不同盐胁迫对假苇拂子茅种子萌发与幼苗生长的影响

冷家明， 尚天翠， 毛锦龙， 刘 影，3*

(1. 伊犁师范学院化学与环境科学学院， 新疆 伊宁 835000；2. 伊犁师范学院生物与地理科学学院， 新疆 伊宁 835000；3. 新疆高校天然产物化学与应用重点实验室， 新疆 伊宁 835000)

盐分胁迫是自然界中一种主要的非生物胁迫，是影响植物生长的重要因素之一。生长于盐渍环境中的植物会不同程度的受到盐分胁迫的影响，分别表现在整株水平上，植物的生长速率降低，叶片受伤以及根芽比增加等[1]。种子萌发是植物生活周期的重要阶段，在此期间，其生理活动很容易受到外界环境的干扰，从而影响植物的生长和发育，而盐胁迫就是影响种子萌发的重要因子之一。假苇拂子茅(Calamagrostispseudophragmites)为禾本科中生多年生根茎型禾草，是低湿地草甸或沼泽化草甸的优势种或主要伴生种，在饲草、园林景观、人工湿地、水土保持等领域具有重要应用前景。目前，有关假苇拂子茅的研究报道主要集中在其群落特征及生物量的调查[2]，种群冬眠构建的结构[3]，生殖构件特征[4-7]，水分储存能力[8]等方面，对其盐胁迫机制的探究还未见报道，本文仅对其原理做初步探究。

1 材料与方法

1.1 材料

供试假苇拂子茅种子采集于伊犁霍城县大西沟河岸。

1.2 试验方法

采用纸上发芽法。挑选大小一致、饱满无破损的种子作为试验材料，用10% NaClO表面消毒10 min后用无菌水冲洗多次。试验用Na2CO3和NaHCO3处理液浓度分别为0，5，10，20，50和100 mmol·L-1共6个梯度；NaCl不同处理液浓度分别为0，30，50，100，150，200，300 和350 mmol·L-1。

试验方法：在洗净烘干的培养皿里垫两层滤纸，分别移取相应的Na2CO3，NaHCO3和NaCl处理液浸湿滤纸(本试验处理液的用量为2 mL)，然后均匀摆入经消毒后挑选好的种子，每个培养皿培养30粒种子，每个处理组均为3次重复，摆放完毕后置于25℃，4 000 Lx 的HPG-400型全自动光照培养箱，每2天用相应类型及其浓度的溶液冲洗2～3次后，添加5～8 mL 对应溶液以确保浓度不变，并避免淹水胁迫。同时，每3天换一次滤纸，防止溶液中离子沉淀影响试验结果。每天记录各皿发芽的种子数，共培养7天。随机选取6粒发芽种子测定胚根和胚芽长度。

1.3 数据分析

以胚芽长至1 mm作为发芽标准，每天定时记录种子发芽数。种子萌发7天后，用刻度尺分别测量种子的根长和芽长。试验结束后计算发芽率、发芽势、发芽指数和根芽比。

假苇拂子茅种子的发芽率，发芽势，发芽指数的计算公式如下：

发芽率(GP)=第7天正常发芽的种子数/供试种子数×100%

发芽势(GE)=第3天正常发芽的种子数/供试种子数×100%

根芽比=根长/芽长

数据的统计及作图均使用Excel 2010，并就不同处理的结果用DPS 7.05软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对假苇拂子茅种子萌发的影响

2.1.1NaHCO3胁迫对假苇拂子茅种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响 由图1可知，随着NaHCO3浓度的增加，假苇拂子茅种子的发芽率、发芽势和发芽指数均呈现不同程度的下降趋势。当Na2CO3浓度≥10 mmol·L-1时，溶液对种子萌发有显著抑制作用。

2.1.2Na2CO3胁迫对假苇拂子茅种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响 由图2可知，假苇拂子茅种子的萌发率随Na2CO3的增加而显著降低。同时，种子的发芽势和发芽指数也均随Na2CO3浓度的增加而降低。当Na2CO3浓度≥10 mmol·L-1时，溶液对种子萌发有显著抑制作用。

2.1.3NaCl胁迫对假苇拂子茅种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响 中性盐NaCl胁迫处理下，假苇拂子茅种子的发芽率、发芽势和发芽指数如图3所示。随着NaCl浓度的增加，发芽率、发芽势和发芽指数均呈现不同程度的抑制效应。即使NaCl的浓度达到350 mmol·L-1时，假苇拂子茅种子的发芽率依然可以保持在40%左右，而发芽势和发芽指数也维持在20%左右。

图1 NaHCO3胁迫对假苇拂子茅种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响Fig.1 Effect of NaHCO3 stress on germination percentage, germination potential and germination index of C. pseudophragmites注：不同小写字母表示不同浓度间差异显著(P<0.05)，下同Note: Different lowercase letters indicate significant difference among different extract concentrations at the 0.05 level．The same below

图2 Na2CO3胁迫对假苇拂子茅种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响Fig.2 Effect of Na2CO3 stress on germination percentage, germination potential and germination index of C. pseudophragmites

图3 NaCl胁迫对假苇拂子茅种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响Fig.3 Effect of NaCl stress on germination percentage, germination potential and germination index of C. pseudophragmites

2.2 盐胁迫对假苇拂子茅幼苗生长的影响

3种盐胁迫处理对假苇拂子茅幼苗的苗高和根的伸长生长均具有不同程度的抑制作用，且抑制效应随盐溶液浓度的增加而增强(表1)。其中，碱性盐Na2CO3在低浓度时就与对照间存在著差异。同时，3种盐胁迫下，根冠比在整在随盐溶液的增加而下降。

表1 3种不同盐胁迫对假苇拂子茅幼苗生长的影响Table 1 Effects of different salts stress on the seedling growth of C. pseudophragmites

3 讨论与结论

在种子生物学领域，常用发芽势和发芽指数来评价种子发芽的状况，其结果可以反映种子发芽的潜力和种子活力。本文的结果显示，在中性盐NaCl、碱性盐Na2CO3和NaHCO3的胁迫处理下，假苇拂子茅种子的发芽率、发芽势和发芽指数均随着溶液浓度的升高而逐渐下降，即抑制效应随盐溶液的浓度增加而增加。这3种盐溶液低浓度时对种子萌发的抑制作用并不显著，说明低浓度的盐胁迫对假拂子茅种子萌发影响不大。高浓度碱性盐Na2CO3和NaHCO3对种子萌发的胁迫效应较强。崔玮等[9]对黄瓜(CucumissativusL.)种子的研究发现，碱性盐的胁迫效应显著高于中性盐。在本研究中，即使中性盐NaCl的浓度高达350 mmol·L-1时，假苇拂子茅种子的发芽率仍然维持在40%左右，这与前人的研究结果相似。刘建新等[10]对燕麦(AvenasativaL.)的研究发现，碱性盐胁迫处理对幼苗生长具有显著抑制作用。黄立华等[11]对等羊草(Leymuschinensis)的研究发现，高Na+和高pH协同胁迫是抑制羊草种子萌发和根芽生长的主要因素。在本研究中，随着Na+浓度增加，3种盐胁迫对假苇拂子茅幼苗的根长与苗高的抑制效应逐渐增强。同时，在较低浓度下，低浓度Na2CO3比同为碱性盐的NaHCO3及中性盐NaCl对假苇拂子茅苗高和根的伸长生长的抑制效应更强，说明高pH也会抑制假苇拂子茅的幼苗生长，且二者具有协同效应。