盐胁迫对蓝蓟种子萌发及早期幼苗的影响

庞克坚，宋占丽，赵晓英

(1.新疆拓殖生物科技有限公司，新疆乌鲁木齐830011;2.石河子大学生命科学学院，新疆石河子832003;3.新疆师范大学生命科学学院，新疆乌鲁木齐830054)

盐胁迫对蓝蓟种子萌发及早期幼苗的影响

庞克坚1，宋占丽2，赵晓英3

(1.新疆拓殖生物科技有限公司，新疆乌鲁木齐830011;2.石河子大学生命科学学院，新疆石河子832003;3.新疆师范大学生命科学学院，新疆乌鲁木齐830054)

研究了不同浓度盐(NaCl)处理对蓝蓟种子发芽势、发芽率及幼苗生长的影响。结果表明：(1)不同盐胁迫处理对蓝蓟种子的萌发具有显著影响。随着盐处理浓度的增加，发芽率呈下降趋势，蓝蓟在无盐环境(蒸馏水)和低盐环境中(0.05 mol/L)长势最好、发芽率最高、发芽速度最快。(2)将不同盐溶液处理5 d的未萌发种子转移到蒸馏水后，蓝蓟种子的萌发能力均可恢复，原来较高盐浓度(0.3 mol/L～0.5 mol/L)下的种子在恢复后，其萌发恢复率均在75%以上，发芽率基本上随着原浓度的升高呈上升的趋势。研究表明，NaCl处理对蓟种子没有造成伤害，其抑制萌发是通过渗透效应而不是离子毒害。

蓝蓟;盐胁迫;种子萌发;幼苗

蓝蓟(Echium vulgare L.)为紫草科蓝蓟属2年生草本植物，该属植物有40余种，主要分布于非洲、欧洲及亚洲西部。我国仅一种，分布在于新疆天山西部(伊犁地区)和阿勒泰的山地草原、河谷及山坡［1－2］。在民间其全草或花用于腹胃热解，热咳痰喘，食欲不振，头晕头痛等症的治疗［3］。蓝蓟花期长，耐旱、耐寒，是优秀的蜜源植物和园林化境绿化草种［4］，同时小坚果内富含多不饱和脂肪酸，是理想的化妆品和药品原料［5－6］。

新疆属于干旱半干旱地区，由于降水不足，淋溶作用弱，地下水的蒸发和蒸腾强烈或降雨给土壤带来的盐分［7］，使土壤发生盐渍化或次生盐渍化，NaCl是新疆土壤盐分的主要组成［8］。关于对蓝蓟的研究，国外有较多的探索，其中包括花蜜制品的安全性［9－10］、风媒传粉［11］、解剖结构、栽培利用及育种等领域。但是蓝蓟是否耐盐碱，是否适合在盐碱化土壤中生长，目前尚未见报道。所以，本实验是通过对野生的蓝蓟种子在不同NaCl浓度下萌发及早期幼苗生长状况的研究，探索蓝蓟是否适合在盐渍化土壤中生长，为新疆大面积盐碱土的利用和特有植物资源的开发提供理论依据。

1.1 实验材料

供试的蓝蓟种子采于新疆布尔津县。净选后采用籽粒饱满、均匀一致、无虫害的种子进行试验。

1.2 方法

1.2.1 盐胁迫对蓝蓟种子萌发的影响

在不同浓度的NaCl溶液中进行种子的盐分胁迫萌发实验，浓度梯度为 0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mol/L，共7个处理。将种子置于直径为90 mm的培养皿中，内铺2层滤纸(90 mm)。每组25粒，加NaCl溶液3 mL，每个处理3次重复。萌发实验于25℃光照培养箱(MGC－250)中进行。以长出2 mm胚根视为萌发。每日定时称重并补充蒸发的水分，使各处理组盐浓度维持不变，发芽周期为5 d。

1.2.2 盐胁迫对蓝蓟早期幼苗生长的影响

第5天种子萌发稳定后，把未萌发的种子，转移到蒸馏水中继续培养5 d，观察不同盐处理的种子的萌发恢复情况，并计算萌发恢复率，测量胚轴、胚长度。

1.2.3 测定指标

萌发率(%)=发芽终期正常发芽粒数/播种总数×100%

萌发指数(GI)=∑(Gt/Dt)。Gt为t时间内发芽种子粒数，Dt为相应发芽天数。

简化活力指数=发芽指数×平均苗长(cm)。萌发恒定时各盐浓度的种子的胚根、胚轴的平均长度。

试验数据采用Excel处理后，用Excel作图，并使用SPASS13.0统计软件对NaCl浓度和萌发率进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对蓝蓟种子萌发的影响

