盐胁迫对蜡梅种子萌发及幼苗生长的影响

邵金彩，刘玉霞，杨佳鑫，徐兴龙，张启翔，李庆卫

(北京林业大学 花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室，国家花卉工程技术研究中心，城乡生态环境北京实验室，北京 100083)

盐胁迫对蜡梅种子萌发及幼苗生长的影响

邵金彩，刘玉霞，杨佳鑫，徐兴龙，张启翔，李庆卫*

(北京林业大学 花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室，国家花卉工程技术研究中心，城乡生态环境北京实验室，北京 100083)

为研究盐胁迫对蜡梅种子萌发的影响，探索蜡梅种子的盐胁迫响应机制，采用不同浓度NaCl溶液处理蜡梅(Chimonanthuspraecox)种子，进行萌发试验，分析种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、成活率和幼苗根长、苗长、根冠比等指标。结果表明：蜡梅种子具有耐低盐胁迫(0.4% NaCl以下)的特性，随着盐溶液浓度的升高，各项发芽指标均不同程度降低，当NaCl浓度为1.2%时，胁迫强度超出了蜡梅种子萌发所能承受的极限；0.2% NaCl溶液对蜡梅幼苗的生长没有影响，但高盐胁迫显著抑制蜡梅幼苗的生长，盐浓度越高，蜡梅幼苗的生长量越低，成活率也越低。

盐胁迫；蜡梅；种子萌发；耐盐机制

盐渍土是目前土地的重要问题之一，广泛分布在世界上100多个国家和地区，面积接近10亿hm2。我国的盐渍土总面积达到3 630万hm2，接近我国可利用土地面积的4.88%，在这些盐渍土中，目前仅有576.6万hm2已被开垦，作为重要的后备土地资源，还有大面积的盐渍土亟待开发利用[1]。盐胁迫是影响植物种子萌发、植物生长的主要逆境因素之一，因此，研究植物的耐盐性及其机理具有重要的理论和现实意义。

蜡梅(Chimonanthuspraecox)，又称腊梅、黄梅等，属蜡梅科(Calycanthaceae)蜡梅属落叶灌木，是第三纪孑遗植物，也是我国重要的传统名花，栽培历史悠久，被广泛应用于园林绿化、盆景、鲜切花、蜡梅香精等方面[2-3]。蜡梅的主要繁殖方式是种子繁殖[4]。目前，已有学者研究了蜡梅种子休眠的原因[4]，温度对蜡梅种子萌发的影响[5]，60Coγ射线辐射对蜡梅种子发芽的影响[6]，但尚未见盐胁迫对蜡梅种子萌发的影响研究。

本研究以蜡梅种子为试材，分析了不同浓度盐溶液对蜡梅种子萌发的影响，旨在为盐碱地区蜡梅的繁殖生产、引种驯化、园林应用、耐盐育种以及蜡梅植物资源的保护和开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

蜡梅种子于2016年6月25日蜡梅果实果皮开始变黄时，采自北京香山公园蜡梅谷，均为小磬口蜡梅(ChimonanthuspraecoxXiaoqingkou)，属素心蜡梅品种群(concolor group)。采回后即剥出种子，筛选色泽光亮、籽粒饱满、大小均匀的种子作为研究对象。种子的正面观形状为长椭圆形，颜色为黄褐色或棕褐色。测得蜡梅种子长轴长为(17.93±0.59)mm，短轴长为(7.33±0.59)mm，厚度为(5.87±0.34) mm，千粒重为(377.87±7.66)g。

1.2 种子萌发试验设计

萌发试验前，对筛选的蜡梅种子用多菌灵800倍液进行浸种杀菌3 h，取出后立即用蒸馏水冲洗干净。

盐胁迫处理试验：分别配制6个不同浓度梯度(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%)的NaCl溶液，并以无菌水为对照(CK)。将种子置于铺有细沙(已消毒)的培养皿(Φ=15 cm)中，每个培养皿内均匀放置30粒种子，每个处理重复5组，并在种子上面覆一层10 mm的薄沙。每个培养皿分别喷以35 mL的相应NaCl溶液，置于电子天平上称量并记录原始质量，以后每天采用称量法补充水分，确保培养皿中处理液的浓度基本不变。

