盐胁迫下硝普钠浸种对草地早熟禾种子萌发的影响

周 丽，金 宁，张德罡，贠旭疆，3

(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070；2.甘肃农业大学 园艺学院，甘肃 兰州 730070；3.农业部全国畜牧总站，北京 100025)

盐胁迫下硝普钠浸种对草地早熟禾种子萌发的影响

周 丽1，金 宁2，张德罡1，贠旭疆1，3

(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070；2.甘肃农业大学 园艺学院，甘肃 兰州 730070；3.农业部全国畜牧总站，北京 100025)

2014年9月采用纸上发芽法(TP)，研究盐胁迫下硝普钠浸种对草地早熟禾种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：随着硝普钠浓度的升高，草地早熟禾种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚芽和胚根长、幼苗鲜重均呈现先升高后降低的趋势。硝普钠对草地早熟禾种子的萌发具有低浓度促进而高浓度抑制的双重效应，在盐胁迫下SNP 溶液浸种浓度为0.25 mmol/L时抗盐效果最佳，发芽率、发芽势、发芽指数分别为44.7%，25.3%和12.2%，活力指数为0.224 7、0.938 5，胚芽和胚根长为1.12 cm、1.08 cm，幼苗鲜重为0.020 8 g。

草地早熟禾；种子萌发；硝普纳；盐胁迫

草地早熟禾(Poapratensis)为禾本科主要的冷季型草坪草，以其适应性广、植株低矮、绿期长、坪质优美等特性，广泛应用于绿地、公园、运动场建设[1]。但草地早熟禾存在发芽速度慢、成坪时间长、幼苗生长弱等缺点。

种子萌发是植物繁殖过程的一个关键环节，对种子萌发特性及其生态因子关系的研究是种子生理生态学的重要研究[2]，土壤盐渍化是影响农业生产和生态环境的全球性问题[3]，我国是盐渍化土地面积大，危害较严重的国家之一[4]。我国 1亿 hm2耕地中约有 700万 hm2盐碱地[5]，盐胁迫作为植物逆境胁迫的普遍形式，是影响种子萌发的重要因素，因此在盐碱化比较严重的地区建植草坪时，需选出耐盐碱能力较强的草种[6]。硝普钠(SNP)是外源一氧化氮(NO)的直接供体，可在水溶液中释放出NO，促进种子萌发[7]。0.15 mmol/L的SNP大约产生0.2 μmol/L的NO[8]。近年来国内关于NO提高植物的抗盐性的研究多见于小麦[9，10]、玉米[11，12]、黄瓜[13]，研究外源NO供体硝普钠(SNP)对草地早熟禾种子萌发的影响， 旨在探讨SPN对牧草种子萌发的调节作用，以期为生产实践中选择浸种的SNP浓度和进一步开展植物耐盐调控机理研究和耐盐品种的选育提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

草地早熟禾午夜Ⅱ号的种子购于甘肃百绿草业发展有限责任公司。试验前，选择成熟、饱满且大小适中、均匀一致的种子作为萌发试验材料。

1.2 试验方法

种子发芽试验，采用纸上发芽(TP)方法[14]， 将种子置于直径为9 cm 的培养皿中进行培养。试验开始先将种子用10 g/L的HgCl2溶液浸种15 min 进行消毒[15]。再将浸种后的种子用去离子水洗净5～6次，晾干待用。

1.2.1 浸种处理 用4个不同浓度硝普钠(SPN)溶液在25℃下进行浸种处理，溶液浓度分别0.125、0.25、0.5、1.0 mmol/L，以蒸馏水浸种为对照(CK)，浸种时间均为24 h 。

1.2.2 干旱胁迫萌发试验 浸种后，用蒸馏水冲洗3 次备用。SPN浸种各处理分别添加到含4 mL 盐溶液(125 mmol/L NaCl)的培养皿上进行发芽试验，每个培养皿共添加50粒种子，每处理3个重复。在25℃的恒温培养箱内暗萌发，再用称重法补充蒸发的水分，保持溶液的浓度恒定。每天观察并记录发芽种子数(以胚根长等于种子长或胚芽长等于种子长度一半为发芽标准)，当连续2 d种子的发芽数不变时视为发芽试验结束，试验结束后测定并计算种子萌发相关指标。

1.2.3 测定项目和方法 在第12 d统计发芽势、第21 d(发芽试验的最后1 d)统计发芽率，并测量幼苗胚芽长、胚根长和幼苗鲜重[16]。

发芽率(%)=(供试种子的发芽数/供试种子数)×100%

发芽势(%)=(6 d内供试种子的发芽数/供试种子数)×100%

发芽指数(Gi)=∑Gt/Dt

式中：Gt为在t日内的发芽数，Dt为相应的发芽日数[17]。

活力指数(VI1)=幼苗长度(cm)×发芽率(%)

