温度和NaCl胁迫对桑树种子发芽的影响

陈宣+陈加利+郑道君+云勇

摘要 以桑12号桑树种子为材料，研究不同温度和不同NaCl浓度对桑树种子萌发特性的影响。结果表明，桑树种子萌发的最适宜温度为25～35 ℃，在低温（15 ℃）和高温（45～55 ℃）条件下，种子均可萌发，但发芽率明显下降，發芽持续时间延长。NaCl胁迫均降低种子发芽率，50 mmol/L浓度对桑树种子萌发抑制最小，200 mmol/L时种子萌发率极低。表明桑树对盐胁迫具有一定的耐受性，浓度过大则明显抑制种子发芽和生长。

关键词 桑树；发芽；温度；盐胁迫

中图分类号 S888；Q945.78 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）22-0234-03

Abstract Different temperatures（constant）and different salt（NaCl）concentrations were used to study the effects on seed germination of mulberry Sang No.12.The results showed that the optimum temperature for seed germination of mulberry was 25-35 ℃.The seeds could germinate at low temperature（15 ℃）and high temperature（45-55 ℃），but the germination rate decreased obviously，the germination time was prolonged.NaCl stress reduced seed germination rate.The inhibitory effect of salt concentrations on seed germination was 200 mmol/L，which was stronger than 50 mmol/L.The results also confirmed that mulberry tree had certain tolerance to salt stress，but the seed germination and growth could be obviously inhibited on high NaCl concentration.

Key words mulberry；germination；temperatures；salt stress

土壤盐渍化是严重的世界性问题之一，我国有3 330万hm2盐渍土，约占全国可耕地面积的25%[1]。随着社会经济快速发展，对自然环境的过度干扰加快了可耕作土地盐化程度，严重影响植物的生长发育，阻碍农业生产的可持续发展，治理盐地对促进区域经济发展有积极意义[2]。桑树具有易种植、生长迅速、用途广泛等优点，广泛用于生态绿化和修复、饲料加工、食品饮料等领域，发展桑树产业具有良好的生态、经济和社会效益。目前，已有文献报道不同植物间存在耐盐性差异[3-4]、盐胁迫对桑树种子发芽率[5-6]和发芽势等影响[7-8]。

海南省具有丰富的光、热、水等资源，生产潜力大，桑树在海南省全年均可生长，适宜养蚕时间为10个月以上，是全国最早上市同时也是最晚收市的地区。桑蚕产业具有“短、平、快”的特点，生产周期短，种植后4个月就可采桑，1年可收获4次，收获期长达20年，经济效益明显优于水稻、橡胶、甘蔗等传统产业，促进当地农业结构调整优化[9-10]。海南省中西部地区试种了几种桑树品种，未发现理想的耐热耐盐性强的优良品种，而且中西部地区多属山地丘陵，土肥条件差，农业设施建设和生产方式落后，科技基础薄弱，易受到高温、干旱等不良因素影响，严重制约桑蚕产业的健康发展。海南省气候多炎热高温，土壤多为盐地，在桑树生长过程中，萌发期和幼苗期最容易受到不同温度和盐胁迫的影响，目前对海南地区的桑树种子萌发特性的研究还未见报道。

本试验研究了桑树种子对不同温度和盐分胁迫的响应，提高桑树种子的抗盐性及耐高温性，探索提高桑树耐高温、耐盐的技术方法，以期提高桑树栽植成活率，为海南盐地的开发和利用提供参考依据，对促进海南桑蚕产业的发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2016年11月至翌年3月，选用海南省农业科学院收集的本土桑树饱满且大小均匀的桑12号种子，用0.1%升汞（w/v）消毒10 min，再用蒸馏水冲洗5～6次，滤纸吸干后备用。

1.2 试验方法

1.2.1 温度对桑树种子萌发的影响。试验采用培养皿滤纸发芽法，每个培养皿（直径9 cm）中放置2层滤纸，分别放入50粒饱满健壮的桑树种子，重复4次，将种子分别置于15、25、35、45、55 ℃的智能人工气候箱中培养（相对湿度65%～75%，光照与黑暗时间每12 h循环1次），每天补充纯净水以防止滤纸干燥，每2 d更换1次滤纸。持续15 d，逐日统计发芽情况，直至3 d内再无种子萌发为止。

1.2.2 NaCl对桑树种子萌发的影响。分别用分析纯NaCl配制0（对照）、50、100、150、200 mmol/L的溶液，然后采用培养皿滤纸发芽法进行试验。每个培养皿中放置2层滤纸，之后分别放入50粒饱满、大小均匀的种子，依次加入5 mL配制好的NaCl溶液，重复4次。每天补充相应浓度的溶液以防止滤纸干燥，每2 d更换1次滤纸。设定培养参数为恒温25 ℃，相对湿度为65%～75%，连续培养15 d。以芽长超过种子纵径的1/2为发芽标准，每日定时观察，记录桑树种子的发芽数，直至3 d内再无种子萌发为止。