将培养皿放在温度25±1 ℃，相对湿度75%的智能人工气候箱中。以胚根突出种皮的长度达种子长度的一半为发芽的种子，每24 h观察记录1次。试验第7天计算发芽势，第15天测量根长与苗长并结束试验，计算发芽率、发芽势、活力指数、发芽指数等指标，各指标计算公式如下：

发芽率(Germination rate，Gr)=n/N×100%；

发芽势(Germination potential，Gp)=m/N×100%；

发芽指数(Germination index，Gi)=∑(Gt/Dt)；

活力指数(Vigor index，Vi)=Gi×S。

式中：n为发芽数，N为种子总数，m为7 d内发芽数，Gt为第t天时的发芽数，Dt为相应的天数；S=试验时间内供试种子平均根长+平均苗长。

1.3 数据处理

数据均采用SPSS 22.0统计软件进行分析，用Sigmaplot 12.0绘图。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对蜡梅种子萌发的影响

随着盐胁迫处理浓度的升高，蜡梅种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均呈现显著下降的趋势(表1)。对照组和0.2% NaCl溶液处理的试验组，蜡梅种子的各项萌发指标差异不显著。在6个不同浓度NaCl溶液胁迫处理结果中，0.4% NaCl胁迫处理下，蜡梅的发芽率为56.00%，比对照组下降了41.67%；但其发芽势仅为19.33%，发芽指数为2.02，活力指数为15.72，与对照组相比，这3项指标分别下降了77.17%、61.96%、81.57%。因此，NaCl浓度在0.4%以上时，蜡梅种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均极显著降低(P<0.01)，严重抑制了蜡梅种子的萌发，影响蜡梅的规模化生产。

表1 盐胁迫处理对蜡梅种子萌发的影响

Table 1 Effect of salt stress on the germination ofChimonanthuspraecox

NaCl浓度NaClconcentration/%发芽率Germinationrate/%发芽势Germinationpotential/%发芽指数Germinationindex活力指数VigorindexCK9600±067A8467±082A531±008A8530±132A029333±149A8067±067A512±005A8203±072A045600±163B1933±267B202±008B1572±063B063200±170C1133±082C119±006C673±034C082400±163D267±125D076±004D305±019D10667±000E0±0D027±004E026±0E12000±000F0±0D0±0F0±005E

CK为蒸馏水浸种且无盐胁迫；表中各数据为平均值±标准误，同列数据后无相同大写字母表示处理间差异极显著(P<0.01)。下同。

在0.4% NaCl浓度下，蜡梅的活力指数低至15.72，说明在此浓度下蜡梅种子虽然具有半数以上的发芽率，但盐胁迫已经大大降低了种子的发芽质量。当NaCl浓度提高到1.0%时，即使有个别种子胚芽突破种皮，但幼苗极其脆弱，逐渐死亡。当NaCl浓度提高到1.2%时，种子不萌发。

2.2 NaCl胁迫对蜡梅种子发芽进程的影响

NaCl胁迫不仅降低了蜡梅种子的发芽率，而且还影响种子的发芽进程(图1)。在种子萌发的15 d观察统计期内，在无菌水处理条件下，种子始芽时间为3 d，萌发高峰期为第5天，发芽持续时间9 d。0.2% NaCl处理组，种子的始芽时间也是从第3天开始，萌发高峰也在第5天。在0.4%、0.6% NaCl处理组，蜡梅种子从第5天开始萌发。0.8%和1.0%的NaCl处理组内，种子始芽时间分别是第7、10天，且不存在明显的萌发高峰日。而1.2% NaCl在观察期内没有萌发。因此，随着NaCl胁迫的增加，种子萌发受到的抑制作用增强，种子始芽时间也逐渐推迟。

