不同来源野生狼尾草种子生活力和抗盐性鉴定

，，

(湖南农业大学农学院，长沙 410128)

2012-10-16

*通信作者，Email:zzf0917@yahoo.com.cn。

农业部科技项目。

不同来源野生狼尾草种子生活力和抗盐性鉴定

陈甜，蒋锦鹏，张志飞*

(湖南农业大学农学院，长沙 410128)

在实验室条件下，对10种不同来源的野生狼尾草种子进行NaCl溶液的盐胁迫萌发试验，结果表明：狼尾草具有较高的生活力和较强的耐盐性，10种不同来源的狼尾草中YJ2的生活力最高；随NaCl浓度的增加，狼尾草种子的发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数均有不同程度的下降，并且NaCl浓度越高下降趋势越大；种子的平均发芽时间随NaCl浓度的增加而变长；苗高和根长随NaCl浓度的增加受抑制的程度增加；随NaCl浓度的增加，解胁迫后10种不同来源的狼尾草种子的发芽率呈下降趋势。供试的10种狼尾草耐盐性由强到弱依次为: YJ2>ZJ>ST>FX>LM2>DS>YJ1>LM1>DT>JZ；狼尾草种子萌发时的耐盐半致死浓度在0.6%～1.0%之间，致死浓度在1.0%～1.2%之间。

狼尾草；种子；生活力；抗逆性；盐胁迫

狼尾草[Pennisetumalopecuroides(L.) Spreng]是禾本科狼尾草属多年生草本植物，秆丛生，直立，花序以下密生柔毛，叶片长10～80 cm，宽2～6 cm，圆锥花序。分布于热带和亚热带，全世界约有80种，多数原产于非洲。在我国的东北、华北、华东、中南及西南各省均有分布，主要分布于田野、荒地、山坡，而其在我国的栽培只在上海、北京等地有进行[1～3]。

近年来很多地区都开始重视对狼尾草属草种的研究，但基本集中于狼尾草的引种、生物学特性、园林绿地建设和牧草栽培中的应用形式以及实用性评价[4]，野生狼尾草种子生活力和种子抗盐性及其生理响应研究未见报道。因此，对野生的狼尾草种子生活力和抗盐性做初步的研究，加速其引种驯化和新品种选育，对促进狼尾属植物的广泛应用具有十分重要的意义。

本试验以从湖南省采集的不同来源的野生狼尾草种质资源为试验材料，以不同浓度的NaCl溶液模拟盐胁迫，比较不同来源狼尾草种子的生活力，分析狼尾草种子在盐胁迫条件下的萌发情况，筛选出种子生活力强和抗盐性强的生态型，为后期抗盐性育种研究提供实验材料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本实验根据狼尾草的生理生长状况，在狼尾草种子完熟的时节分别从不同生境(路旁、田边、溪边等)下进行采集、处理、筛选。最终所选的10种试验材料详细信息如表1所示。

表1 供试材料信息表

1.2 试验方法

1.2.1 NaCl溶液盐胁迫处理试验

供试草种消毒：待试种子在50%的多菌灵可湿性粉剂(江苏省镇江农药厂)500倍液浸泡10 min，取出备用。

依照GB/T 2930.4-2001牧草种子检验规程中的发芽试验规程，发芽床采用滤纸法。将消毒后的种子采用10×6二因子设计不同来源种子和不同浓度的NaCl溶液(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%)进行NaCl胁迫发芽试验。对照为蒸馏水处理种子。每处理重复4次，每处理种子30粒。于人工气候箱中(23℃，16 h，光照/26℃，8 h，黑暗)进行变温培养。逐日观察记载发芽种子数并补充所蒸发的水分。 自试验种子第一颗发芽起每24 h统计发芽种子数。待发芽完全时分别随机取出各供试狼尾草幼苗，测量其根长和苗高。

待种子完全发芽后将浓度分别在0.8%、1.0%、1.2% NaCl溶液下未发芽的狼尾草种子解胁迫并随机各取出50粒在蒸馏水下放入人工气候箱中继续培养，每24 h统计发芽种子数，待发芽完全计算其发芽率。

1.2.2 指标测定方法

计算每个处理的种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数和相对活力指数。

发芽率=[发芽种子数/总种子数]×100%(发芽开始前9 d内)

