SNP浸种对NaCl胁迫下桑树种子萌发的影响

聂玉霞　董亚茹　张艳波　赵东晓　耿兵　孙景诗　王照红

摘要：为探明硝普钠（SNP）对桑树种子耐盐能力的影响，以杂交桑种子为试材，研究不同时间和不同浓度SNP浸种对NaCl胁迫下桑树种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明，SNP浓度0.1 mmol/L浸种24 h处理对盐胁迫缓解效果最好，高浓度SNP浸种反而抑制桑树种子萌发和幼苗生长。

关键词：桑树;NaCl胁迫;硝普钠;种子萌发

中图分类号：S888.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2020）03-0038-04

Abstract To illustrate the effect of sodium nitroprusside （SNP） on salt tolerance of mulberry seeds， different soaking time and concentrations of SNP on seed germination and seedling growth of hybrid mulberry under NaCl stress were studied. The results showed that the best effect on relieving salt stress was obtained with seeds soaked in 0.1 mmol/L SNP for 24 h， and the seed germination and seedling growth of mulberry were inhibited when seeds were soaked in SNP with high concentration.

Keywords Mulberry; NaCl stress; Sodium nitroprusside; Seed germination

NO（nitric oxide，NO）是植物体内一种关键的信号分子，广泛参与调节植物生长发育（种子萌发[1]、幼苗生长[1，2]等）、光形态建成及逆境适应（盐碱[3]、干旱[4]、冷害[5，6]、铜胁迫[7]等）等多种生理过程的信号转导。NO供体硝普钠（SNP）已广泛用于开发多种NO生物调节功能。已有研究证明SNP作为信号化合物具有保护性和毒性双重作用，这取决于其浓度和实验体系[8，9]。低浓度的NO能够保护植物抵御活性氧的伤害，提高植物对逆境的适应性，而较高浓度的NO会因其本身自由基性质对植株细胞产生毒害，抑制植物生长发育。

土壤盐碱化是影响植物生产和分布的主要因素之一。据不完全统计，我国盐碱地面积高达9 913×104 hm2，约占国土面积的33%左右，并且以每年100×104～150×104 hm2的速度不断增大。桑树（Morus alba L.）属桑科桑属落叶乔木或灌木，具有一定的耐盐碱能力，其在盐碱地绿化及防沙治沙、改良土质等方面的用途被逐渐发掘。因此，研究如何更好地提高桑树抗盐碱能力，对发展盐碱地区蚕桑产业、合理开发利用盐碱化土地具有重要意义，也为发挥桑树在生态效益、经济效益、社会效益上的优势提供理论支持[10]。

本试验以桑树种子为材料，用NaCl模拟盐害环境，研究外源NO供体SNP浸种对NaCl胁迫下桑树种子萌发的影响，以探究NO对提高桑苗抗盐能力的作用，为桑树在盐碱地区的推广种植提供理论依据与技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

供试种子为杂交桑组合8036×农14，由山东省蚕业研究所选育。

1.2 方法

试验于2019年5月在山東省蚕业研究所生理生化实验室进行。据前期试验确定NaCl处理浓度为0.5%。选取健壮饱满、大小一致的桑树种子，用75%乙醇消毒3 min，蒸馏水冲洗5～6次，25℃下用浓度分别为0.01、0.1、0.5、1.0 mmol/L SNP浸种24 h和48 h，以蒸馏水浸种为对照（CK），浸种结束后将种子用无菌滤纸沥干水备用。

每个培养皿（Ф=90 mm）铺两层浸湿无菌滤纸，放置30粒种子，实施处理。各处理为：①蒸馏水浸种，滤纸用蒸馏水浸湿（CK）;②蒸馏水浸种，滤纸用0.5% NaCl溶液浸湿（NaCl）;③0.01 mmol/L SNP浸种，滤纸用0.5% NaCl溶液浸湿（T1）;④0.1 mmol/L SNP浸种，滤纸用0.5% NaCl溶液浸湿（T2）;⑤0.5 mmol/L SNP浸种，滤纸用0.5% NaCl溶液浸湿（T3）;⑥1.0 mmol/L SNP浸种，滤纸用0.5% NaCl溶液浸湿（T4）。

为保持盐浓度稳定，每隔2 d更换1次滤纸。在光/暗周期14h/10h、温度25℃的人工智能气候箱中培养，每天记录种子发芽数（突破种皮的胚轴长度达到种子自身长度时视为种子发芽）。第7 d统计发芽势，第10 d统计发芽率。14 d后，每个重复随机选取20株幼苗，采用精度0.1 mm游标卡尺测其幼苗株高、根长。

发芽率（GP）=n/N（n为第10 d的种子发芽数，N为供试种子总数）;

发芽势（GE）=n7/N （n7为第7 d的种子发芽数，N为供试种子数）;

苗高：从根茎相接处到叶片尖部的长度（cm）; 根长：最长根的长度（cm）。

1.3 数据统计分析

所有数据均用Microsoft Excel统计并制图。用SPSS 20.0软件对不同处理的种子发芽率、发芽势、幼苗根长和苗高等各项指标进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同时间和浓度SNP浸种对NaCl胁迫下桑树种子发芽率的影响

