药用植物圆叶牵牛种子萌发耐盐性分析

崔 兴 国

(衡水学院 生命科学学院，河北 衡水 053000)

药用植物圆叶牵牛种子萌发耐盐性分析

崔 兴 国

(衡水学院 生命科学学院，河北 衡水 053000)

研究了圆叶牵牛种子在6种浓度(0，50，100，150，250和400 mmol·L-1)NaCl胁迫及6种温度(15，20，25，30，35，40℃)条件下的发芽率．结果表明，NaCl浓度低于50 mmol·L-1对种子萌发的影响不大，但高于100 mmol·L-1时随NaCl浓度的升高，相对发芽率显著降低，直至 0，浓度为 150 mmol·L-1时，对种子萌发抑制作用最大；圆叶牵牛种子萌发的最适温度为15 ～ 20℃，高于25℃时，温度越高，发芽率越低，35℃以上不能萌发．

圆叶牵牛；盐胁迫；温度；种子萌发；耐盐性分析

随着土壤盐渍化的日益严重，植物盐害及耐盐机理的研究已成为当前科学研究的重要课题之一．北方盐碱土以土壤溶液中Na+, Mg2+, Ca2+,Cl−和含量高为主要特征，尤其是Na+和Cl−含量较高．胁迫是指一种显著偏离于植物最适生活条件的环境条件．NaCl胁迫既可以直接影响植物的生长，也可以通过抑制为生长提供物质基础的光合作用而间接地影响植物生长，且浓度越大、时间越长，其影响越明显[1]．植物生活周期中的种子萌发特性，是其生物学特性研究中的主要问题，种子萌发和幼苗生长阶段是一个植物群落能否在盐渍化环境下定植的关键时期，在田间栽培条件下盐渍和温度条件对种子萌发具有重要的生态指示性作用，目前，有关种子萌发耐盐性的研究多见于作物、牧草、果树和蔬菜等[2-4]，对药用植物的耐盐性研究较少．圆叶牵牛[Pharbitis purpurea(L.)Voigt]属旋花科Convolvulaceae牵牛属PharbitisChoisy，一年生草本植物，不但花繁叶茂，花期长达4 ～ 5个月，耐干旱瘠薄，是园林绿化、人造景观、家庭院落绿化美化的好材料，而且作为野生药用植物，其种子及全草均可入药，含有牵牛子苷、色素、脂肪油、有机酸和生物碱等成分[6]，具有活血止痛、解毒消肿、泻下利尿功效，市场需求量日趋增多．有关种子主要化学成分和药理作用已多有报道，但盐胁迫、温度对其种子萌发的影响报道很少，尤其是盐分和温度互作条件对圆叶牵牛种子萌发的研究还是空白．本试验通过研究不同浓度 NaCl胁迫、不同温度条件下圆叶牵牛种子萌发的变化，旨在探讨圆叶牵牛种子萌发的生理机制和抗盐能力，为我国北方盐碱地区进行圆叶牵牛的引种驯化及逆境生理研究提供理论依据．

1 材料与方法

1.1 供试材料

圆叶牵牛种子采于衡水学院校园内的圆叶牵牛自然分布群，于2009年10月采集成熟种子，室温下晾干，选取饱满无残的种子保存备用．种子经0.1% HgCl2溶液浸泡消毒10 min，清水冲洗多次，自然晾干后分别放入各浓度的NaCl溶液浸种8 h，捞出并去除硬粒，选取100粒吸胀种子置于直径9 cm垫有2层滤纸的培养皿中，每个处理重复3次．

1.2 试验方法

试验设计NaCl浓度分别为0, 50, 100, 150, 250, 400 mmol·L-1．设计处理温度分别为15, 20, 25, 30, 35, 40 ℃．分别置于各温度的恒温培养箱内培养．每天定时用相应浓度的盐溶液冲洗种子以维持盐处理浓度的恒定．次日开始观察记录发芽种子数，(以胚根突破种皮视为发芽)连续统计 6 d发芽结束为止．分别测定种子的发芽率，计算不同温度下的相对发芽率，计算公式为：相对发芽率(%) = (某一盐处理下的发芽率/相应对照的发芽率)×100%．

耐盐程度分析[4-5]：耐盐浓度：发芽率达对照发芽率 75%时相对应的盐浓度；耐盐极限浓度：发芽率达对照发芽率10%时相对应的盐浓度；耐盐半致死浓度：发芽率达对照发芽率50%时相对应的盐浓度．

以上数据处理与作图用Excel和spss11.0完成．

2 结果与分析

2.1 NaCl对圆叶牵牛种子萌发的影响

图1 不同温度和不同浓度NaCl条件下圆叶牵牛种子萌发率日变化

从图1可以看出，在所有温度条件下，种子的发芽率均随着NaCl浓度升高而降低．在250 mmol·L-1NaCl中，只有极少数种子萌发甚至不萌发．方差分析表明：NaCl(F= 26 217.15，p＜0.001)极显著地影响圆叶牵牛种子的发芽率．经统计，萌发期圆叶牵牛种子的耐NaCl临界值为150 mmol·L-1NaCl；极限值为250 mmol·L-1NaCl．

NaCl和温度共同对圆叶牵牛种子萌发影响的结果(图1和2)表明，在15℃下NaCl浓度≤250 mmol·L-1溶液中可以萌发，其中 50 mmol·L-1发芽率最高，甚至高于对照，说明低浓度 NaCl促进种子萌发，100, 150, 250 mmol·L-1中依次降低，250 mmol·L-1仅有2粒种子发芽，且在第4天才发芽，说明高温下NaCl会延缓发芽，300 mmol·L-1发芽率为0．在20 ～ 30 ℃下NaCl浓度≤150 mmol·L-11可以萌发，变化趋势与此相似，发芽率都随着NaCl浓度的增加而下降，直至为0.35 ℃和40 ℃下全部种子不能萌发．双因素方差分析结果表明：NaCl和温度共同影响圆叶牵牛种子萌发的效果极显著(F= 4 105.36，p＜0.001)．