发芽势=[发芽种子数/总种子数]×100%(发芽开始前5 d内)

发芽指数=ΣGt/Dt

式中:Gt为不同时间(t，d)的发芽量，Dt为相应试验的发芽试验天数。

活力指数=发芽指数×苗高(即芽长)

相对发芽率=[某一含盐量处理发芽率/对照发芽率]×100%(发芽开始前9 d内)

相对发芽势=[某一含盐量处理发芽势/对照发芽势]×100%(发芽开始前5 d内)

相对发芽指数=[某一含盐量处理发芽指数/对照发芽指数]×100

相对活力指数=[某一含盐量处理活力指数/对照活力指数]×100

耐盐半致死浓度：处理发芽率达到对照发芽率50%以下相应的盐浓度

耐盐致死浓度：处理发芽率达到对照发芽率10%以下相应的盐浓度

1.2.3 数据统计分析

运用DPS v7.05版软件进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同来源的狼尾草种子生活力

方差分析表明,各来源的狼尾草种子发芽率间的差异极显著，YJ2的发芽率和发芽势最高，最高的是LM2，高达160多；发芽指数最高的是YJ2(表2)。

表2 不同来源的狼尾草种子发芽率和发芽势

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(p<0. 05)，大写字母表示差异极显著(p<0. 01)。下同。

苗高和根长均是反映出种子生活力大小的指标，因此根据苗高和根长的情况可以粗略判断种子生活力的大小。10种不同来源的狼尾草根长和苗高均存在差异，但差异不大。其中LM2的苗高最大，可达5 cm以上，其余均在3～5 cm之间。根长除YJ2低于1.5 cm外，其余均在1.5～2.5 cm之间。

用模糊数学函数隶属法对10种不同来源的狼尾草种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数(每个测试指标所占权重是1/4)进行综合评价分析(表3)。结果表明：狼尾草种子具有较强的生活力；10种不同来源的野生狼尾草种子生活力之间存在显著的差异。根据对10种材料的全面综合分析，得到其活力指数由强到弱的综合排名：ST>YJ2>ZJ>LM2>FX>LM1>JZ>DS>YJ1。

表3 不同来源的野生狼尾草种子生活力综合评价

2.2 不同来源的狼尾草种子耐盐性

2.2.1 盐胁迫对种子萌发的影响

狼尾草种子在不同NaCl浓度下发芽率达到总发芽率的80%为发芽的高峰期，比较不同NaCl浓度下狼尾草种子从发芽开始到发芽率达到高峰期所需要的时间可知：随着NaCl浓度的增加，10种不同生境下的狼尾草种子发芽率达到高峰期的时间均有不同程度的推迟，由此得出，NaCl有推迟狼尾草种子萌发的作用。

在实验中发现，经过盐胁迫处理后的狼尾草种子随着NaCl浓度的升高第一颗狼尾草种子萌发的时间推迟，并且浓度越高推迟的时间越长。

2.2.2 不同NaCl浓度下狼尾草种子萌发情况

通过对不同NaCl浓度下狼尾草种子的相对发芽率进行双因素有重复的方差分析，结果发现不同来源的种子相对发芽率差异极显著。由表4可知，所供试的10种不同来源的狼尾草种子相对发芽率均随盐浓度的升高而降低，在浓度小于0.6%时不同生境下的狼尾草种子相对发芽率差异显著，浓度大于0.6%时不同生境下狼尾草种子相对发芽率差异不显著。其中，YJ2在所有的盐浓度胁迫下其相对发芽率均是最高的，并且在1.2%NaCl浓度时，YJ2的发芽率仍可保持24.73%，远高于其他草种，说明其耐盐性大于其他草种。

表4 不同NaCl浓度下狼尾草的相对发芽率和相对发芽势

通过对不同NaCl浓度下不同来源的狼尾草种子的相对发芽势进行双因素有重复的方差分析，结果得出不同来源的种子相对发芽势差异极显著。由表4可知，不同处理水平下10种不同来源的狼尾草种子随着NaCl胁迫的加强，相对发芽势均呈现下降趋势，并且在盐浓度小于0.6%时，各狼尾草种子相对发芽势差异显著，而当盐浓度高于0.6%后，各狼尾草种的相对发芽势差异不显著。据此推断，0.6%的NaCl浓度可能是狼尾草耐盐性的转折点。在盐浓度达到1.0%时，除YJ2和FX保持在30%以上外，其余狼尾草种子的相对发芽势均小于10%，其中YJ1和JZ的相对发芽势为0。这说明YJ2和FX有较强的抗盐性，而 YJ1和JZ抗盐性差。

