NaCl和Na2CO3胁迫对黑麦草种子萌发及幼苗生理特性的影响

齐安国 张毅川 李新峥

摘要：以黑麦草（Lolium perenne）为试验材料，分别进行NaCl（50、100、150、200 mmol/L）和Na2CO3（25、50、75、100 mmol/L）不同浓度胁迫处理，以加蒸馏水处理作对照，处理后研究NaCl和Na2CO3胁迫下对黑麦草种子萌发、叶片相对电导率和丙二醛（MDA）含量的影响。结果表明：①在NaCl和Na2CO3处理下，当Na+浓度≤50 mmol/L时，对发芽率和MDA含量没有显著影响，随着浓度的增加，特别是Na+≥150 mmol/L时，黑麦草种子各项萌发生理指标和MDA含量与对照相比均表现显著变化。②就NaCl和Na2CO3胁迫相比较，在相同Na+浓度下，处于Na2CO3胁迫下的黑麦草种子幼苗叶片相对电导率及MDA含量均明显高于NaCl胁迫。这说明NaCl和Na2CO3胁迫均对黑麦草种子和幼苗造成了不同程度的伤害，但在相同Na+浓度下，Na2CO3胁迫伤害程度大于NaCl胁迫，因此说明黑麦草种子和幼苗对NaCl的忍耐程度高于Na2CO3。

关键词：盐胁迫；黑麦草（Lolium perenne）；萌发；相对电导率；MDA

中图分类号：S543+.6 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）07-1613-03

黑麦草（Lolium perenne）品种Caddieshack是冷季型草坪草中应用最广泛的草种之一[1]。本试验采用人工控制盐分浓度的方法，设计了中性盐和碱性盐胁迫下对黑麦草种子的萌发特性及萌发过程中伴随的生理特性的影响，对其耐盐性作定量分析， 旨在初步评价黑麦草的耐盐性，为黑麦草的种植推广、抗性品种的筛选和育苗工作提供理论依据，从而为更加合理充分利用盐碱地奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

黑麦草品种Caddieshack由江苏枫景花卉苗木种子基地提供。

1.2 试验方法

1.2.1 种子发芽率、发芽势的测定 将处理好的种子置于铺滤纸的培养皿中，分别用不同浓度的NaCl和Na2CO3进行处理，以加蒸馏水处理为对照，NaCl 胁迫分4个组：溶液分别为50、100、150、200 mmol/L（相应pH分别为7.10、7.12、7.14、7.15）；Na2CO3胁迫分4个组：溶液分别为25、50、75、100 mmol/L（相应pH分别为10.32、10.64、10.83、10.93）。每个培养皿置100粒种子，分别加入不同浓度的NaCl和Na2CO3（均为5mL），于25 ℃、湿度为85.5%的人工气候箱中培养，每天光照时间8∶00～18∶00，光照度为5 000 lx，为保证盐浓度应每天换营养液1次。分别于第五天和第11天统计其发芽势和发芽率。每天同一时间计算发芽种子数。计算不同处理种子的发芽率（Gr）、发芽势和发芽指数（Gi）。发芽率（Gr）=n/N×100%（n为发芽终期全部正常发芽的种子数，N为供试种子数），发芽势为种子发芽达到高峰时的正常发芽种子数与供测种子总数百分比[2]。发芽指数（Gi）=Gt/Dt×100%（Gt为处理第11天的发芽数，Dt为相应的发芽天数）[3]。

1.2.2 细胞膜透性的测定 采用电导率法。按照文献[2]方法，取1 g叶片，用蒸馏水冲洗叶片表面2次，再用10 mL蒸馏水浸泡叶片24 h后测定其电导率（L1），然后将试管放入沸水浴中保持30 min后取出冷却后补充蒸馏水至原来位置，再次测定其电导率（L2）。计算相对电导率：相对电导率=L1/L2×100%[4]。

1.2.3 丙二醛（MDA）含量的测定 取叶片3～5片洗净擦干，剪成0.5 cm长的小段混匀，称取0.3 g放入研钵中，加入少许石英砂和5 mL 5%的三氯乙酸，研磨成匀浆。3 000 r/min离心15 min，取上清液2 mL加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸溶液摇匀。将试管放入沸水浴中煮沸10 min（自试管内溶液中出现小气泡开始计时）。到时间后立即将试管取出并放入冷水浴中，待试管内溶液冷却后，3 000 r/min离心15 min，取上清液并测量其体积。以0.5%硫代巴比妥酸溶液为空白对照测定532、600和450 nm处的吸光度[5]。并按公式计算MDA浓度，再计算单位鲜组织中的MDA含量。计算公式如下：MDA（μmol/L）=6.45×（A532 nm-A600 nm）-0.56×A450 nm，MDA（μmol/g）= MDA（μmol/L）×N/W[N为提取液体积（L），W为鲜重（g）][6]。

