不同钠盐胁迫对黑心菊种子萌发的影响

张丽辉++王相威++张智航++陈册

摘要 为了解盐胁迫对黑心菊种子萌发的影响，采用纸上发芽法研究了不同浓度（0、50、100、150 mmol/L）Na2CO3、NaHCO3、NaCl胁迫对黑心菊种子发芽率、发芽势、发芽指数及胚生长的影响。结果表明：随着盐溶液浓度的增加，黑心菊种子的发芽率、发芽势、发芽指数呈下降趋势，当盐浓度达到150 mmol/L时，NaHCO3和NaCl处理的发芽势均等于0。种子对3种盐的耐受力大小为Na2CO3>NaHCO3>NaCl；不同种类的盐胁迫对胚根和胚芽的影响不同，但总体表现为高盐抑制了胚根的生长，反映出胚根是对盐分胁迫较敏感的部位。

关键词 黑心菊；种子萌发；盐胁迫；碱性盐

中图分类号 S648 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）17-0190-02

Effects of Salinities Stress on Seed Germination of Rudbeckia hybrida

ZHANG Li-hui WANG Xiang-wei ZHANG Zhi-hang CHEN Ce

（School of Life Sciences，Changchun Normal University，Changchun Jilin 130032）

Abstract In order to understand the effects of salt stress on the seed germination of R. hybrida，the salt tolerance of Rudbeckia hybrida seeds were tested under four salt solutions（0 mmol/L，50 mmol/L，100 mmol/L，150 mmol/L）to research the effect of salt stress on germination rate，germination potential and germination index of Rudbeckia hybrida seeds. The results showed that the germination rate，germination potential and germination index significantly decreased than the control with the increasing of salt concentration. When the NaHCO3 and NaCl concentration were up to 150 mmol/L，the germination potential were 0.The sodium salts were Na2CO3，NaHCO3，NaCl，respectively，based on salt injury rates of seed germination from high to low，under the same concentrations of sodium salts solutions. The radicle and germ had different response to the salts. The salt at higher concentrations could inhibit the growth of radicle.

Key words Rudbeckia hybrida；germination；salt stress；alkaline salt

黑心菊（Rudbeckia hybrida）是菊科金光菊属多年生草本植物。性喜阳光，既耐寒又耐旱，适应性强，不择土壤，是城市园林绿化中重要的观赏植物之一[1]。种子萌发是每个植物生活周期的重要阶段[2]，在此阶段，该植物的生理活动极易受到外界环境的影响[3]，从而影响该植物的生长和发育。盐胁迫就是影响种子萌发的重要因素之一，国内外诸多研究表明，盐胁迫抑制植物的生长发育，降低种子萌发速率及萌发的百分率[4-7]。以往的研究多数集中在中性盐胁迫[8-11]，较少涉及碱性盐胁迫和二者之间的比较[12-13]，目前对黑心菊种子萌发期间的耐盐性系统研究未见报道。本试验对黑心菊种子进行不同浓度Na2CO3、NaHCO3、NaCl 3种盐胁迫处理，研究不同盐处理下黑心菊种子萌发的特性，探讨黑心菊种子萌发指标及幼苗生长指标与盐胁迫程度之间的关系，以期为盐碱地区的花卉生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为黑心菊种子，于2014年秋天采自长春师范大学校园内。主要仪器与试剂：GZP-250光照培养箱；NaCl、Na2CO3、NaHCO3均为分析纯。

1.2 试验方法

采用NaCl、Na2CO3、NaHCO3溶液进行胁迫，设计5个浓度处理为0、50、100、150、200 mmol/L的溶液。采用纸上发芽法，选饱满黑心菊种子，用75%乙醇消毒10 min，然后用蒸馏水冲洗3次，用吸水纸吸干表面水分后置于铺入双层滤纸培养皿内，培养皿直径9 cm，每皿50粒种子，分别加入3 mL不同浓度的盐溶液（以等量蒸馏水作对照处理），各浓度处理重复3次，盖上培养皿盖，放入25 ℃/15 ℃（14 h/10 h），每日用相应浓度的盐溶液冲洗以维持盐浓度的恒定。第4天种子开始萌发，每天观察记录发芽情况，以胚根长度等于种子长度时作为发芽标准，14 d试验结束。试验结束后每个处理随机抽取10株幼苗，测定其根长、芽长。

