琉璃苣种子萌发期对NaCl胁迫的响应

陈 叶，席江彤，罗光宏

（河西学院农业与生物技术学院， 甘肃 张掖734000）

琉璃苣（Borago officinalis L．）又名紫花草，为紫草科草本植物。古代琉璃苣用作治疗肿胀、炎症、咳嗽和呼吸道疾病的传统植物药物，有生热，调节异常黑胆质，生湿补脑，祛寒补心，爽心悦志，润燥消炎，止咳平喘等功效［1］。现代临床研究发现，琉璃苣油对脂质代谢有一定的调节作用，对肝脏具有保护作用［2］。其种子富含人体所必需的氨基酸和油脂，含油量大于30%，其中γ－亚麻酸含量超过20%［3］。前人对植物的耐盐性已有大量研究［4－6］。但盐胁迫对琉璃苣的影响未见报道，本研究以NaCl处理琉璃苣种子为切入点，设计不同梯度，探究琉璃苣对NaCl的忍受性和自我调节机理，为合理选择琉璃苣的种植区域提供参考。

1 材料与方法

1．1 材 料

种子由民乐县琉璃苣种植基地提供，采收于2013年10月。

1．2 方 法

1．2．1 种子萌发的测定

选取规格20cm×15cm×10cm的发芽盒，洗净晾干，铺2层发芽纸置床。实验共设0（ck）、0．1%、0．2%、0．3%、0．4%、0．5%、0．6%7个处理 NaCl盐浓度，3次重复。选取籽粒饱满、大小一致的种子点播于发芽盒，每盒点播100粒种子。将各处理置于光照2 000lx（8h）、温度（25±1）℃、湿度70%的培养箱内进行发芽实验。发芽期间每天定时观察，并记录种子发芽数和补水。待发芽实验结束后，测定发芽率、发芽势、苗高、根长；称取根和苗的鲜重；计算发芽指数、相对盐害率。

发芽率（%）＝∑Gt／T×100%；发芽势（%）＝（n／N）×100%（式中：n为种子发芽高峰时的正常发芽粒数，N 为供试种子数）；发芽指数＝∑Gt／Dt（式中：Dt为置床之日算起的日数，Gt为相应各日的正常发芽数）；相对盐害率（%）＝（对照发芽率－盐处理发芽率）／对照发芽率×100%。

1．2．2 幼苗生理指标的测定

待种子发芽15d后，采用乙醇与丙酮浸提法测定叶绿素含量；采用硫代巴比妥酸（TBA）法测定幼苗丙二醛（MDA）含量；采用磺基水杨酸浸提法测定幼苗游离脯氨酸含量；以电导法测定相对电解质渗透率［12］。

1．2．3 统计分析

应用Excel 2003和DPS数据处理系统软件对本实验中的数据进行分析。

2 结果与分析

2．1 NaCl处理对琉璃苣种子萌发的影响

由表1所示，NaCl处理浓度在0．1%和0．2%时，种子的发芽率比ck分别高出7．99%和4．33%；发芽指数比ck分别高出1．62和0．74；发芽势比ck分别高出9．67个和7．21个百分点，处理间差异不显著，说明低浓度对种子的萌芽有促进作用；当浓度在0．2%以上时，种子发芽率、发芽势及发芽指数均呈下降趋势，并随盐浓度增加，对种子萌发的抑制逐渐增加；盐浓度在0．3%时与ck相比，差异达显著；当盐浓度在0．4%以上时各处理与ck相比，种子发芽率、发芽势及发芽指数均达显著水平（p＜0．05），种子萌发率在50%以下，但0．3%与0．4%之间不显著。说明NaCl浓度较低时，对发芽率和发芽指数有促进作用，浓度较高时有抑制作用。发芽率与盐浓度的线性回归方程为Y＝1．461 2－0．070 1 X（Y 为发芽率，X 为盐浓度，R＝0．90），为进一步明确琉璃苣的耐盐性，算得耐盐临界值（Y＝50%）为0．37，极限值（Y＝0%）为0．65，表明琉璃苣有一定的耐盐性。

