“故城三豆”种子萌发耐盐性研究

平海涛，刘晓庆

(衡水学院 生命科学学院，河北 衡水 053000)

“故城三豆”种子萌发耐盐性研究

平海涛，刘晓庆

(衡水学院 生命科学学院，河北 衡水 053000)

对不同盐胁迫条件下的河北故城三豆：红豆、黑豆和绿豆种子萌发的发芽率、相对发芽率、发芽指数、下胚轴长、根长进行了测算，分析了耐盐质量浓度，耐盐半致死质量浓度，耐盐极限质量浓度和各指标的隶属函数，综合评价了“故城三豆”的耐盐性．在盐胁迫下，总体趋势是各指标随 NaCl质量浓度的升高而下降，但不同种反应不同．综合分析得出耐盐性强弱顺序为：绿豆＞红豆>黑豆．

红豆；黑豆；绿豆；耐盐性

“故城三豆”是指河北故城生产的“冀红小豆五号”红豆、“青仁乌豆”黑豆与“冀绿七号”绿豆，均为豆科豆属．故城依托当地宜杂粮生产的生态环境，其特产“故城三豆”远销海内外．战国时期的著名医学家扁鹊的著名处方三豆饮的主要原料就是这三种豆，三豆饮有助于活血解毒，保养皮肤；主治水肿胀满脉数而虚细，小便不利，不堪行水者．“故城三豆”作为河北乃至中国的重要的杂粮作物，不但具有较高的营养价值和药用价值，还具有固氮作用，能提高土壤的肥力．然而，土壤的盐渍化问题已日趋威胁着有限的土壤资源，我国约有盐碱地660万hm2[1]，土地盐碱化成为影响农业生产的最严重问题之一．

本实验采用不同质量浓度 NaCl对“故城三豆”进行盐胁迫处理，以研究盐胁迫对三豆的萌发生长及抗性的差异性，旨为“故城三豆”的推广种植提供依据．

1 材料方法

1.1 供试材料

故城三豆“冀红小豆五号”红豆，“青仁乌豆”黑豆，“冀绿七号”绿豆．供试盐为分析纯NaCl．

1.2 实验方法

供试种子分别用3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 g/L 7个NaCl质量浓度梯度处理，以蒸馏水为对照组．每处理播种30粒，各设3个重复．处理方法：取直径90 mm的洁净玻璃培养皿，均匀放置3种种子各30粒(挑选大小一致籽粒饱满种皮完好的种子，播种前用0.1%氯化汞消毒10 min)，加入适量的不同质量浓度的处理溶液，盖上皿盖，于 24 ℃恒温培养．每 24 h更换相应的溶液并记录发芽数，连续两天的新发芽种子数为零时结束记录．测量下胚轴和胚根长度，每个随机处理测量10株，3次重复．之后将测量过的幼苗至于80 ℃的烘干箱中干燥，当两次测量结果相差小于0.01 g时结束．

1.3 指标的计算

发芽率=(最终发芽种子数/供试种子数)×100%；相对发芽率=(某处理发芽率/对照发芽率)×100%；发芽指数GI=∑(Gt/Dt) (Gt为第t天的发芽数，Dt为天数)．

1.4 耐盐性分析方法

1) 耐盐分析方法．耐盐质量浓度：发芽率达到对照组发芽率和发芽指数达对照组发芽指数的 75%时的发芽率所对应的 NaCl质量浓度为耐盐质量浓度；耐盐极限质量浓度：发芽率达到对照组发芽率 10%时的相应盐质量浓度；耐盐半致死质量浓度：发芽率达到对照组发芽率 50%时的相应盐质量浓度．活力指数=相对发芽率×生物量．

2) 综合评价法．利用模糊数学中的求隶属函数的方法[2]．进行各指标抗盐性综合评价．其公式为：A:xij=(xij－xjmin)/(xjmax-xjmin), B:1－(xij－xjmin)/(xjmax－xjmin), C:∑xij/n，其中：Xij表示 i种类 j指标的抗盐隶属函数值，Xmin和Xmax分别表示各种类指标的最大和最小测定值，如果抗性指标测定值与抗性呈正相关用A式，反之用B式．n表示抗性测定指标总和．先求出各个抗盐指标在不同盐质量浓度下的隶属值，再把每一指标在不同盐质量浓度下的隶属值累加求平均值，最后再将各品种不同抗盐指标的隶属值累加求其平均值，平均值越大则表明其抗盐性越强．

3) 数据统计分析．采用Excel软件作图和spss V18.0统计分析软件分析．

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对种子萌发的影响

由表 1可知，整体上三豆相对发芽率都随 NaCl质量浓度的上升而下降，其中低质量浓度 NaCl对绿豆的最终发芽数没有影响．观察发现，第二天时绿豆都已经达到了最终发芽数，而在第4天红豆和黑豆达到了最终发芽数，且在第2天与第3天之间有一个发芽暂停的过程．全过程中3种豆的发芽都没有受到NaCl的影响而延长发芽时间．

由表1可知，低质量浓度NaCl对绿豆的发芽率没有影响，当质量浓度超过3 g/L发芽率则随着NaCl的质量浓度升高而下降可见高质量浓度的 NaCl影响了绿豆种子的发芽率．红豆和黑豆则是随着 NaCl质量浓度的上升而发芽率下降．低质量浓度的 NaCl就会对黑豆和红豆的发芽率产生影响．这可初步看出绿豆在发芽方面的耐盐性要高于黑豆和红豆．