2.1.1 盐胁迫对蓝蓟萌发率的影响

表1 NaCl处理对蓝蓟种子萌发的影响(MEAN±SE)

由表1可以看出：

(1)蒸馏水中蓝蓟种子发芽率为94.67%，0.05 mol/L的NaCl处理对蓝蓟种子的发芽率开始有抑制作用，随着处理浓度的升高，抑制效应显著增强。0.2 mol/L的NaCl溶液中发芽率不到50%。在0.1 mol/L～0.2mol/L时，下降幅度最大，说明0.1 mol/L以上的盐浓度对蓝蓟种子萌发影响最大。在NaCl浓度为0.40 mol/L和0.50 mol/L时，萌发率最低。由此可知，蓝蓟种子发芽的最适宜环境是无盐环境或低盐环境。

(2)发芽指数则反应了种子萌发的速度，发芽指数大表明发芽速度快。由图1我们可以看出发芽指数同发芽率一样也随着NaCl浓度的增加而下降，但下降幅度较大，当盐浓度大于0.10 mol/L时，与对照相比，下降率就达70%以上。整体上看，蓝蓟在蒸馏水中发芽速度最快。

2.2 盐胁迫对蓝蓟早期幼苗的影响

表2 盐胁迫对蓝蓟早期幼苗生长的影响(MEAN±SE)

(1)分别对蓝蓟种子萌发5 d后的胚根长度、胚芽长度进行测定，测定结果见表2。从表2可以看出，NaCl盐溶液对蓝蓟胚根、胚芽的生长都有抑制作用，在不同浓度的NaCl盐胁迫下，蓝蓟幼苗胚根、胚芽长度都较蒸馏水中短。不同的是对胚芽的抑制作用明显大于对胚根的抑制作用，随着胁迫时间的延长，在较高NaCl浓度下，蓝蓟幼苗胚根缩短。由表2可知，当NaCl浓度达到0.30 mol/L时，第5天蓝蓟幼苗的胚根长度是0.14 cm，比对照组短6.97 cm，当NaCl浓度达到0.4 mol/L和0.5 mol/L时，胚根、胚芽不伸长。

(2)简化活力指数反应了种子萌发的整齐度，简化活力指数大表明幼苗长势好。由表2我们可以看出活力指数同发芽率一样也随着NaCl浓度的增加而下降，但下降幅度较大，当盐浓度大于0.10 mol/L时，与对照相比，下降率就达99%以上。整体上看，蓝蓟在蒸馏水中幼苗长势最好。

2.3 盐胁迫解除后蓝蓟的萌发及早期幼苗生长情况

从图1和图2可以看出：

(1)NaCl胁迫解除后，蓝蓟种子的萌发能力均可恢复，其发芽率基本上随着浓度的升高呈上升的趋势。在盐胁迫解除后，对照组的蓝蓟种子发芽率为0。在原 0.20 mol/L、0.30 mol/L、0.4 mol/L、0.5 mol/L盐溶液处理的不萌发的种子在盐胁迫解除后的发芽率分别达 49.66%、81.01%、76.67%、78.22%。从整体上看，不萌发的种子在胁迫解除后仍具有较高的萌发力。

(2)盐胁迫解除后，除0、0.05 mol/L盐胁迫处理以外，蓝蓟的胚根长度都大于5 cm，胚轴长度大于0.8 cm。在0.20处理过的胚根和胚轴最长，为7.06cm以及1.01 cm。胚轴、胚根基本上随着盐浓度的升高而上升。这说明经盐处理后，二者的耐盐能力得到锻炼。所以胚根、胚轴的恢复能力增强。

3 结论

通过盐胁迫对蓝蓟种子萌发影响得出以下结论：

3.1 种子萌发率随NaCl溶液浓度的增大而下降，种子发芽受到抑制。蓝蓟种子萌发最好的条件是在无盐环境中或低盐环境。

3.2 盐胁迫对蓝蓟种子的萌发未产生永久抑制作用。盐胁迫解除后，种子萌发率随着NaCl溶液浓度的增大逐渐升高，大于0.20 mol/L NaCl溶液中，萌发恢复率大于70%。经盐处理后，胚轴、胚根的耐盐能力得到锻炼。