1.3 指标测定

各项指标计算公式如下：

发芽率（%）=第14天种子的发芽数/供试种子总数×100endprint

发芽势（%）=第8天种子的发芽数/供试种子总数×100

发芽指数（GI）=∑（Gt /Dt），

其中，Gt为t时间内的发芽数，Dt为相应发芽日数。

1.4 数据处理

数据分析采用SPSS 16.0，用Excel软件绘图。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对黑心菊种子发芽率和发芽势的影响

由图1可知，经过盐胁迫处理的种子其发芽率低于对照。随着盐浓度的上升，种子发芽率呈下降趋势，且Na2CO3处理种子的发芽率显著高于NaCl和NaHCO3处理（P<0.05）。NaCl和NaHCO3处理种子发芽率大致相似，但NaHCO3处理种子发芽率高于NaCl。浓度为50 mmol/L时，NaCl和NaHCO3处理组发芽率均出现一低峰，浓度为100 mmol/L时，Na2CO3处理组发芽率出现低峰。由此可知，50 mmol/L是种子对NaCl和NaHCO3耐受力较弱的浓度，100 mmol/L是种子对Na2CO3耐受力较弱的浓度，种子对3种盐的耐受力大小为Na2CO3>NaHCO3>NaCl。

发芽势指种子在发芽前期，在规定的时间内正常发芽种子数占种子总数的比例，它可反映种子发芽的整齐度和发芽速度[14]。由图2可知，在浓度为50 mmol/L时，Na2CO3处理组发芽势较高，发芽整齐度较好，随着盐浓度升高，3个处理组的种子发芽势降低，发芽整齐度变差。

2.2 盐胁迫对黑心菊种子发芽指数的影响

种子发芽指数在一定程度上可反映种子的发芽速度[15]。由图3可知，随着盐浓度的不断升高，3个处理组的发芽指数呈下降趋势。在浓度为50 mmol/L时，发芽指数表现为Na2CO3>NaCl>NaHCO3；在浓度≥100 mmol/L时，Na2CO3处理的发芽指数显著高于NaCl和NaHCO3处理（P<0.05），但NaCl和NaHCO3处理的发芽指数无差异（P>0.05）。由此表明，高盐浓度下，种子发芽速度受到抑制，发芽时间推迟。

2.3 盐胁迫对黑心菊胚根长和胚芽长的影响

由图4可知，黑心菊幼苗胚根长随着盐浓度的升高而降低，但盐溶液在50 mmol/L时，NaCl处理的胚根长大于Na2CO3和NaHCO3处理（P<0.05），但Na2CO3和NaHCO3处理的胚根长无显著差异（P>0.05）；盐溶液浓度为100 mmol/L时，胚根长表现为Na2CO3>NaCl>NaHCO3处理，当浓度增加到150 mmol/L时，胚根长表现为NaHCO3>NaCl>Na2CO3。由此表明，盐胁迫对胚根的抑制作用较强，反映出胚根是对盐分胁迫较敏感的部位。由图5可知，盐胁迫处理的黑心菊胚芽长均低于对照，在浓度为50 mmol/L时，3种盐胁迫芽长表现为NaCl>NaHCO3>Na2CO3；但在浓度为100 mmol/L时Na2CO3和NaHCO3胚芽长骤然降低，但NaCl处理的胚芽长下降较缓慢。

3 讨论

种子的发芽率、发芽势和发芽指数反映了种子的发芽速度、发芽的整齐度和幼苗的健壮程度[16]，这不仅与植物本身的生物学特性有关，还与多种外界条件如水分、光照、温度等密切相关[17]。诸多研究表明，在盐胁迫下对种子萌发活力指数和种子的相对发芽率都有比较大的影响，表现在降低种子的发芽率，推迟种子萌发的初始时间，种子的发芽率和活力指数随着盐浓度的升高而显著下降，显示出盐分对种子萌发产生明显的抑制作用[18]。