2 结果与分析

2.1 不同浓度盐胁迫对黑麦草种子萌发的影响

由表1可见，盐溶液胁迫下黑麦草种子发芽率与对照相比均呈降低趋势，且随着盐浓度的增加其发芽率下降得更明显。方差分析表明，在50 mmol/L

NaCl及25 mmol/L Na2CO3处理下，黑麦草种子发芽率与对照相比差异不显著，当NaCl 浓度增至100 mmol/L、Na2CO3浓度增至50 mmol/L时，黑麦草种子发芽率明显下降，与对照相比差异显著（P<0.05）。黑麦草种子在不同浓度盐胁迫下其发芽势和发芽指数与对照相比均差异显著（P<0.05）。

2.2 不同浓度盐胁迫对黑麦草幼苗叶片相对电导率的影响

由表2可见，在50～100 mmol/L NaCl处理下黑麦草幼苗叶片相对电导率与对照相比差异不显著，在NaCl浓度为150 mmol/L及以上处理下，黑麦草幼苗叶片相对电导率与对照相比差异极显著（P<0.01）；而在不同浓度Na2CO3处理下，黑麦草幼苗叶片相对电导率与对照相比差异均达极显著水平（P<0.01）。

2.3 不同浓度盐胁迫对黑麦草幼苗叶片MDA含量的影响

由表3可见，在50 mmol/L NaCl胁迫下MDA含量与对照相比差异不显著，而在100、150、200 mmol/L NaCl胁迫下黑麦草幼苗叶片MDA含量与对照相比均极显著增加（P<0.01）；在Na2CO3胁迫下除25 mmol/L浓度处理与对照相比差异不显著外，其余浓度处理下黑麦草幼苗叶片MDA含量与对照相比均极显著增加（P<0.01），而且增加幅度大于在相同Na+浓度下的NaCl 胁迫。试验结果表明，培养液中Na+浓度相同的情况下，Na2CO3对黑麦草幼苗叶片细胞氧化损害的程度大于NaCl。

3 小结与讨论

3.1 小结

1）盐胁迫对黑麦草种子萌发的影响。试验结果表明，黑麦草种子的发芽率、发芽指数及发芽势都与盐溶液浓度呈负相关。

2）盐胁迫对黑麦草幼苗生理特性的影响。试验结果表明，黑麦草幼苗叶片相对电导率、MDA含量与盐溶液浓度呈正相关。

3.2 讨论

综合本试验研究结果可知， NaCl 和Na2CO3对黑麦草种子萌发及幼苗生长均造成不同程度的伤害。就NaCl而言，低浓度NaCl对黑麦草种子的发芽率、叶片相对电导率和MDA含量影响很小。就Na2CO3而言，低浓度Na2CO3对黑麦草幼苗即有伤害，其发芽势、发芽指数及相对电导率有显著变化。且在相同Na+浓度下Na2CO3胁迫对黑麦草的伤害程度大于NaCl胁迫。本试验结果表明，在Na2CO3的危害作用中，高pH是首要因素，Na+效应次之，渗透效应最小。其他原因还有待于进一步研究。

参考文献：

[1] 林栖凤，李冠一.生物工程进展[J].植物耐盐性研究，2000， 20（2）：20-25.

[2] 利荣千，王建波.植物逆境细胞及生理学基础[M].武汉：武汉大学出版社，2002.

[3] 刘友良，汪良驹.植物对盐胁迫的反应和耐盐性[M].北京：科学出版社，1998.752-769.

[4] 潘瑞炽，董愚得.植物生理学[M].北京：高等教育出版社，1995.

[5] 姚春娜，裴新梧，孙英珍，等.盐胁迫下小麦新品系89122的抗氧化酶活性和内源ABA含量变化的研究[J].兰州大学学报（自然科学版），2001，37（4）：76-79.

[6] 薛延丰，刘兆普.不同浓度NaCl和Na2CO3处理对菊芋幼苗光合及叶绿素荧光的影响[J].植物生理学报，2008，32（1）：161-167.