1.2.3 测定指标。统计发芽情况，分别测定桑树种子的发芽率和发芽势。同时分别测定幼苗高度、幼苗鲜重及干重。对结果进行统计分析。计算公式如下：endprint

发芽势（%）=（4 d正常发芽的种子数/供试种子数）×100；

发芽率（%）=（15 d正常发芽的种子数/供试种子数）×100。

2 结果与分析

2.1 温度对桑树种子发芽率的影响

由图1可以看出，桑树种子发芽迅速，萌发率和萌发速率都显著受温度的影响。在较低温度（15 ℃）时种子萌发较慢，25～35 ℃时桑树种子萌发最快而且发芽率最高，而45 ℃以上高温明显对桑树种子发芽造成不利影响，55 ℃时5 d发芽率仅达到51%。结果表明，15、25、35、45、55 ℃条件下种子萌发率达到50%的时间分别为3.0、1.5、1.5、2.5、4.5 d，温度显著影响桑树种子的发芽率和发芽势。在低温（15 ℃）条件下，桑树种子仍能发芽，但发芽率和发芽势偏低，25 ℃时发芽率、发芽势都最高，35 ℃条件下发芽率均>95%。可见，桑树种子萌发最适温度为25～35 ℃。

由图2可以看出，桑树种子萌发后苗高随温度的升高呈现先增加后降低的变化趋势，受温度影响显著。35 ℃时苗高达到最大值，为1.22 cm，其次是25 ℃，苗高1.15 cm。温度过低或过高都不利于幼苗生长，苗高均<0.5 cm。

由图3可以看出，桑树种子萌芽幼苗的质量受温度影响显著，随着温度的升高呈现先增加后降低。其中35 ℃时苗鲜重和干重达到最大值，其次是25 ℃。温度过低或过高均不利于种子幼苗生长和有效成分的积累。

2.2 NaCl胁迫对桑树种子萌发特性的影响

由图4可以看出，在NaCl胁迫下，桑树种子在NaCl浓度为0（对照）时，种子发芽率最高；50～100 mmol/L时发芽率均>95%；浓度为150 mmol/L时，种子发芽率呈下降趋势，种子发芽率降低明显；浓度达200 mmol/L时，种子发芽率、发芽势急剧下降。

由图5可以看出，桑树种子萌发苗高受NaCl胁迫的影响，随着NaCl浓度的升高呈现明显降低的趋势。其中NaCl浓度为100 mmol/L时苗高仅为对照组的1/3，200 mmol/L时苗高仅为对照组的4%。可见，NaCl浓度越大，对种子幼苗萌发和生长的胁迫伤害越大。

由图6可以看出，桑树种子萌芽幼苗的重量随着NaCl浓度的升高呈现明显降低的趋势，其中鲜重受NaCl胁迫的影响比干重更加显著，对照组幼苗鲜重和干重均达到最大值。NaCl浓度越大胁迫伤害越大，越不利于种子幼苗生长和有效成分的积累。

3 结论与讨论

植物在自然生长环境中会遇到多种逆境胁迫，其中高温及盐胁迫是常见的胁迫环境；而种子萌发是植物生命活动的起始阶段，也是植物对外界环境压力反应最为敏感的时期[1，11]。温度是决定桑树种子萌发的主要条件之一，是影响逆境胁迫下桑树种子萌发最重要的环境条件[12-14]。

本试验结果表明，桑树种子的萌发率和萌发速率均受温度的影响。在25～35 ℃时桑树种子萌发最快而且发芽率最高，在较低温度（15 ℃）时种子萌发较慢但发芽率较高，而45 ℃以上高温明显对桑树种子发芽造成不利影响，55 ℃时5 d发芽率仅达到51%。分析结果表明，15、25、35、45、55 ℃条件下種子萌发率达到50%的时间分别为3.0、1.5、1.5、2.5、4.5 d。温度对桑树种子的发芽率、发芽势均有显著影响，桑树种子最适宜的温度为25～35℃。低温延缓种子萌发，延长萌发持续时间，对种子最终萌发率没有显著影响，可见桑树种子萌发具有较强的耐低温性，与大麦种子的特性相一致[15]；桑树种子萌发和生长对高温非常敏感，当环境温度>45 ℃时，会对桑树种子发芽造成不利影响，55 ℃时5 d发芽率仅为51%，产生明显的高温伤害。

张国英等[16]研究表明，桑树种子的萌发率、发芽率随着NaCl浓度的增大逐渐降低，且出现发芽滞后和发芽后幼苗生长受到抑制等现象，当NaCl浓度达到150 mmol/L时，种子无法长出子叶，说明盐胁迫对种子的萌发有抑制作用。本次试验结果也表明，随着NaCl浓度的升高呈现明显降低的趋势。桑树种子在非盐胁迫条件下发芽率最高，达到100%。在NaCl胁迫下，50～100 mmol/L时发芽率均>95%，浓度为150 mmol/L时，种子发芽率显著下降，高于250 mmol/L时明显抑制种子发芽。跟对照组相比较，桑树种子萌芽及出苗较延迟，说明高浓度的盐浓度胁迫影响桑树种子活力，降低了发芽率，延迟了出苗时间，这与前人的试验结果一致[17-19]。桑树种子萌发后幼苗苗高、鲜重和干重均受NaCl胁迫的影响，随着NaCl浓度的升高呈现明显降低的趋势。其中NaCl浓度为100 mmol/L时苗高仅为对照组的1/3，鲜重受NaCl 胁迫影响比干重更加显著，可见，NaCl浓度越大，对种子幼苗萌发和生长的胁迫伤害越大。通过试验观察幼苗的生长情况，高浓度下根系颜色变深，随后坏死，推测高浓度的盐离子首先伤害根部，改变了细胞膜的透性，抑制根的生长，影响根的吸水能力，从而抑制植株的生长，甚至导致植株死亡。

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