2.2.3 不同NaCl浓度下狼尾草种子的相对活力指数和相对发芽指数

活力指数能够反映种子萌发的速度、幼苗生长的潜势、植株抗逆力和生产潜力，这些均与观赏植物的应用价值和观赏程度有很大关系。10个狼尾草种子的相对活力指数随盐浓度升高而降低，且在NaCl浓度小于0.6%时，不同来源的狼尾草种子之间的相对活力指数的差异较大；而在大于0.6%时，差异较小。在0.6%时，YJ2和ST较其他具有较高的相对活力指数，表现出较强的抗盐性。在1.0%时，YJ1和JZ的相对活力指数均为0，说明其抗盐能力差。据此判断0.6%的NaCl浓度可能是影响狼尾草种子萌发的一个阈值。

10个狼尾草种子的相对发芽指数随盐浓度增加基本呈递减趋势，但在不同盐浓度胁迫下各品种发芽指数减小的幅度和快慢不同。盐浓度在0.2%～0.8%时，10个不同来源的狼尾草种子的相对发芽指数下降明显，且差异较大，说明在此浓度范围内，不同来源的狼尾草种子对于NaCl胁迫的响应不同，表现出了不同的抗盐性。当浓度升至1.0%～1.2%时，不同来源的狼尾草种子的相对发芽指数差异不显著，这表明在盐浓度大于1.0%时，10个不同来源的狼尾草种子表现出比较一致的抗盐能力：其中YJ1、JZ和ST减少的幅度大，说明其种子的抗盐性较其他几种狼尾草种子的差；在1.2%时，YJ2和FX的相对发芽指数大于2，而其他品种的相对发芽指数均接近或等于0，说明这两个品种具有较强的抗盐性；同时也说明较高的NaCl浓度对狼尾草种子的萌发有较强的抑制作用。

2.2.4 不同NaCl浓度下狼尾草的苗高和根长

狼尾草的苗高和根长均与NaCl浓度呈负相关，但从负相关的程度来看反映的敏感度却不尽相同：随NaCl浓度的升高，10中不同生境下的狼尾草的苗高和根长均呈下降趋势。且在NaCl浓度小于0.6%时，不同品种的差异较大；大于0.6%时，差异较小。据此推断，0.6%的NaCl浓度是影响狼尾草苗高和根长的关键值。当NaCl浓度在1.2%时，除YJ2外所有狼尾草种子的苗高均小于1.0 cm，根长均小于0.5 cm，并且JZ、DS、DT的苗高和根长均为0，说明YJ2的抗盐性较强，JZ、DS、DT的抗盐能力差。

2.2.5 盐胁迫下狼尾草种子的耐盐半致死浓度和耐盐致死浓度

由表5可以看出，10种狼尾草种子耐盐半致死浓度之间存在较大差异，而达到致死浓度时，各品种之间的差异不显著。50%左右草种的耐盐半致死浓度在0.6%～1.0%之间，50%左右草种的致死浓度在1.0%～1.2%之间,说明狼尾草具有较高的耐盐性。而且可以推测，在所试验的10种狼尾草中，YJ2、FX抗盐性较强，而JZ、YJ1和DS的抗盐性较弱。

表5 盐胁迫下狼尾草种子的耐盐半致死浓度和耐盐致死浓度(%)

2.2.6 10种不同来源的狼尾草耐盐性的综合评价

用模糊数学函数隶属法对10种狼尾草种子的相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数和相对活力指数(每个测试指标所占权重是1/4)进行分析总结，从而综合评价其耐盐性(表6)。结果表明，狼尾草种子具有较好的耐盐性，10种材料之间的差异显著。根据10种材料之间的综合评价分析，得到其耐盐性由强到弱的综合排名为：YJ2>ZJ>ST>FX>LM2>DS>YJ1>LM1>DT>JZ。从而可知10种材料中耐盐性较好的为YJ2、ZJ和ST，耐盐性差的为JZ。