本试验结果显示，黑心菊种子在蒸馏水中萌发良好，但随着盐浓度的升高，种子的发芽率、发芽势和发芽指数均下降；在盐胁迫下，50 mmol/L NaCl和NaHCO3 2个处理组发芽率均出现一低峰，100 mmol/L Na2CO3处理组发芽率出现低峰。浓度高于150 mmol/L，种子开始不发芽，这种现象说明高浓度盐胁迫引起溶液渗透势降低，阻碍了种子吸水的速度，且盐的浓度越高，这种阻碍作用越强。可见，高盐不利于种子发芽。黑心菊种子对这3种盐的耐受力大小为Na2CO3>NaHCO3>NaCl。在Na2CO3胁迫下，浓度为100 mmol/L时种子各发芽指标骤然下降；浓度为150 mmol/L时，种子开始不发芽，造成这种现象是由于Na2CO3碱性较强，达到一定浓度时，对种子的组织或结构造成了不可修复的伤害，使种子内各种代谢紊乱，内源激素的含量发生变化，抑制了种子的发芽，各发芽指标下降。这一研究结果与张秀玲[19]、高新中[20]、韩毅强[21]等人的研究结果相一致。

本试验中，高浓度的盐显著抑制胚的生长，胚根和胚芽对不同盐分的敏感程度不同，黑心菊的胚根对盐分更敏感，在较高浓度盐溶液中，黑心菊种子前期萌动，胚根伸长突破种皮，伸长后期，胚根生长受到抑制，难以形成正常幼苗。

4 参考文献

[1] 杜国平，邹青，连芳青，等.黑心菊抗旱性生理生化指标的研究[J].江西农业学报，2012，24（12）：42-45.

[2] RAJJOU L，DUVAL M，GALLARDO K，et al. Seed germination and vigor[J].Annu Rev Plant Biol，2012，63：507-533.

[3] 金美芳，朱晓清.NaCl胁迫对油菜种子萌发和幼苗生长的影响[J].种子，2009，28（9）：76-79.

[4] 许桂芳，刘明久，黄小玲.盐分胁迫对4种花卉种子萌发的影响[J].种子，2007，26（8）：39-41.

[5] 贾亚雄，刘荣堂，袁庆华.披碱草野生种质材料芽期耐盐性研究[J].草原与草坪，2007（2）：47-51.

[6] 刘克彪，张元恺，李发明. 黑果枸杞种子萌发对水分和钠盐胁迫的响应[J].经济林研究，2014，32（4）：45-51.endprint

[7] 龚洪恩，吕芳德，司芳芳，等.离子注入对伞树种子发芽的影响[J].经济林研究，2014，32（2）：156-158.

[8] 吴琼，韩亚楠，高睿，等.中生与盐生乌拉甘草种群种子萌发阶段耐盐性能的比较[J].种子，2014，33（11）：31-35.

[9] 徐小玉，张凤银，曾庆微.NaCl-Na2SO4盐胁迫对波斯菊种子萌发的影响[J].东北农业大学学报，2014，45（4）：55-59.

[10] 管博，周道玮，田雨，等.盐碱及变温条件对花苜蓿种子发芽的影响[J].中国草地学报，2010，32（1）：58-63.

[11] 颜宏，矫爽，赵伟，等.不同大小碱地肤种子的萌发耐盐性比较[J].草业学报，2008，17（2）：26-32.

[12] 司马义·巴拉提.3种盐胁迫对光果甘草种子萌发的影响研究[J].种子，2014，33（10）：15-19.

[13] 王恩军，李善家，韩多红，等.中性盐和碱性盐胁迫对黑果枸杞种子萌发及幼苗生长的影响[J].干旱地区农业研究，2014，32（6）：64-69.

[14] 赵可夫.NaCl抑制棉花幼苗生长的机理：盐离子效应[J].植物生理学报，1989，15（2）：173-178.

[15] 李宏，程平，郑朝晖，等.盐旱胁迫对3种新疆造林树木种子萌发的影响[J].西北植物学报，2011，31（7）：1466-1473.

[16] 白玉娥，易津，谷安琳，等.八种根茎类禾草种子耐盐性研究[J].中国草地，2005，27（2）：55-59.

[17] 刘艳君，祁娟，柳茜.垂穗披碱草种子萌发的耐盐性研究[J].草原与草坪，2014，34（4）：61-65.

[18] LI L，ZHANG X M.Germination strategies of two halophytes in Salt Desert of northwestern China[J].Sci China Ser D-Earth Sci，2007，50：115-121.

[19] 张秀玲.盐胁迫下野大豆种子萌发特性研究[J].中国野生植物资源，2013，32（6）：21-24.

[20] 高新中，赵祥，孙洁，等.盐胁迫对达乌里胡枝子种子萌发的影响[J].草原与草坪，2008，128（3）：49-51.

[21] 韩毅强，张云超，张红梅.NaCl胁迫对大豆种子萌发及其生理变化的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2011，23（4）：11-14.endprint