硝普钠和Zn2+对盐胁迫下棉花幼苗生长的影响

代海芳++陈彪++段易伶++王春丽

摘要：为了研究外源NO供体硝普钠（SNP）和Zn2+复配浸种对盐胁迫下棉花（Gossypium spp.）幼苗生长的影响，以鲁21为材料，考察了不同浓度的SNP和Zn2+复配浸种后对盐胁迫下棉花种子的发芽率、发芽势及幼苗叶片各项生理生化指标的影响。结果表明，SNP和Zn2+复配浸种能显著提高盐胁迫条件下棉花种子发芽率、发芽势，提高棉花幼苗根系活力、POD活性、SOD活性、叶绿素及脯氨酸含量，并能显著降低幼苗叶片的相对电导率及MDA含量，其中以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+复配浸种的效果最好。

关键词：SNP；盐胁迫；Zn2+；棉花（Gossypium spp.）；幼苗生长

中图分类号：S562；Q945.78 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）09-1620-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.09.006

Effects of SNP and Zn2+ on the Growth of Cotton Seedling under Salt Stress Conditions

DAI Hai-fang， CHEN Biao， DUAN Yi-ling， WANG Chun-li

（Department of Life Science and Technology， Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract：To research the effects of soaking seeds using compound of SNP（NO donor） and Zn2+ on the cotton（Gossypium spp.） seedling growth under salt stress，taking Lu 21 as materials，the effects of compound of SNP and Zn2+ on germination rate， germination potential，seedling leaf conductivity，root activity，POD activity，SOD activity，chlorophyll content，proline content and MDA content of cotton under salt stress were studied. The results showed that，under salt stress conditions，SNP and Zn2+ compounds could significantly improve the germination rate，germination potential，root activity，POD activity，SOD activity，chlorophyll and proline content of cotton seed，and reduce the conductivity and MDA content of seedling leaves. The compounds of 0.10 mmol/L SNP and 20 mg/L Zn2+ had the best effect.

Key words： SNP； salt stress； Zn2+； cotton（Gossypium spp.）； seedling growth

一氧化氮（NO）是广泛存在于植物组织中重要的氧化还原信号分子、易扩散的活性分子。它可以提高植物在逆境条件下的适应性，诱导种子萌发，影响植物生长发育，提高幼苗的生活能力。NO广泛参与植物各种逆境胁迫的调节，如盐胁迫、干旱胁迫等。这些调节效应与细胞的生理条件和NO浓度密切相关[1，2]。低浓度下可以诱导种子萌发、根系伸长，高浓度下表现抑制作用。近年来，NO在植物抗逆反应中的研究頗受关注，特别是缓解干旱、盐渍化、高温等非生物胁迫的研究。研究表明，NO供体硝普钠（SNP）浸种能够缓解盐胁迫对小麦种子萌发的抑制作用[3]。

锌是植物生长发育所必需的微量元素，在植物有机酸代谢、生长素及叶绿素的形成、酶促反应、氮素代谢中有着重要作用。低浓度锌对小麦生长起促进作用，但锌浓度达300～500 mg/g时，对小麦有明显的抑制作用[4]。一定浓度的锌对甜菜种子发芽有促进作用，高浓度则抑制种子的发芽[5]。10 μg/mL的外源锌浸种有利于大豆芽对锌的积累[6]。

虽然关于SNP和锌对提高植物的抗逆性已做了大量研究，但尚无关于二者复配在植物抗逆性方面的使用。本试验初步探讨二者对盐胁迫条件下棉花（Gossypium spp.）幼苗生长的影响，以期为提高棉花盐碱地种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试验用的棉花品种鲁21由河南科技学院遗传育种实验室提供。

1.2 试验方法

采用发芽盒模拟盐胁迫（0.3%NaCl溶液）培养法。

试验采取完全随机区组设计。SNP为A因素，设3个不同浓度，分别为0.05 mmol/L（A1）、0.10 mmol/L（A2）、0.20 mmol/L（A3）；Zn2+为B因素，设3个不同浓度，分别为10 mg/L（B1）、20 mg/L（B2）、 30 mg/L（B3）。以去离子水浸种后种于模拟盐胁迫的沙土中的棉花幼苗为对照（CK），2个因素，3个水平，共10个处理，每个处理重复3次。

称取适量的棉花品种，经过浓硫酸脱绒，10%的双氧水消毒20 min后，用不同浓度的SNP和Zn2+混合溶液浸泡24 h后，将种子种植于发芽盒（12 cm×20 cm×5 cm）中，每盒60粒，最后再覆盖一层沙土，喷施补水（湿润即可），盖上盖子，置于培养室内，在光照30 ℃、黑暗26 ℃，12 h光照条件下培养。每天记录发芽数，定时补水，并记录补水量和棉花每天的生长状况，第四天测定发芽势，第七天测定发芽率，在种子萌发12 d后测定幼苗的丙二醛、叶绿素、脯氨酸、根系活力、SOD活性、POD活性、相对电导率等相关生理指标。