图2 不同温度和不同浓度NaCl下圆叶牵牛种子的最终萌发率

2.2 温度对圆叶牵牛种子萌发的影响

温度是决定种子萌发的主要条件之一，在所有温度条件下，圆叶牵牛种子萌发的最适温度为15 ℃，此温度下的最终发芽率最高(图2)种子萌发的最佳条件是在15 ～ 25℃的蒸馏水中．方差分析表明：温度(F= 57 655.62，p＜0.001)极显著地影响圆叶牵牛种子的萌发，低温度适宜萌发，高温抑制萌发，35 ℃以上种子不能萌发．这与自然状态下圆叶牵牛种子的萌发时间在4—6月份相一致．二者互作对种子发芽率影响显著(p＜0.001)，说明其萌发对盐分的响应依赖于温度，在高温下更严重．

2.3 不同温度下圆叶牵牛种子萌发的耐盐性分析

表1 不同温度对圆叶牵牛种子萌发的耐盐性影响

本实验采用发芽率达到对照组发芽率的75%时所对应的NaCl浓度为耐盐浓度，50%时的浓度为半致死浓度，10%的浓度为耐盐极限浓度．由表1可知，温度对圆叶牵牛种子萌发耐盐性产生了影响．

3 讨论

在生产实际中，种子发芽率通常是表征种子活力的主要参数，也是决定种子萌发质量的重要指标．本研究结果表明：圆叶牵牛在不同浓度NaCl溶液中的发芽率随NaCl浓度增高而降低，低浓度≤100 mmol·L-1盐胁迫对萌发的抑制作用不明显，高浓度≥150 mmol·L-1对圆叶牵牛种子的萌发产生显著的抑制作用，分析原因认为Na+和Cl−是植物生长的必需元素，即植物生长需要一定量的NaCl，只是高浓度的NaCl对植物有害，较高浓度的盐分增加了溶液的渗透势，使胚细胞吸水困难，种子进入强迫性休眠状态，阻止了萌发进程，表现为种子延迟萌发[7]．这是植物适应盐碱等不利环境的一种特性，当土壤盐分随着浇水或下雨含量降低而且水分适宜后再开始萌发以保证幼苗成活．当盐浓度高到一定程度或持续一定时间，会破坏细胞质膜的完整性，导致膜选择透性降低甚至丧失，引起胞内代谢失调从而造成种子永久性失去活力，不能萌发．

温度影响种子的膜透性，膜结合蛋白活力、水解酶活性及种子内部物质的代谢，以及激素类物质的合成、降解和转化．在所有温度条件下，圆叶牵牛种子萌发的最适温度为 15 ℃，此温度下的最终发芽率最高．适宜萌发温度范围为15 ～ 25℃，30 ℃发芽率较25 ℃明显降低．35 ℃以上不能萌发，低于10 ℃则发芽率低，发芽缓慢．

圆叶牵牛种子发芽率在不同萌发温度条件下种子的耐盐适宜范围、极限浓度均以 15 ℃最高，其次是20 ℃和 25 ℃，35 ℃下耐盐性最差，表明其萌发对盐分的响应依赖于温度，在高温下更严重．圆叶牵牛具有一定的抗盐能力，在生产中适于在土壤盐渍程度较轻的地区大量种植．

[1] 赵可夫.植物抗盐生理[M].北京:科学出版社,1993:32-34.

[2] 张秀玲.盐对夏至草种子萌发以及盐胁迫解除后种子萌发能力恢复的影响[J].植物生理学通讯.2008,44(3):436-440.

[3] 薛焱,王迎春.光照、温度和盐分对长叶红沙种子萌发的影响[J].植物生理学通讯.2007,43(4):708-710.

[4] 马红媛,梁正伟,孔祥军,等.盐分、温度及其互作对羊草种子发芽率和幼苗生长的影响[J].生态学报.2008,28 (10):4710-4716.

[5] 穆俊丽,李建科,杨静慧,等.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.

[6] 王金兰,李灵娜,贺礼东,等.牵牛全草的化学成分研究[J].天然产物研究与开发.2007,19:427-429.

[7] 崔兴国.盐胁迫对黄芪种子萌发的影响[J].衡水学院学报.2010,12(4):31-32.

Analysis of Salt Tolerance in Seed Germination of the Medicinal Plant NamedPharbitis purpurea (L.) Voigt

CUI Xing-guo
(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

The paper makes a study of the effects of NaCl concentration(0, 50, 100, 150, 250, 400 mmol·L-1)stress and temperature (15, 20, 25, 30, 35, 40℃) on seed germination ofPharbitis purpurea (L.) Voigt. The results indicate that NaCl concentration below 50 mmol·L-1has no effect on seed germination. But when NaCl concentration is over 100 mmol·L-1, the relative germinating percentage decreases significantly with the increasing concentration of NaCl，until 0.The salinity inhibition for seed germination is the greatest when NaCl concentration is 150 mmol·L-1. The optimal temperature for seed germination is 15～20 ℃, and when the temperature is over 25 ℃, the higher the temperature is, the lower the germinating percentage is,. No seeds germinate at over 35 ℃.

Pharbitis purpurea (L.) Voigt; salt stress; temperature; seed germination; analysis of salt tolerance

Q949.95

A

1673-2065(2012)01-0041-03

2011-09-10

河北省科技支撑计划项目(01220129)

崔兴国(1963-),女,河北冀州人,衡水学院生命科学学院副教授.

(责任编校：李建明英文校对：吴秀兰)