NaHCO3胁迫对板蓝根种子萌发的影响

刘丹 陈鑫 李然红 孙雪芳

摘要 [目的]采用培养皿发芽法研究NaHCO3胁迫处理对板蓝根种子萌发的影响。[方法]分别用不同浓度的NaHCO3溶液处理板蓝根种子，并使用0.2 mg/L赤霉素作为阳性对照。[结果]板蓝根种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均随NaHCO3浓度的升高而降低；而过氧化物酶（POD），超氧化物歧化酶（SOD）活性却均随NaHCO3溶液浓度的增大而呈正相关，另外施加一定浓度的赤霉素有助于板蓝根种子的萌发。[结论]结果为板蓝根在盐碱地种植提供了参考。

关键词 NaHCO3 胁迫；板蓝根种子；萌发

中图分类号：S332.1；S567 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）02-025-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.02.011

板蓝根（Radix Isatidis），又称为靛青根、蓝靛根、大青根，是十字花科二年生草本植物菘蓝（Isatis indigotica Fortune）的干燥根，主产于我国长江以北的华北平原和黄河流域[1]。其主要成分为生物碱类、有机酸类及苷类化合物等，有清热解毒、凉血利咽之功效，主要用于温热发热、头痛、喉痛，或温毒发斑、丹毒、瘟疫等多种热毒炽盛之症[2]。2005年版《中华人民共和国药典》中板蓝根被确认为用于治疗感冒的常用药材，是公认的有较好抗病毒效果的少数中药材之一[3]。板蓝根喜温、喜光照，忌高温，适宜生长在土层深厚、腐殖质含量多、排水良好的砂质壤土中，水淹后根部易腐烂[4]。由于具有耐寒、适应性强、易栽培、产量大、在我国北方资源丰富等优势，板蓝根的应用前景十分广阔。目前，我国盐碱地区的面积较大，随着土地盐碱化程度的不断加重，对各种作物耐盐碱性的研究越来越引起研究者的重视。但是针对于中药材，尤其是对板蓝根耐强碱弱酸盐胁迫的研究报道却甚少，因此揭示板蓝根种子萌发期的耐强碱弱酸盐特性，对于板蓝根在盐碱化土地的推广种植具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

板蓝根种子，由辽宁省科学研究所提供。

1.2 试验方法

挑选大小一致且饱满的板蓝根种子放入冰箱冷藏30 min后，置于75%乙醇溶液中消毒10 min，消毒过程中轻摇数次，以提高消毒效果。再用蒸馏水漂洗数次至无残留乙醇后浸泡2 h。将预处理后的板蓝根种子分别均匀分散地置于不同NaHCO3浓度的垫有2层滤纸9 cm培养皿中培养，共设7个处理：处理1，用0.2 mg/L的赤霉素处理后的对照（CK+）；处理2，蒸馏水空白对照（CK-）； 15、30、45、60、75 mmol/ L NaHCO3溶液分别为处理3、4、5、6、7，同一胁迫处理下设置3次重复。每皿放置种子20粒，每天观察种子的萌发情况并记录发芽数，发芽标准以突破种皮的胚轴长度达到和种子自身的长度相同确定为发芽，共观察7 d。

1.3 测定方法

1.3.1 发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、相对盐害率的计算

发芽率（GR）= Gt/N×100% （Gt第7日的正常发芽数，N为供试种子数）；

发芽势（GP）=（n4/N）×100% （n4为种子发芽第4天的正常发芽粒数，N为供试种子数）；

发芽指数（GI）=Σ（Gt/Dt） （Dt为置床之日算起的日数）；

活力指数（VI）=S×Σ（Gt/Dt）（S为第7天每株平均鲜重，Σ（Gt/Dt）为第7天的发芽指数）；

相对盐害率=（对照发芽率-盐处理发芽率）/对照发芽率×100%[5]。

1.3.2 过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定 POD活性：愈创木酚法；SOD活性：NBT（氮蓝四唑）光还原法[6]。

1.4 数据处理

试验数据采用Microsofe Excel和SPSS 18.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 NaHCO3胁迫对板蓝根种子萌发的影响

