油菜素内酯对不同类型盐胁迫下辣椒种子萌发及幼苗生长的影响

赵恺

（松原职业技术学院农业科技分院，吉林松原 138005）

设施栽培可以人工调节气候小环境，充分利用土地生产力，已成为当代蔬菜生产的重要组成部分[1]。但由于肥料使用不合理、栽培管理措施不当等，土壤长期得不到淋洗，容易引起次生盐渍化，影响了蔬菜的产量与品质。土壤中NaCl 和Na2SO4等中性盐较多时，被称为盐性土；Na2CO3和NaHCO3等碱性盐较多时，被称为碱性土。在盐碱胁迫下，植物会受到离子毒害，产生大量有毒自由基，导致自由基代谢失衡，膜脂过氧化程度加重，蛋白质降解，DNA 链被破坏，最终使植物生长发育受阻[2]。油菜素内酯（Brassinolide，BR）也被称为芸苔素内酯或芸苔素，广泛存在于植物界中。自发现以来，以其高效、广谱、无毒等特点，被许多植物生理学家列为“第六大类植物内源激素”，对植物生长发育有多方面的调节作用，如促进细胞伸长和分裂[3]、种子萌发[4]、营养生长[5]、生殖和衰老等[6]。有研究表明，BR 能影响植物在逆境下的缓冲能力，从而增强植物的抗逆性，如增强作物根系吸水性能[7]，稳定膜系统的结构功能，调节细胞内生理环境[8-9]，维持较高的能量代谢[10]，促进正常的生理生化代谢。

松原市位于吉林省西部地区，经济总量位居吉林省第三位，农业与石油化工现为城市的支柱产业。全市盐碱地面积约为30 万km2，占耕地面积的40%以上，多为中度盐碱地。本研究以辣椒为试材，研究了BR 对不同类型盐胁迫下辣椒种子萌发、幼苗生长发育的影响，以期为松原市蔬菜生产和抵御逆境条件提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料为松原地区主栽品种湘研15 号辣椒种子，种子发芽率96.6%，发芽势91%。选取粒大饱满、种胚结构完整的种子作为试验材料。BR，纯度90%，购自杭州木木生物有限公司，使用前用75%酒精溶解配成100 mg/L母液备用。试剂NaCl（AR）、NaHCO3（AR）等，均购于致远精细化工有限公司。

1.2 试验方法

用NaCl 和NaHCO3溶液作胁迫剂，设置6 个不同浓度梯度的BR（0、0.01、0.25、0.5、1、2 mg/L）处理，以不添加BR 的处理为对照，研究BR 浸泡处理对盐胁迫下辣椒种子萌发及幼苗生长的影响。将种子用0.1%升汞溶液消毒处理7 min 后，用不同浓度BR 溶液浸种16 h 后，均匀点播在塑料培养皿中。每皿中叠放三层纱布，用不同浓度盐溶液（NaCl 为60 mmol/L，pH=7.10；NaHCO3为30 mmol/L、pH=8.10）将纱布浸湿，并置于25 ℃恒温箱中。每个处理200 粒种子，培养至10 d 时测量种子生长相关数据，继续培养21 d 后测量幼苗生长数据，重复3 次。

1.3 测定指标

自第5 d 起，每天下午4 点记录种子的发芽数量；第10 d 时，统计发芽势、发芽率及盐分伤害率，具体计算公式见式（1）～（3）[11]。幼苗生长至21 d 时，对根长度与质量分别用游标卡尺和天平测量。

1.4 数据处理

所有数据采用Excel 2007 处理并制图，用SPSS 17.0 统计软件对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同单盐胁迫对种子萌发的影响

表1 单盐胁迫处理对种子萌发率及盐分伤害率的影响Table 1 Effects of single salt stress on seed germination and salt injury index of pepper