活力指数(VI2)=幼苗鲜重(g)×发芽率(%)[18]

1.3 数据分析

所有数据用平均值正负标准误差表示，SPSS 19.0统计分析软件进行差异显著性分析，Excel 2003制图。

2 结果与分析

2.1 硝普钠浸种对种子萌发的影响

SNP浸种处理对草地早熟禾种子萌发具有促进作用(表1)。各浓度SNP浸种处理后，其草地早熟禾种子的发芽率，发芽势和发芽指数均较对照高，且随着SNP 浓度的增加呈现先升高后降低的趋势。 其中，以0.25 mmol/L浓度处理效果最好，其发芽率为44.7%，比对照高14%，发芽势为25.3%，为对照的1.8倍，平均发芽指数为12.2%，约为对照的1.7倍。其次是SNP 0.125 mmol/L浓度处理的效果，其发芽率为42.7%，比对照高12%，发芽势、发芽指数分别为21.3%、11.3%，均约为对照的1.5倍。当SNP浓度逐渐升高到0.5 mmol/L和1.0 mmol/L，发芽率、发芽势、发芽指数均降低，但都高于对照，说明SNP在0～1.0 mmol/L浓度浸种对草地早熟禾种子萌发有促进作用，作用因浓度不同而略有差异，以SNP 0.125～0.25 mmol/L最佳。

表1 不同浓度SNP 处理下草地早熟禾种子萌发指标Table 1 Effect of SNP on seed germination of kentucky bluegrass

注：同列不同小写字母表示差异达到显著水平(P<0.05)，下同

2.2 硝普钠浸种对种苗活力指数的影响

在SNP 0～1.0 mmol/L浓度浸种处理下，草地早熟禾种苗活力指数呈现先上升后下降的变化趋势，以浓度为0.25 mmol/L SNP处理效果最好(表2)，在该浓度下，活力指数VI1、VI2均呈现最大值，分别为0.224 7、0.938 5，是对照组的3.2和1.6倍，与其他各处理差异显著(P<0.05)。当SNP浓度为1 mmol/L时，活力指数VI1、VI2分别为0.058 3和0.278 6，与SNP 0 mmol/L和0.5 mmol/L两个浓度处理间差异不显著(P>0.05)，说明低浓度SNP显著提高了草地早熟禾幼苗的活力指数，对幼苗生长有促进作用，而高浓度SNP表现出抑制种苗作用。

表2 不同浓度SNP 处理下草地早熟禾种苗萌发活力指数Table 2 Effect of SNP on vigor index of kentucky bluegrass

2.3 硝普钠浸种对胚芽和胚根长的影响

SNP 0.125 mmol/L和0.25 mmol/L浓度处理，胚芽和胚根长度均高于对照(P<0.05)，经过SNP处理后均能不同程度的提高盐胁迫下幼苗胚芽和胚根长度，所有处理以0.25 mmol/L浓度处理，胚芽和胚根最长，分别为1.12 cm、1.08 cm。在SNP0.5 mmol/L浓度处理下，草地早熟禾胚芽长低于对照，胚根略高于对照，接近对照，但差异不显著(P>0.05)。说明SNP浓度为0.5 mmol/L时，对草地早熟禾幼苗的影响作用不大。在SNP 1.0 mmol/L浓度处理下草地早熟禾胚芽和胚根长低于对照，差异显著(P<0.05)。说明SNP浓度为1.0 mmol/L时，对草地早熟禾幼苗有抑制作用。由此可见 ，在盐胁迫条件下，低浓度SNP处理促进胚芽和胚根生长，高浓度SNP处理对幼苗的生长产生了抑制作用(图1，2)。

图1 不同浓度SNP 处理下草地早熟禾种子的芽长Fig.1 Effects of different concentrations of SNP treatments on shoot length of Kentucky bluegrass

图2 不同浓度SNP 处理下草地早熟禾种子萌发的根长Fig.2 Effects of different concentrations of SNP treatments on root length of Kentucky bluegrass