由表1可看出，NaCl对琉璃苣种子相对盐害率呈先降后升，NaCl浓度在0．2%以下时，对琉璃苣种子发芽相对盐害率为负；当NaCl浓度＞0．2%时，各处理对琉璃苣种子发芽的相对盐害率为正，且随着盐浓度的增加相对盐害率逐步升高。各处理与ck相比，盐害率的差异达显著水平（p＜0．05）；在高盐浓度（0．5%～0．6%）时，相对盐害率急速增加，极大地伤害了种子活力。总体趋势表明低浓度NaCl不抑制琉璃苣发芽，并有促进作用，但随着盐浓度升高，盐害加重。

表1 不同浓度NaCl胁迫对琉璃苣种子萌发的影响

2．2 NaCl胁迫对琉璃苣幼苗生长的影响

2．2．1 对琉璃苣幼苗苗长、根长、苗重、根重的影响

由表2可看出，低浓度的盐对琉璃苣幼苗的苗高、根长、苗重和根重影响不明显，且各指标在NaCl浓度为0．1%时达最大值；当处理浓度为0．3%时，根和苗的生长开始受到影响，除苗高差异较小外，其根长、苗重和根重与ck相比差异达显著水平（p＜0．05）。说明在盐胁迫下琉璃苣幼苗生长随浓度的增加呈逐渐降低趋势。实验 也 表 明，NaCl处 理 为 0．3%、0．4%、0．5%、0．6%时，苗 高 分 别 比 ck 降 低 了 2．80%、13．08%、26．48%、40．81%；根 长 降 低 了 8．27%、12．66%、18．60%、25．90%；苗 重 分 别 比 ck 降 低 了5．06%、10．11%、13．91%、21．49%；根 重 分 别 比 ck 降 低 了10．23%、19．01%、24．85%、27．78%，由数据说明，NaCl胁迫对地上部分的影响大于地下部分。分析表明盐对琉璃苣根和苗生长的影响表现出低促高抑效应。

表2 不同浓度NaCl胁迫对琉璃苣幼苗生长的影响

2．2．2 对琉璃苣幼苗叶片叶绿素的影响

从表3可知，在NaCl胁迫下，叶片叶绿素的含量随盐浓度的升高呈下降趋势，二者呈负相关性。与ck相比，NaCl浓度为0．1%时，叶片中叶绿素间差异不显著；当浓度在0．2%以上时，叶绿素含量显著下降（p＜0．05），且在 NaCl浓度为0．6%时，含量达最低值，比对照下降了37．6%。表明盐浓度的增加抑制了叶绿素的合成，进而抑制了生长。

表3 不同浓度NaCl胁迫对琉璃苣幼苗生理指标的影响

2．2．3 对琉璃苣幼苗脯氨酸含量的影响

脯氨酸是植物体内重要的渗透调节物质，可维持细胞正常的渗透势。如表3所示，不同质量浓度NaCl胁迫下，随盐浓度升高，脯氨酸含量不断积累，当盐浓度≥0．2%时，脯氨酸含量与ck相比呈显著增加；盐浓度为0．5%时，达最大值，当盐浓度为0．6%时，脯氨酸含量快速下降但仍高于ck。说明随盐浓度的增加，细胞的自我保护也在逐渐增强，对胁迫产生一定的忍受性。

2．2．4 对琉璃苣幼苗MDA的影响

MDA的含量与植物受伤害程度密切相关。如表3所示，随盐浓度的增加MDA含量逐渐增加，二者之间呈正相关。与ck相比，盐浓度≥0．4%时 MDA明显增加，差异显著（p＜0．05）。说明盐胁迫使膜脂过氧化加剧，幼苗受害程度不断增加，植物调节能力已不再明显。

2．2．5 对琉璃苣叶片相对电导率的影响

膜透性（以相对电导率表示）可用来间接的表示细胞膜的受伤程度。如表3所示，随着NaCl胁迫的增加，琉璃苣幼苗叶片的相对电导率逐渐升高，二者呈正相关性。与ck相比，不同处理电导率分别升高了14．1%、33．7% 、43．9% 、48．7%、74．8%、115．2% ，且 在盐浓度为0．2%时，电导率间差异达显著水平（p＜0．05）。说明随着NaCl胁迫浓度的增加，其细胞膜系统受到的破坏程度在加重。