表6 狼尾草耐盐性的综合评价

2.3 解胁迫后种子发芽率比较

对在NaCl浓度为0.8%、1.0%、1.2%的盐胁迫下未发芽的种子进行解胁迫处理后在水溶液中继续培养、观察记录发芽情况。通过双因素无重复方差分析，表明不同来源的野生狼尾草种子解胁迫后的发芽率间差异极显著。解胁迫后FX的发芽率最高达到52.67%，极显著的高于YJ1和ST；YJ2、LM2、LM1、DS、DT、JZ、ZJ和YJ1解胁迫后之间的发芽率差异不显著，但却显著高于ST；ST的发芽率最低仅有26.00%。不同NaCl浓度解胁迫后，狼尾草种子的发芽率间存在极显著差异；随着NaCl浓度的升高其发芽率呈现明显的下降趋势；0.8%NaCl盐溶液解胁迫后的发芽率极显著的高于1.2%NaCl盐溶液解胁迫后的发芽率(表7)。再次证明了高浓度的NaCl会严重抑制种子的萌发。

表7 解胁迫后不同来源的狼尾草种子发芽率比较

3 小结与讨论

3.1 狼尾草种子生活力测定

通过对10种不同生境下的狼尾草种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及苗高和根长的测定，比较分析得出YJ2的种子活力最高，ST、ZJ、LM2、FX、JZ以及LM1的种子生活力良好。YJ1的最差，其原因可能与采集时间有关，因为YJ1的采集时间早于其余9种，这样可能造成由于种子成熟度低而最后导致种子的生活力下降。

3.2 狼尾草种子抗盐性测定

在NaCl胁迫下，通过对狼尾草种子萌发时间的比较发现，NaCl溶液有推迟种子萌发的作用，并且随着NaCl浓度的增加推迟作用加强。

通过对狼尾草种子在不同浓度NaCl溶液处理比较发现，随NaCl浓度的升高，狼尾草种子的各测试指标均呈下降趋势。

在NaCl浓度小于0.6%时，不同来源的野生狼尾草种子对NaCl胁迫响应不同，抗盐性差异显著；NaCl浓度大于0.6%时，各个来源间的差异不显著。因此可以认为0.6%的NaCl浓度是影响狼尾草种子萌发的关键值。

10种不同来源的狼尾草在NaCl胁迫下根长和苗高均与NaCl浓度呈负相关，并且随NaCl浓度的升高，狼尾草根长和苗高受到抑制作用增强。

在NaCl胁迫下，通过对10个不同来源的野生狼尾草种子萌发期的耐盐半致死浓度、耐盐致死浓度以及耐盐性的综合比较，发现狼尾草具有较强的抗盐性，其中YJ2的抗盐性最好，而JZ的抗盐性较差。为了进一步探讨狼尾草种子萌发期的抗盐性，有必要对其相关生理生化指标进行测定和研究。

3.3 解胁迫后种子发芽情况

通过解胁迫处理发现，不同浓度的NaCl溶液对种子的萌发有很大影响：随着NaCl溶液浓度的增加，解胁迫后种子的发芽率明显降低。说明高浓度的NaCl对种子萌发有严重的抑制作用。

种子萌发是受多种内外因素影响的复杂过程。目前人们普遍认为植物的耐盐性是多种抗盐生理性状在植物中叠加起来的综合体现[5～7]。因此在评价植物品种的耐盐性差异时，既要考虑抗盐生理指标的相对大小，又要考虑这些指标的增减幅度，这样或许更能体现盐胁迫后的种间差异性，才更有利于得出正确的结论。本研究结果表明，在光照、温度等适宜的条件下，随着NaCl浓度的升高，狼尾草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数都呈下降趋势，并且对植物根系和苗高的生长也表现出抑制作用。因此说明高浓度的盐溶液对种子萌发有明显的抑制作用，这可能是由于高浓度的NaCl对狼尾草种子有毒害作用，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[8]。为进一步探讨狼尾草种子萌发期的抗盐性，有必要对其相关生理生化指标做进一步研究。

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1001-5280(2012)07-0025-05

10.3969/j.issn.1001-5280.2012.07.07