由图1可以看出，与对照相比，0.5% NaCl处理后，桑树种子的发芽率显著降低，降幅分别为34.85%（24 h）和43.84%（48 h），说明0.5% NaCl处理显著抑制桑树种子的萌发率。与单独NaCl处理相比，不同时间SNP浸种后，桑树种子的发芽率随着SNP浓度的增加均呈先升高后降低趋势。两种浸种时间下，桑树种子发芽率均在SNP浓度0.1 mmol/L时达到最大值，分别为5999%和48.89%，显著高于NaCl胁迫处理，且浸种24 h处理效果高于48 h。高浓度SNP （1.0 mmol/L）处理，无论是浸种24 h还是48 h其对NaCl胁迫下桑树种子萌发均没有明显缓解作用。

2.2 不同时间和浓度SNP浸种对NaCl胁迫下桑树种子发芽势的影响

由图2可以看出，与对照相比，0.5% NaCl处理后，桑树种子的发芽势显著降低，两种浸种时间下降幅分别为47.17%（24 h）和56.95%（48 h），说明0.5% NaCl处理显著抑制桑树种子的发芽势。与单独NaCl处理相比，不同时间SNP浸种后，桑树种子的发芽势随SNP浓度的增加均呈先升高后降低趋势。两种浸种时间下，桑树种子发芽势均在SNP浓度0.1 mmol/L时达到最大值，分别为42.89%（24 h）和32.22%（48 h），显著高于NaCl处理值（31.11%和24.44%）。高浓度SNP（1.0 mmol/L）处理两种浸种时间对NaCl胁迫下的桑树种子发芽势均有显著抑制作用。

2.3 不同时间和浓度SNP浸种对NaCl胁迫下桑苗苗高的影响

由图3可以看出，与对照相比，0.5% NaCl处理后，桑苗苗高显著降低，降幅分别为35.45%（24 h）和36.52%（48 h），说明0.5% NaCl处理显著抑制桑苗生长。与单独NaCl处理相比，不同时间SNP浸种后，桑苗苗高随SNP浓度增加均呈先升高后降低趋势。两种浸种时间下，桑苗苗高均在SNP浓度0.1 mmol/L时达到最大值，分别为1.61 cm和1.41 cm，显著高于NaCl处理值（122 cm和1.19 cm）。且SNP浸种24 h对苗高的促进作用明显高于48 h处理。高浓度SNP（1.0 mmol/L）处理两种浸种时间下的桑苗苗高均受到显著抑制。

2.4 不同时间和浓度SNP浸种对NaCl胁迫下桑苗根长的影响

由图4可以看出，与对照相比，0.5% NaCl处理后，桑苗根长显著降低，降幅分别为48.43%（24 h）和50.86.40%（48 h），说明0.5% NaCl处理显著抑制桑苗根的生长。与单独NaCl处理相比，不同时间SNP浸种后，桑苗根长随SNP浓度增加均呈先升高后降低趋势。浸种24 h下，桑苗根长在SNP浓度0.1 mmol/L时达到最大值，为1.62 cm，显著高于NaCl处理值1.31 cm;而浸种48 h下桑苗根长在SNP浓度0.01 mmol/L时达到最大值，且缓解效果不如浸种24 h的明显。高浓度SNP（1.0 mmol/L）处理两种浸种时间下的桑苗根长均受到显著抑制。

3 讨论与结论

种子萌发是决定植物繁殖的重要因素[11]。因此，植物种子的耐盐性是筛选耐盐植物的重要依据之一。NO是一种活性氮化合物，也是植物中具有多种生物功能的信号分子。它可以提高种子在高盐胁迫下的通透性，促进种子萌发，提高种子的发芽率[12，13]。王旺田等[14]研究表明0.1 mmol/L SNP浸种24 h后高粱种子的发芽率和发芽势比盐胁迫下显著升高。本研究中，0.1 mmol/L[JP] SNP浸种处理对NaCl胁迫下桑树种子的萌发有明显的促进作用，其中浸种24 h比浸种48 h的效果更佳，可显著提高桑树种子的发芽势和发芽率。而高浓度（1.0 mmol/L）SNP浸种对桑树种子萌发有明显的抑制作用，这与赵晓菊等[15]的研究结果一致。

种子萌发过程中，幼苗的胚根和胚芽生长状况是反映幼苗生长的重要指标。植物在幼苗生长时期对盐分的反应非常敏感，这是由于NaCl胁迫会引起植物代谢的一些变化，从而导致植物受伤害甚至死亡[16]。NO可以调节植物的生长发育过程并参与胁迫反应，在非生物逆境适应机制中起着非常重要的作用[17，18]。钟雪梅等[18]研究发现100 mmol/L NaCl胁迫下，SNP黑暗浸种12 h后油菜幼苗生物量积累在SNP为200 μmol/L时达到最大值。本研究结果表明，0.5% NaCl胁迫处理下桑树幼苗生长受到显著抑制，而0.1 mmol/L SNP浸种对NaCl胁迫下的桑树幼苗具有明显的保护作用，能够在一定程度上缓解NaCl胁迫对桑树幼苗生长的抑制。这与前人研究的水飞蓟[19]、苜蓿[20]等SNP处理能显著缓解幼苗盐胁迫结果一致。SNP浓度0.1 mmol/L时，其对NaCl胁迫下桑苗苗高和根长的缓解效果最佳，其中浸种24 h比浸种48 h处理的效果更好。

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