图1 NaCl胁迫对蜡梅种子15 d累计发芽率的影响Fig.1 Effect of NaCl stress on germination rate of Chimonanthus praecox in 15 days

2.3 NaCl胁迫对蜡梅幼苗生长的影响

2.3.1 NaCl胁迫对蜡梅幼苗根长和苗长的影响

NaCl胁迫处理蜡梅种子后，萌发幼苗的根长和苗长均表现为随着盐浓度的增加呈缩短的趋势(表2)。其中，0.2% NaCl处理与对照组的根长、苗长均相近，二者无显著差异；NaCl浓度为0.4%时，根长与苗长均急剧下降，之后下降速率减小；尤其当NaCl浓度为0.6%时，根与苗的生长受到严重抑制，根长均小于2.5 cm，苗长均小于4.0 cm。随着盐浓度的升高，根长减小的速率高于苗长减小的速率，说明蜡梅根部对盐浓度增加的敏感性高于苗。

此外，0.2%与0.4%的NaCl胁迫对蜡梅根冠比的影响不显著(表2)，当NaCl浓度为0.6%时，根冠比极显著降低，为0.68。此后，根冠比与盐浓度的升高呈负相关。当NaCl浓度为1.0%时，蜡梅虽有胚根与胚芽，但并未长出子叶，其胚根与胚芽极短且均发黑干瘪，说明高浓度的盐胁迫阻止蜡梅成苗。

2.3.2 盐胁迫对蜡梅幼苗成活率的影响

盐胁迫对蜡梅幼苗的成活率有显著影响(表2)。NaCl浓度为0.2%时，蜡梅的成活率为91.33%，与对照(94.00%)无显著差异，且幼苗长势基本一致，生长良好，说明0.2%的盐胁迫对蜡梅萌发苗的生长不构成威胁。当NaCl浓度为0.4%时，成活率降低到51.33%，且幼苗长势较弱，基部个别叶片枯黄；NaCl浓度大于0.6%时，成活率不足20%，且多数长出子叶后便停止生长或死亡；NaCl浓度为1.0%时，虽起初有个别种子萌发，但全部死亡。因此，中高浓度盐胁迫对蜡梅植株的伸长生长有显著的抑制作用。

表2 盐胁迫处理对蜡梅幼苗的影响

Table 2 Effect of NaCl stress on the seedings ofChimonanthuspraecox

NaCl浓度NaClconcentration/%苗长Seedinglength/cm根长Rootlength/cm根冠比Root⁃shootratio成活率Survivalrate/%CK836±017A770±005A093±002A9400±125A02834±019A767±005A092±002A9133±170A04425±028B355±006B086±005A5133±133B06336±011C228±005C068±002B1800±082C08259±005D148±004D057±002C1066±125D10099±010E049±004E050±002C0±0E120±0F0±0F0±0D0±0E

3 讨论

成熟蜡梅种子种皮坚硬，透水性差，严重影响种子萌发进程，降低发芽率[4-5]。本研究在蜡梅果实呈黄色时采收，种皮较软，吸水性良好，大大提高了蜡梅的发芽率，排除了种皮对发芽率的影响。

种子能否在盐胁迫环境中萌发是保证植物在盐碱地生存的基础和关键[7]。种子萌发和幼苗早期是对盐胁迫最敏感的植物生长阶段[8]。本研究结果表明，在盐浓度较低(0.2%)时，蜡梅的发芽率、发芽势等指标均与对照组差异不显著，说明低浓度的盐碱胁迫对蜡梅种子萌发的影响不大，蜡梅种子具有耐低盐胁迫的特性。随着NaCl溶液浓度的升高，各项指标的差异越发显著。当盐浓度为1.2%时，腊梅种子没有萌发，可能是因为高盐度导致渗透胁迫，胁迫强度超出了蜡梅种子萌发所能承受的极限[12]，高渗透势阻止了胚对水分的吸收，延缓并阻止了蜡梅种子的萌发。这与陈培玉等[9]对紫穗槐的研究，曾广娟等[7]对沙枣、紫穗槐、柽柳的研究，张雪[10]对白刺的研究以及童家赟等[11]对酸浆种子的研究结果一致。