4 讨论

大多数实验证明盐生植物的种子在蒸馏水中萌发得最好，随着盐度的升高，萌发率逐渐下降，直到完全被抑制，但多数植物的种子在转入淡水中后能够恢复活力。这一现象表明，在高盐溶液中，是低水势(渗透效应)抑制了种子萌发，而渗入种子中的离子在种子转至蒸馏水中时又使其内部渗透势相对降低(离子效应)，因而促进种子吸水，加速种子萌发。若盐溶液浓度过高，超过种子耐受限度或盐离子本身对种子有毒害作用，则可能造成永久性毒害，使种子完全丧失活力。

蓝蓟种子在蒸馏水中萌发率为94.67%，从NaCl浓度≥0.20 mol/L开始，蓝蓟种子萌发率逐渐下降，到0.50 mol/L时，种子萌发率只有2.67%。这与大多数种子盐胁迫结果相似，盐分对种子萌发起抑制作用，并且发芽率与盐分浓度呈显著负相关。

当蓝蓟种子解除盐胁迫复水后，在原来高浓度盐溶液中不萌发的蓝蓟种子，其萌发恢复率基本上随原NaCl溶液浓度的增大逐渐上升，在0.20 mol/L～0.50 mol/LNaCl溶液处理的不萌发的种子在盐胁迫解除后的萌发率分别达 49.66%、81.01%、76.67%、78.22%。说明其蓝蓟没有受到离子毒害，NaCl抑制萌发主要是通过渗透胁迫。从整体上看，不萌发的种子在胁迫解除后仍具有较高的萌发力。说明盐胁迫对蓝蓟种子的萌发未产生永久抑制作用。这一结果与梭梭(Aeluropus lagopides)、灰绿黎(Chenopodium glaucum)、盐地碱蓬(S.salsa)种子等的结果一致［12－14］。自然条件下，当土壤盐分浓度大于蓝蓟种子萌发的忍受范围时，蓝蓟种子因萌发被抑制而保留在土壤中，但当春秋季节降雨、融雪发生时，导致土壤表面的盐分随降水而浓度降低，这时种子可迅速萌发并成功定植。这种生态适应性有利于蓝蓟群落的更新。快速萌发和恢复萌发是蓝蓟适应高盐环境的重要机制。

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Effects of Salt Stress on Germination and Seedling Growth of Echium vulgare L.

Pang Kejian1，Song Zhanli2，Zhao Xiaoying3
(1.Xinjiang Expansion Biotech Co.，Ltd.，Urumqi 830000，China;2.College of Life Sciences，Shihezi University，Shihezi 832003，China;3.College of Life Science，Xinjiang Normal University，Urumqi 830054，China)

The effects of NaCl at different concentrations on the germination vigor，germination rate and seedling growth of Echium vulgare L.were studied.The results revealed that：(1)Treating with different salt concentrations exerted notable influence on seed germination of Echium vulgare L..Its germination rate decreased with the increase of salt concentrations.However，blueweed could grow healthy in saltfree or low salt concentration of 0.05 mol/L conditions，with the highest germination rate and fastest germination speed.(2)After treating with different concentrations of salt for five days，seed germination of blueweed got recovered after transferring to distilled water.Treated with higher salt concentrations of 0.3 mol/L －0.5 mol/L，its seed germination recovery rate could be more than 75%and，the germination rate rose with the original salt concentration basically.Further research showed that NaCl treatment would not cause damage to blueweed＇s seeds，and it inhibited the seed germination by penetration rather than by ion＇s poison effect.

Echium vulgare L.;salt stress;germination;seedlings

R931.2

A

1006－9690(2012)05－0037－04

10.3969/j.issn.1006－9690.2012.05.0010

2011－11－10

乌鲁木齐高新区创业孵化专项(2008CHYFH14);新疆师范大学珍惜濒危物种保护生物学重点实验室资助。

庞克坚(1965－)男，山东巨野人，生药学专业，高级工程师，研究方向为中药资源学。E－mail：arnebia@hotmail.com