单盐胁迫处理对种子萌发率及盐分伤害率的影响见表1。由表1 可知，辣椒种子萌发率均随单盐胁迫处理浓度的增加而下降。低浓度NaCl（30 mmol/L）胁迫下，种子的萌发率虽有所下降，但与对照相比差异不显著；NaCl或NaHCO3胁迫浓度继续增加时（≥60 mmol/L），种子萌发率下降，与对照差异显著；当NaCl 胁迫浓度增加到180 mmol/L（NaHCO3为120 mmol/L）时，种子大量死亡且种子发芽推迟，生物量低。分析两种不同盐胁迫下的盐分伤害率发现，低浓度（30 mmol/L）胁迫下已经表现伤害（NaCl 胁迫下盐分伤害率为1.36%，NaHCO3胁迫下伤害率为3.18%），且伤害率均随盐浓度增加而增加。NaHCO3浓度为120 mmol/L 胁迫时，伤害率达69.35%，NaCl 浓度为120 mmol/L 胁迫时，伤害率达15.41%，由于碱性盐胁迫不但能产生植物渗透、活性氧释放及离子毒害，还会使环境pH 上升，所以其危害程度远高于中性盐胁迫，这与前人研究结果相同[12-14]。

基于对两种盐胁迫下种子萌发率及盐分伤害率的调查结果，试验中分别将60 mmol/L 和30 mmol/L 作为NaCl 和NaHCO3处理浓度。

2.2 BR 对不同类型盐胁迫下辣椒种子萌发的影响

2.2.1 BR 对NaCl 胁迫下辣椒种子萌发的影响

由图1 可知，BR 浸泡后发芽率随浓度增加呈现先升后降的趋势。未经BR 浸泡的辣椒种子在盐胁迫下发芽率为92.7%，高浓度BR（1 mg/L、2 mg/L）处理时，抑制作用较大，发芽率分别为82.2%和79.4%，均显著低于未经BR 浸泡的种子；BR 浓度为0.25 mg/L 时，能缓解NaCl胁迫，发芽率为95.9%，显著高于未经BR 浸泡的种子。

在NaCl 处理下，经BR 浸种后种子的发芽势随BR浓度的增大先升高后又降低。NaCl 胁迫下未经BR 浸泡的种子发芽势为87.1%。BR 浓度为0.25 mg/L 时，种子发芽势最高，为92.9%，且显著高于未经BR 浸泡的种子，说明浸种在适宜的浓度下对不同盐胁迫状态下的种子萌发有利。

2.2.2 BR 对NaHCO3胁迫下辣椒种子萌发的影响

BR 对碱性盐胁迫下种子发芽率、发芽势的影响见图2。由图2 可知，发芽率随BR 浓度的增加先升后降，未经BR 浸泡的种子在碱性盐胁迫下发芽率为89.7%，BR 低浓度（0.01～0.25 mg/L）及高浓度（2 mg/L）处理时抑制作用大，种子发芽能力差；中浓度BR 浸种（0.5 mg/L，发芽率92.1%）能减轻盐胁迫对辣椒种子的伤害，为最适合缓解NaHCO3胁迫的浓度。

在NaHCO3处理下，经BR 浸种后种子的发芽势随BR 浓度增大先升高后降低，对照种子发芽势为88.7%；BR 浓度为0.5 mg/L 时，发芽势显著高于对照，为90.7%，表明0.5 mg/L 的BR 处理能缓解碱性盐分伤害，增强种子的生活力和耐盐性。

2.3 BR 对不同类型盐胁迫下辣椒幼苗生长的影响

2.3.1 BR 对不同类型盐胁迫下辣椒幼苗根长的影响

BR 对不同类型盐胁迫辣椒幼苗根长的影响见图3。由图可知，随着BR 浸种浓度的增加，辣椒幼苗根长变化表现为先升后降的趋势。NaCl 胁迫下，当BR 质量浓度为0.25 mg/L 时，辣椒根系长度最长，为2.65 cm，显著高于对照（2.52 cm），这表明BR 质量浓度0.25 mg/L 时能促进NaCl 胁迫下根系的生长。NaHCO3胁迫下，当BR 质量浓度为0.5 mg/L 时，根长最长，为2.52 cm，显著高于对照（2.18 cm）。