表1 盐胁迫下的三豆相对发芽率比较

2.2 盐胁迫对种子耐盐程度分析

表2 三豆的耐盐程度分析

本实验采用发芽率达到对照组发芽率[3]和发芽指数[4]达对照组发芽指数的75%时的发芽率和发芽指数所对应的NaCl质量浓度为耐盐质量浓度，50%时的质量浓度为半致死质量浓度，10%的质量浓度为耐盐极限质量浓度．

对红豆、黑豆和绿豆的发芽率进行回归分析，三豆的数据中均为三次函数的方程的R2值最高．三豆的发芽率与质量浓度整体上呈负相关．

2.3 盐胁迫对下胚轴和根长度的影响

由观察可知，NaCl质量浓度的增大对绿豆的下胚轴和胚轴存在着较严重的抑制，6 g/L的NaCl在一定程度上较3 g/L更有利于根的伸长，但远低于对照组的长度之后随着质量浓度的升高根的长度减少，下胚轴整体上和NaCl的质量浓度呈负相关．黑豆的下胚轴和根的情况和绿豆相似．低质量浓度的NaCl对红豆的下胚轴的伸长有促进作用，以9 g/L的促进作用最强，当NaCl质量浓度达到12 g/L时对下胚轴的长度起到较大的抑制作用，当NaCl质量浓度达到15 g/L时长度降为零．对根的抑制总体上与NaCl质量浓度呈负相关．

2.4 耐盐综合评价

通过对三豆的发芽率，发芽指数，根的长度的抗盐性的隶属值总平均值大小进行综合分析(见表 3)，综合评价其耐盐性．由表3知，绿豆的耐盐性最强，红豆次之，黑豆最差．

表3 三豆耐盐性综合比较

3 结论与讨论

由以上可知，“故城三豆”总体上是随着 NaCl升高而导致了发芽率、发芽指数的下降，但在较低的质量浓度下对绿豆的作用不明显，说明绿豆种子具有一定的适应性．有人[5]认为，高质量浓度的 NaCl胁迫下，种子发芽显著降低，这可能是由于高质量浓度的 NaCl毒害作用，使细胞的渗透调节作用、膜脂和脂肪酸的组成及生理代谢酶活性等方面产生不良影响所致．也有人[6]认为，植物在盐胁迫后，质膜会发生一系列的协变，其组分、透性、运输、离子流等都会受到影响而发生变化，从而损害膜的正常生理功能，进而影响细胞的代谢作用，使得植物代谢过程发生协变，细胞的生理功能受到不同程度的破坏．较低盐质量浓度对红豆种子的下胚根伸长有一定的促进作用．可以认为 NaCl对三豆种子的萌发存在着多方面的抑制如发芽率、发芽指数、胚根长和下胚轴长等．最后通过隶属函数的综合评价法得出三豆的抗盐性：绿豆＞红豆＞黑豆．本文仅以 NaCl作为盐胁迫条件，但实际环境中土壤多为复合盐，故“故城三豆”在实际土壤盐分胁迫下的变化趋势是否与本实验结论一致还需进一步的探讨．

(指导教师：芦站根)

[1] 刘太林.不同大豆品种种子萌芽期的耐盐性[J].大豆科学,2009,28(5):837-841.

[2] 陈德明.盐渍条件下小麦抗盐性的隶属函数值评价[J].土壤学报,2002,39(3):368-374.

[3] 穆艳丽.不同油葵品种种子萌发期的耐盐性研究[J].北方园艺,2009(5):26-30.

[4] 王征宏.盐胁迫下紫花苜蓿种子的萌发特性[J].河南科技大学学报:自然科学版,2006,27(1):67-69.

[5] 程大友.氯化钠胁迫下甜菜种子的萌发[J].中国糖料,1996(2):21-23.

[6] INZE D, MONTAGA M V. Oxidative stress in plants[J].CurrentOpinion in Biotechnology,1995 (6):153-158.

Abstract:An observation was made on the seed germination of three kinds of beans (Phaseolus angularis, Glycine max var.and Phaseolus radiatus) produced in Gucheng under different NaCl stress conditions. The germination percentage, the relative germination percentage, germination index, hypocotyl length and radicle length were calculated. The salt-tolerance characteristic and membership function for a comprehensive evaluation were researched with salt concentration, semi-lethal salt concentration, and the limit salt concentration. Under the condition of salt stress, the overall trend was that the germination percentage, seed potentiality, germination index and root growth of three kinds of seeds had declined with increasing salt content. The reaction of different varieties was different under salt stress. The results showed that the salt tolerance of three kinds of seeds was: Phaseolus radiatus> Phaseolus angularis＞ Glycine max var.

Key words:Phaseolus angularis; Glycine max var.; Phaseolus radiatus; salt- tolerance characteristic

(责任编校：李建明英文校对：李玉玲)

Salt Tolerance of Three kinds of Beans Produced in Gucheng at Germination Stage

PING Hai-tao, LIU Xiao-qing

(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

Q945.34

A

1673-2065(2011)01-0068-03

2010-10-05

平海涛(1987-),男,河北张家口人,衡水学院生命科学学院2007级生物科学专业本科生;

刘晓庆(1987-),女,河北盐山人,衡水学院生命科学学院2007级生物科学专业本科生.