土壤溶液中的盐侵蚀导致植物叶片水分不足，抑制植物生长和新陈代谢[12]。研究发现，0.2%的盐处理对蜡梅幼苗的生长没有影响，但高盐胁迫显著抑制蜡梅幼苗生长，幼苗根与地上部分的生长速率均呈下降趋势，幼苗的总生长量较低，成活率降低。盐胁迫通过高渗透势与离子效应2种途径影响和抑制种子的萌发与幼苗的生长[13]。高渗透势抑制幼苗根系对水分的吸收；此外，在高盐浓度下，Na+取代了细胞壁上Ca2+的结合位点，降低了Ca2+在胞质外的活性，并且可能通过非选择性阳离子通道导致大量的Na+内流，过量的Na+也可能限制胞质中Ca2+的可利用性，由于胞质Ca2+对激活Na+解毒是必需的，从而阻碍了植物自身的解毒能力[12]，增强了盐离子的毒害作用，进而影响种子萌发和幼苗的生长，最终导致幼苗死亡，这与张雪[10]对柽柳与白刺的研究结果一致。

种子能够在盐胁迫条件下萌发并生长，说明种子具有潜在的耐盐性。种子对盐胁迫的耐受性对于植物存活及生长发育至关重要[14]。本研究结果为蜡梅在盐渍土壤上的种植和推广提供了新的思路。在后续研究中，可进一步探讨蜡梅种子对盐胁迫的缓解途径，或培育耐盐蜡梅品种，这对蜡梅在盐渍土上的应用推广具有重要意义。

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(责任编辑 侯春晓)

Effects of salt stress on germination and seeding ofChimonanthuspraecoxseeds

SHAO Jincai， LIU Yuxia， YANG Jiaxin， XU Xinglong， ZHANG Qixiang， LI Qingwei*

(BeijingKeyLaboratoryofOrnamentalPlantsGermplasmInnovation&MolecularBreeding，BeijingForestryUniversity，NationalEngineeringResearchCenterforFloriculture，BeijingLaboratoryofUrbanandRuralEcologicalEnvironment，Beijing100083，China)

In order to study the effects of salt stress on seed germination ofChimonanthuspraecoxand reveal its resistant mechanism under salt stress， NaCl solutions at different concentrations were applied to the experiment of seed germination inCh.praecox. Seed germination rate， germination potential， germination index， vigor index， survival rate and seedling root length， seedling length， root-shoot ratio were analyzed. The results showed as follows:Ch.praecoxseeds had low salt stress tolerance (0.4% NaCl or less). The germination indexes were decreased with the increasing of NaCl concentration. When the concentration of NaCl was 1.2%， the intensity of stress was beyond the limit of seed germination forCh.praecox. 0.2% NaCl had no effect on the growth ofCh.praecoxseedlings， but high salt stress significantly inhibited the growth ofCh.praecoxseedlings， the higher salt stress， the lower growth ofCh.praecoxseedling and the lower survival rate.

salt stress;Chimonanthuspraecox; seed germination; salt-resistant mechanism

http://www.zjnyxb.cn邵金彩， 刘玉霞， 杨佳鑫， 等. 盐胁迫对蜡梅种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 浙江农业学报， 2017， 29(7): 1139-1143.

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.07.11

2016-11-22

北京市科学研究与研究生培养共建项科研项目——北京实验室(2016GJ-03)

邵金彩(1992—)，女，河北邢台人，硕士研究生，从事园林植物与观赏园艺研究。Email：1241114326@qq.com

*通信作者，李庆卫，Email：lqw6809@bjfu.edu.cn

S685.99

A

1004-1524(2017)07-1139-05

浙江农业学报ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2017，29(7): 1139-1143