由表1所示，不同浓度NaHCO3胁迫处理后的板蓝根种子，其发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均随NaHCO3浓度的增大而呈下降趋势，而相对盐害率反之呈上升趋势。处理3与2个对照间种子的发芽率、发芽势差异不显著。当NaHCO3浓度超过45 mmol/L时发芽率迅速下降，处理6、7的发芽率均小于50%，对于板蓝根种子有显著地抑制作用。另外当浓度高于30 mmol/L时，发芽势、发芽指数、活力指数的下降幅度最为明显，存在显著差异（P<0.05）。此外，随着NaHCO3浓度的增大其相对盐害率也明显增大，处理3与处理4，处理6与处理7之间的增加幅度最为明显。CK+的发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数于均高于CK-和NaHCO3胁迫处理。

2.2 NaHCO3胁迫对板蓝根POD、SOD活性的影响

从图1可以看出，板蓝根的POD活性在NaHCO3浓度15～60 mmol/L之间随溶液浓度的增加而增加，CK+與CK-之间也有较明显差异。NaHCO3浓度于15～30 mmol/L之间POD活性增加不显著，当NaHCO3浓度达到45 mmol/L时POD活性显著增加，在60 mmol/L时POD活性达到最大值，而当浓度达到75 mmol/L时POD活性显著下降。

从图2可以看出，板蓝根的SOD活性随NaHCO3溶液浓度的增加而缓慢增加，CK+与CK-差异不明显。NaHCO3浓度于15～30 mmol/L之间SOD活性增加较显著，浓度于30～60 mmol/L之间POD活性呈缓慢增长，而浓度达到75 mmol/L时SOD活性增加显著，并达到最大值。

3 讨论与结论

NaHCO3是强碱和弱酸中和后形成的酸式盐，溶于水后发生水解反应，水解显碱性既具有盐的性质也有碱的性质，是我国盐碱地区碱害的重要组成成分，有助于解决单一NaCl等盐胁迫试验结果存在局限性的问题。该次研究表明：低浓度（≤30 mmol/L）NaHCO3胁迫对板蓝根种子的发芽作用较小，各浓度间的抑制作用差异不显著。高浓度（≥60 mmol/L）表现出强烈的抑制作用，各浓度间的抑制作用差异较为显著。其中60 mmol/L时发芽率迅速下降，较15 mmol/L时的发芽率差异最为显著，对板蓝根种子的抑制作用加强。

POD是植物体内重要的活性氧清除酶，对减少活性氧积累，抵御膜脂过氧化和维护膜结构的完整性有重要作用[7]。在NaHCO3的胁迫下，板蓝根的POD活性在NaHCO3 60 mmol/L时达到最大值，但在75 mmol/L时由于胁迫浓度过高，细胞受损严重，使植株代谢受阻，POD活性显著下降。SOD是细胞膜系统的重要保护酶之一，具有消除自由基、降低膜脂过氧化及维持细胞膜稳定性的功能。在NaHCO3的胁迫下，板蓝根SOD活性随NaHCO3浓度增大而显著升高，说明其受伤害程度不断加重，在75 mmol/L时受害最为严重。该次研究结果初步表明板蓝根幼苗种子在萌发期耐盐碱性较差，其萌发及生长发育随着NaHCO3溶液浓度的增加而受抑明显。由于NaHCO3胁迫对板蓝根种子萌发影响的研究尚未见报道，故该次研究结果仅供对板蓝根种子萌发期和生长期耐盐碱特性的进一步研究提供参考。

参考文献

[1] 李楚源，曾令杰.板蓝根研究进展[J].现代中药研究与实践，2005，19（3）：51-55.

[2] 崔树玉，薛原，杨建莉，等.板蓝根研究进展[J].中草药，2001，32（7）：670-671.

[3] 赵颖.板蓝根的主要药理活性概述[J].黑龙江科技信息，2006，30（2）：1-2.

[4] 李源.外源NO与H2O2对盐胁迫下板蓝根幼苗生长及其氧化应激反应的影响[D].兰州：甘肃农业大学，2009.

[5] 梁佳勇，陈平，刘永霞，等.盐胁迫对木豆种子萌发与幼苗生长的影响[J].农业与技术，2003，23（6） ：71-75.

[6] 王学奎.植物生理生化试验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2006.

[7] 陈鑫，刘丹，李然红，等. 缺素胁迫对软枣猕猴桃幼苗生长的影响[J].北方园艺，2016（19）：27-30.

责任编辑：刘赟