1.3 相关指标测定方法

发芽率=（发芽终期全部正常发芽的种子数/供试验种子总数）×100%；发芽势=发芽高峰期发芽的种子数/供试验种子数×100%；相对电导率用电导率仪测量[7]；过氧化物酶（POD）活性测定采用愈创木酚比色法[7]；根系活力测定采用TTC法[7]；脯氨酸含量测定采用酸性茚三酮显色法[7]；丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸比色法[7]；叶绿素含量测定采用乙醇丙酮浸提法[8]；超氧化物歧化酶（SOD）活性测定采用氮蓝四唑还原法[7]。

1.4 数据分析

采用SPSS Statistics 20.0软件进行数据处理和方差分析。

2 结果与分析

2.1 SNP和Zn2+对盐胁迫下棉花种子发芽的影响

SNP和Zn2+对盐胁迫下棉花种子萌发的影响见表1。由表1可知，与对照组相比，SNP和Zn2+复配处理明显提高盐胁迫条件下棉花幼苗的发芽率和发芽势。其中，0.10 mmol/L SNP和20或30 mg/L Zn2+复配处理后的发芽率最高，两者显著高于对照；0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+复配处理后的发芽势最高，但各处理间差异不显著。

2.2 SNP和Zn2+对盐胁迫下棉花幼苗各生理生化指标的影响

由表2可知，SNP和Zn2+复配处理对盐胁迫下棉花幼苗保护性酶活性的影响显著，与对照相比，SNP和Zn2+复配处理能明显提高盐胁迫条件下棉花幼苗的SOD和POD的活性。其中，以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+复配处理后的SOD活性最高，其次是0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+复配处理，两者之间差异不显著；0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+复配处理后的POD活性最高，其次是0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+复配处理，二者之间差异不显著。由表2还可以看出，与对照相比，SNP和Zn2+复配处理明显提高了盐胁迫条件下棉花幼苗的叶绿素含量、根系活力和脯氨酸含量。3个指标均以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+复配处理后的值最高，其次是0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+复配处理，二者均显著高于对照。

SNP和Zn2+对盐胁迫下棉花幼苗膜透性的影响明显，与对照相比，SNP和Zn2+复配处理明显降低盐胁迫条件下棉花幼苗的相对电导率和丙二醛含量。相对电导率以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+复配处理后最小，与其他处理间差异显著；丙二醛含量以0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+、0.10 mmol/L SNP和30 mg/L Zn2+复配处理最低。

3 结论

已有研究表明，NO参与盐胁迫条件下植物中的信号转导，提高植株的抗氧化系统活性，调节植物离子平衡，从而提高植物的抗盐性[8]。Ruan等[9]的研究表明，用NO供体处理小麦，可以诱导盐胁迫条件下SOD、CAT活性的增强，减少O2·-和H2O2的积累，缓解渗透胁迫引起氧化损伤。樊怀福等[10]研究发现0.1 mmol/L的外源NO供体SNP能明显提高NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白质的积累，提高幼苗根系抗氧化酶活性，降低盐胁迫造成的根系膜脂過氧化作用，提高黄瓜幼苗的耐盐性。锌可以增强植物在逆境下细胞系统的稳定性，从而增强植物对逆境的抵抗力。张玉琼等[11]研究表明，施用锌肥可明显减轻淹水玉米涝害。本试验结果表明，不同浓度的SNP和Zn2+复配均可影响盐胁迫下棉花种子的发芽率和发芽势，提高棉花幼苗的SOD、POD活性以及叶绿素含量、根系活力与脯氨酸含量，同时降低叶片的相对电导率及丙二醛含量，特别是0.10 mmol/L SNP和20 mg/L Zn2+的复配处理，其效果最佳。

参考文献：

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[2] MATA C G，LAMATTINA L. Nitric oxide induces stomatal closure and enhances the adaptive plant responses against drought stress[J].Plant Physiology，2001，126（3）：1196-1204.

[3] 段 培，丁 烽，王 芳，等.一氧化氮供体硝普钠浸种缓解盐胁迫对小麦种子萌发的抑制作用[J].植物生理与分子生物学学报，2007，33（3）：244-250.

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[7] 张志良，瞿伟菁.植物生理学实验指导[M].第三版.北京：高等教育出社，2009.

[8] 韩 燕，佘小平.环境胁迫下一氧化氮在植物中的作用[J].陕西师范大学继续教育学报，2006，23（3）：114-118.

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[10] 樊怀福，郭世荣，杜长霞.外源NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗氮化合物和硝酸还原酶活性的影响[J].西北植物学报，2006，26（10）：2063-2068.

[11] 张玉琼，张鹤英.锌营养对淹水玉米抗性的影响[J].安徽农学通报，1999，5（3）：19-21.