2.4 硝普钠浸种对幼苗鲜重的影响

盐胁迫下，SNP 0～1.0 mmol/L浸种对草地早熟禾幼苗鲜重的影响总体呈现先上升后下降的变化趋势(图3)。SNP 0.5、1.0 mmol/L两处理，幼苗鲜重均与对照组差异不显著(P>0.05)。与对照幼苗鲜重0.013 2 g相比较，SNP 0.5 mmol/L处理幼苗鲜重为0.013 5 g，没有提高幼苗的鲜重。SNP 1.0 mmol/L处理幼苗鲜重0.008 9 g，比对照减少了33%。当SNP 0.125 mmol/L、0.25 mmol/L处理与其他各处理幼苗鲜重均差异显著(P<0.05)，且都不同程度的提高盐胁迫下幼苗鲜重，分别提高了15%、58%，其中，SNP 0.25 mmol/L处理效果更好。因此，低浓度SNP浸种对盐胁迫草地早熟禾幼苗生物量的积累起到促进作用，而高浓度SNP浸种反而起到抑制作用。

3 讨论与结论

发芽率反映了种子发芽的多少，发芽势反映了种子发芽的快慢和整齐度，发芽指数能够反映种子在整个发芽期的综合活力。活力指数能反映种子萌发速度和幼苗整齐度，这两者均与草坪的成坪速度和成坪质量密切相关[19]。芽长和根长表现种子幼苗是否生长良好。研究表明，低浓度SNP处理能促进草地早熟禾种子在模拟盐胁迫下的萌发，高浓度SNP处理对种子萌发和幼苗生长产生了抑制作用。结合发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗的生长情况、幼苗鲜重的最适浓度，在生产实践中建议使用0.25 mmol/L浓度的SNP溶液处理草地早熟禾种子。为了进一步探讨硝普钠浸种对草地早熟禾种子萌发期的抗盐性的影响，有必要对其相关生理生化指标进行测定和研究。

盐胁迫能通过渗透胁迫、离子毒害和离子失衡来抑制植物生长[20]。作物在种子萌发阶段对盐分最敏感[21]。有研究表明，植物在受到盐胁迫时，其体内会发生一系列生理生化反应，而在施用外源NO后，可很大程度上提高种子的萌发减轻胁迫对植株造成的伤害[22]。也有研究发现，NO提高植物耐盐性的机理一方面与其能提高植株的抗氧化能力有关，另一方面也与其能调节植物离子平衡相关[23-26]。NO可以促进植物的防卫反应，诱导细胞产生抗性反应，提高植物的抗氧化能力和增强抗逆性。此研究结果与樊波等[27]的研究结果相一致，都发现随着SNP浸种浓度的增大，促进种子萌发的效果表现出先升高后降低趋势，而且低浓度SNP的促进效果最明显。不同之处在于樊波等[27]的研究中效果最佳浓度为0.05 mmol/L，略低于此研究结果的0.25 mmol/L，可能是由于他们未在盐胁迫条件下浸种并且浸种时间与此试验不同所致。SNP作为外源NO的直接供体，控制好其浸种的浓度和浸种时间，对生产实践有非常重要的意义。

总之，SNP溶液浸种后相对提高了草地早熟禾种子的萌发抗盐性，研究结果表明，在盐胁迫下SNP 溶液浸种浓度为0.25 mmol/L时抗盐效果最佳。

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Effect of seed soaking with sodium nitroprusside on seed germination of Kentucky bluegrass

ZHOU Li1,JIN Ning2,ZHANG De-gang1,YUN XU-jiang1，3

(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China；2.CollegeofHorticulture,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China；3.NationalAnimalHusbandryService,MinistryofAgriculture,Beijing100025,China)

The effect of sodium nitroprusside (SNP) on the seed germination of kentucky bluegrass (KB) under salt stress was studied by using paper towel method in September 2014.The results showed that the germination rate,germination potential,germination index,vigor index,shoot length,root length and fresh weight showed an increasing and then decreasing pattern along with the increase of SNP concentration.SNP had double effects on the seed germination of KB (positive effect at low concentration and negative effect at high concentration).The optimum concentration of SNP for resisting salt stress was 0.25 mmol/L and the germination rate,germination potential,germination index were 44.7%,25.3% and 12.2%,the vigor index were 0.224 7 and 0.938 5,the shoot length and root length were 1.12 cm and 1.08 cm,the fresh weight of seedling was 0.020 8 g respectively.

kentucky bluegrass;seed germination;salt stress;sodium nitroprusside

2015-04-09；

2015-04-28

农业农村资源等监测统计(畜牧)项目(213 0111)资助

周丽(1990-)，女，甘肃省榆中县人，在读硕士研究生。 E-mail：zhouzhoulili19@163.com 贠旭疆为通讯作者。

Q 945.78

A

1009-5500(2015)05-0055-05