降低，因此，35℃为苦马豆发芽的最适宜温度。

图1 不同温度对苦马豆种子萌发的影响Fig．1The influence of different temperature on seeds germination

2．3 NaCl胁迫对苦马豆种子萌发的影响

由图2可知，低浓度NaCl（≤0．4%）能促进苦马豆种子的萌发，随NaCl浓度增加，发芽率呈上升趋势，NaCl浓度为0．4%，发芽率高达30%，比对照增加了69．26%；NaCl浓度＞0．4%时，随着 NaCl浓度增加，发芽率呈降低趋势，尤其是NaCl浓度＞1．6%时，种子的发芽率急剧下降。NaCl盐浓度为2．8%时，种子仍可萌发。

图2 不同浓度NaCl对苦马豆种子萌发的影响Fig．2The influence of different concentrationof NaCl on seeds germination

2．4 激素对苦马豆种子萌发的影响

不同浓度激素处理大苦马豆种子发芽率见表1。

由表1可知，在5μmol／L和10μmol／L浓度下NAA、GA3、IAA、2，4－D浸种处理均能提高苦马豆种子的发芽率，其中 NAA、GA3、2，4－D在10μmol／L时发芽率最高，IAA在5μmol／L浓度时发芽率最高。在20μmol／L浓度下，4种激素均降低了苦马豆种子的发芽率。而在1000μmol／L浓度下发芽率均为零。其中，5μmol／L IAA处理的种子发芽率最高，发芽率达33．2%，较CK提高了81．39%；其次是10μmol／L 2，4－D，发芽率达32．6%，较CK提高了77．91%；再次是10μmol／L的萘乙酸，发芽率达26．6%，较CK提高了54．65%；10μmol／L的赤霉素为最低处理为26%，较CK提高了51．16%。

表1 不同浓度激素处理下苦马豆种子发芽率Tab．1The seeds germination percent on different treatments with different concentrations of hormones

选取不同激素最适浓度下的发芽率进行方差分析，结果（图3）表明：不同的激素处理后与对照间存在显著差异，生长素和2，4－D与对照间差异极显著，萘乙酸与对照间差异显著，而赤霉素与对照间差异不显著。

图3 最适浓度下不同激素对苦马豆种子萌发的影响Fig．3The influence of the best concentration of different hormones on seeds germination

2．5 NaCl胁迫对幼苗叶片脯氨酸含量的影响

脯氨酸是分布最广的一种相容渗透剂，在植物对盐胁迫的适应中具有重要作用。NaCl胁迫对幼苗叶片脯氨酸含量的影响结果见图4。

由图4可知，在24h内，苦马豆体内脯氨酸含量基本保持不变，在24h时开始逐渐增加，到36h时开始急剧增加，48h时增加的趋势开始减缓，在60h时苦马豆体内的脯氨酸含量还在不断增加，此时脯氨酸含量已经是开始时含量的2．5倍。这说明在60h内，苦马豆通过增加叶片中脯氨酸含量来维持渗透平衡。

图4 NaCl胁迫处理对苦马豆幼苗体内脯氨酸含量的影响Fig．4The impact of salt stress treatment to praline content in the body of seedlings Swainsonine

2．6 NaCl胁迫对幼苗叶片丙二醛含量的影响

丙二醛是细胞膜受破坏的一种产物，其含量的多少标志着细胞膜受破坏程度的大小，其升高与下降的原因是：体内细胞的渗透调节是植物对适应盐碱性的表现。

NaCl胁迫对苦马豆幼苗叶片丙二醛含量的影响结果见图5。由图5可知，丙二醛的含量逐渐增加，12 h时丙二醛含量急剧增加，36h时达最高点9．043×10－2μg／g，此时丙二醛的含量比对照高21．6倍。36 h时开始急剧下降，在48h时下降幅度变缓。

图5 NaCl胁迫处理对苦马豆幼苗中丙二醛含量的影响Fig．5The impact of salt stress treatment on MDA content of seedlings Swains onine