2.3.2 BR 对不同类型盐胁迫下辣椒幼苗根质量的影响

不同的盐胁迫下，BR 处理幼苗的根质量均显著高于对照（图4），变化趋势均为先高后低，其中BR 浓度分别为0.25 mg/L 和0.5 mg/L 时，根质量增加最为显著，NaCl、NaHCO3胁迫下增加幅度分别为62.5%和67.1%，表明BR 能有效缓解盐胁迫伤害，提高辣椒幼苗在盐胁迫下的幼根质量。

2.3.3 BR 对不同类型盐胁迫下辣椒幼苗茎长的影响

BR 对不同类型盐胁迫下辣椒幼苗茎长的影响见图5。由图可知，NaCl 胁迫处理降低了辣椒幼苗的茎长，随着BR 浓度的增大，茎长先高后低，当0.25 mg/L 时幼苗茎长为1.27 cm，显著高于其它浓度处理的，但仍低于对照。

NaHCO3胁迫下，随着BR 浓度的增加，各处理幼苗茎长均低于对照，当BR 质量浓度达到0.5 mg/L 时，幼苗茎长（1.28 cm）与其他浓度处理差异显著，表明0.5 mg/L 的BR 处理可提高辣椒幼苗在NaHCO3胁迫下的茎长。

2.3.4 BR 对不同类型盐胁迫下辣椒幼苗茎质量的影响

BR 能提高辣椒幼苗两种类型盐胁迫条件下的茎质量。图6 显示了两种不同盐胁迫下的变化趋势一致，均为先高后低，其中BR 浓度分别为0.25 mg/L 和0.50 mg/L时，NaCl、NaHCO3胁迫下茎质量分别为16.7、15.80 g，提高幅度分别为22.2%和23.7%，增加最为显著。

3 讨论

种子萌发是植物生命周期的开始，当种子处于盐碱胁迫等逆境环境下，种子萌发、幼苗生长与发育会受到影响，直接影响植物的苗木定植和产量[15-16]。盐碱胁迫下的植物种子萌发力下降，萌发推迟，严重的会导致种子失去活力。在盐碱胁迫下，种子的萌发能力受多方面影响，如盐分、盐胁迫浓度、胁迫时间、酸碱度及品种忍耐力等因素[17-18]，直接反映在渗透效应和离子效应上[19]。渗透效应会引起渗透势下降，导致种子萌发受限[20]；离子效应表现为产生毒害作用及降低种子渗透势[21]。本研究用中性盐和碱性盐进行胁迫时，盐分不断积累，导致环境的渗透压升高，使种胚呼吸不畅。随着胁迫浓度的增加，种子发芽时间明显推迟，且萌发率下降，碱性盐胁迫不仅产生植物渗透、活性氧释放及离子毒害，还会使环境pH 上升，所以其危害程度远高于中性盐胁迫。

松原市耕地多为中度盐碱地，降水量不多[22]，致使域内闲置大面积盐碱荒地，是世界公认的三大苏打盐碱地之一。本试验以辣椒为研究对象，研究了BR 对不同类型盐胁迫（中性盐、碱性盐）下辣椒种子萌发、幼苗生长发育的作用。总体来看，适宜浓度的BR 能显著缓解不同类型盐胁迫对辣椒的作用。两种类型盐胁迫下辣椒种子萌发力及幼苗生长最适合的BR 处理浓度是不同的，NaCl 胁迫下，0.25 mg/L 的BR 对种子萌发和幼苗茎的生长恢复作用明显；NaHCO3胁迫下，BR 浓度为0.5 mg/L 时对种子萌发和幼苗生长促进作用最为明显。原因可能在于碱性盐胁迫使环境pH 上升，所以其危害程度远高于盐胁迫，因此抵御胁迫的BR 浓度也要相应的提高。

BR 作为植物生长调节物质，能减轻盐胁迫的伤害，有效地调节植物生理进程，但使用时浓度要适宜。所以在进行蔬菜育苗时，应根据土壤含盐量及盐分组成有选择地播种，含盐量较高的区域可适时灌溉以促进种子萌发和幼苗生长。在土壤pH 大于8.0 的地区进行辣椒等作物栽培时，不仅要适当使用BR 等植物源的生长调节剂用以抵御不良的盐胁迫，还应适当提高外源BR 的浓度，以缓解盐胁迫危害。