3 结论与讨论

发芽率、发芽指数和活力指数是评价种子发芽的指标之一，它反映了种子发芽速度、发芽整齐度和幼苗健壮的潜势。大多数研究者认为，盐胁迫对种子萌发有显著的抑制作用，但郭建华［7］等、那桂秋等［8］得出了低浓度的盐胁迫对种子萌发或幼苗生长有促进作用，而高浓度则转为抑制作用的结论。本研究结果发现，NaCl浓度在0．2%以下时，种子发芽率、发芽势及发芽指数均高于ck，说明低浓度不抑制琉璃苣种子发芽，且对种子的萌芽有促进作用；当处理浓度在0．2%以上时，种子发芽率、发芽势及发芽指数均呈下降趋势，并对种子萌发的抑制程度逐渐增加。NaCl对琉璃苣种子相对盐害率呈先降后升，NaCl浓度在0．2%以下植物不受盐害；当NaCl浓度在0．4%以上时的各处理与ck相比，盐害率的差异达显著水平（p＜0．05），正常代谢进程被明显扰乱。总体对种子的萌芽表现出低促高抑效应。

叶绿素是植物进行光合作用的物质基础，叶片叶绿素含量是衡量植物在盐胁迫下耐盐性的重要生理指标之一［9］。在本研究中，随着NaCl处理浓度的增大，琉璃苣叶片中叶绿素量逐渐减少，二者呈负相关。当盐浓度大于0．3%时，叶绿素含量显著下降。这与克热木等［10］认为外界NaCl胁迫处理能降低植物叶绿素量结论一致。说明盐胁迫激发了琉璃苣幼苗叶片中叶绿素酶的作用，使光合色素的分解大于合成。

有报道指出，在正常情况下，植物体内Pro的含量很低，但是遇到逆境条件时，会大量积累。多数研究表明盐胁迫下Pro大量积累，并通过维持渗透调节，稳定蛋白质，保护细胞膜结构的稳定［11］，因此Pro积累被作为衡量植株耐盐性的指标。本研究表明，随着盐浓度的增加琉璃苣幼苗中Pro含量不断累积，与ck相比，在盐浓度为0．2%～0．5%时，含量显著增加，膜的稳定性较好，但盐浓度达0．6%时，Pro含量却出现急速下降，比0．5%下降了11．3%。说明随着琉璃苣幼苗受胁迫影响，渗透调节能力也在增强，但增强到一定程度，膜稳定性变差，机体调控下降。

本研究认为，随着NaCl胁迫的增加，琉璃苣幼苗叶片的相对电导率逐渐升高，二者呈正相关性，且在盐浓度为0．2%开始，电导率间差异达显著水平（p＜0．05）。说明随着NaCl胁迫浓度的增加，其细胞膜系统受到的破坏程度在加重。这与史雨刚等认为植物遭受盐胁迫时，会出现生理干旱现象，表现为细胞脱水，膜脂分子结构发生紊乱，膜因此收缩出现空隙，引起膜透性的增加，使得大量小分子向组织外进行渗透，从而使外渗液的电导值增大的结论相一致［12］。

盐碱胁迫导致植物中MDA含量增加的报道已有很多，其含量越高，表明植物受伤害的程度就越大［13］。在本研究中，随着NaCl浓度的增加，MDA含量呈增加趋势，二者呈正相关，说明随盐浓度增大膜脂过氧化程度也越高，自由基的产生和消除平衡遭到破坏，琉璃苣幼苗受到的伤害也在逐渐增加。

综上所述，NaCl对琉璃苣种子萌发和幼苗生长的影响表现出低促高抑效应，对地上部分的影响大于地下部分。本研究初步表明，琉璃苣有一定耐盐力，但在盐浓度为0．4%时，发芽率已受明显影响，在0．6%时，发芽率仅为20．33%，盐害率高达61．88%，由此可推断0．6%为极限浓度。今后将对不同琉璃苣品种在盐渍化土壤环境中进行耐盐性鉴定，进一步研究琉璃苣的耐盐能力。

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