3 讨论

不同植物种子的萌发对外界环境条件要求不尽相同，只有小部分的植物如黑沙蒿［10］种子的萌发是严格需要光照的，大部分荒漠植物的种子不论在光照下还是黑暗中均能萌发。苦马豆种子无论在光照或黑暗条件下均能萌发，黑暗条件下平均发芽率为18．67%，在自然光处平均发芽率为22%，而且二条件下萌发率无显著差异。因此，光照对苦马豆种子萌发无明显促进作用。不适当的温度会不同程度地危害植物的形态、结构和功能。超出最适温度范围可使酶失活，从而使种子失去萌发力。本实验条件下苦马豆种子萌发的最适温度为35℃，温度过高（＞40℃）或过低（≤20℃），种子均不会萌发。

多数盐生植物在盐胁迫下萌发受到抑制，在无盐条件下萌发最好［11］。尽管大多数研究认为，盐胁迫对种子萌发具有显著的抑制作用，但关于低浓度促进萌发也有报道［2－14］。本研究的结果显示，低NaCl胁迫有利于苦马豆种子的萌发，盐胁迫下该种子发芽率最适的NaCl浓度为0．4%，为0．1%～1．6%时，均有利于种子的萌发，高浓度盐胁迫下种子萌发明显受到抑制，但在2．8%的NaCl胁迫下，种子仍可萌发，说明苦马豆耐盐性较强，低盐浓度相对有利于其萌发。

外源激素可以影响种子的萌发、休眠，但不同激素种类对不同的植物种子外源植物激素可提高种子发芽率，这已在蔬菜、果树、作物上得到了广泛应用［9］，不同激素对苦马豆种子发芽率的影响的结果表明，NAA、GA3、IAA、2，4－D浸种处理均能提高苦马豆种子的发芽率。其中，IAA处理的种子发芽率最高，其次是2，4－D，再次是萘乙酸，赤霉素最低。

植物盐分胁迫下，体内代谢调节物，如脯氨酸、丙二醛、可溶性糖、抗坏血酸、多元醇、植物激素均变化明显，使植物在逆境下增强渗透调节能力［15－16］，尤其是脯氨酸，现已将其作为重要的抗盐的生理指标之一。本试验的结果显示，在NaCl胁迫60h内，苦马豆幼苗中丙二醛含量的减少与脯氨酸含量的增加存在明显的相关性，苦马豆通过增加叶片中脯氨酸含量来维持渗透平衡，从而表现出了一定的抗盐性。

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Effects of Several Different Facts on the Germination
of the Seeds and the Seeding Growth of Sphaerophysa salsula

LIU Hongling1，ZHANG Li2，QI Xiaoli2，XIA Jun2，LI Yuxia2
（1Teachers College，Shihezi University，Shihezi 832003，China；2Life Science College，Shihezi University，Shihezi 832003，China）

This research is to offer the groundwork for seeding，breeding and planting of Sphaerophysa salsula after studying the effects of the light，temperature，NaCl，hormone on the germination of the seeds and the seeding growth of it．The results showed that the germination of the seeds is not influenced by light and 35℃is the best temperature to germinate．The low concentration of NaCl（≤0．4%）can improve in the germination rate of the seeds and with the increase the concentration of NaCl the germination rate also shows a increase trend．The best germination concentration is 0．4%，at this concentration the germination rate can be up to 30%，at the 2．8%concentration the seeds still can germinate；the highest germination is treated by 5μmol／L of IAA，the germination rate is 33．2%．Next is treated by 10μmol／L of 2，4－D，the germination rate is 32．6%．Againit is treated by 10μmol／L of NAA，the germination rate is 26．6%．The lowest germination is treated by GA3，the germination rate is 26%；There is a rapid increase in the praline and malondialdehyde under the salt stress within 60hours．

Sphaerophysa salsula；light；temperature；NaCl；hormone

S330．2

A

2010－02－13

国家科技支撑计划项目（2006BAD26B0901）

刘红玲（1978－），女，讲师，从事植物生物化学与基因工程研究；e－mail：liuhongling＠shzu．edu．cn。

李予霞（1970－），女，高级实验师，从事植物生物化学研究。