NaCl胁迫对3个玉米自交系萌动种子中Na+、K+、Ca2+含量的影响

保杰

[摘 要] 研究不同玉米自交系在盐胁迫下对离子含量的影响，对作物栽培具有一定的实践意义。本试验研究不同浓度的NaCl胁迫条件下萌动种子中Na+、K+、Ca2+含量的变化，分析其与耐盐性之间的关系，为玉米耐盐的早期鉴定筛选提供最佳的胁迫处理参数。玉米耐盐品种81162、8723和盐敏感品种P138在浓度分别为0、60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L的NaCl溶液胁迫下生长，并测定萌发期种皮、胚、胚乳中的Na+、K+、Ca2+含量。随着NaCl浓度的增加，萌动种子中Na+含量逐渐提高，K+和Ca2+含量逐渐降低。种皮Na+积累量高于胚和胚乳，反映种胚相对于种皮有较强的拒Na+的能力，而种皮有积累Na+的能力。81162和8723胚和种皮中的K+和Ca2+含量均高于P138。

[关键词] 玉米;耐盐性;NaCl胁迫

[中图分类号] S513 [文献标识码] B [文章编号] 1674-7909（2020）25-93-2

通过研究不同浓度的NaCl胁迫条件下萌动种子中Na+、K+、Ca2+的含量变化，分析其与盐胁迫浓度之间的关系，为玉米耐盐的早期鉴定筛选提供最佳的胁迫处理参数，为建立玉米耐盐性鉴定的评价体系提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料选择经耐盐品种鉴定选出的耐盐品种8723、81162和盐敏感品种P138。

1.2 试验方法

将筛选出的耐盐品种8723、81162和盐敏感品种P138玉米种子经0.1%HgCl2消毒15 min，用去离子水冲洗干净并浸泡12 h。再将种子置于直径15 cm的培养皿中，用不同浓度NaCl溶液淋湿，置于人工气候室中25 ℃下培养。NaCl处理浓度分别为0、60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L，每个处理重复3次，每个处理用12粒种子。取部分萌动种子用60 mmol/L NaCl溶液冲洗干净（以水冲洗会影响离子含量[1]），将种皮、胚、胚乳分离，置105 ℃烘箱中10 min，再于80 ℃下烘48 h。

将已烘干的材料粉碎，60 ℃干燥6 h。精确称取0.1 g粉末于聚四氟乙烯坩埚中，加少量去离子水润湿，加浓HNO3 3 mL浸泡12 h，再加HClO4 0.5 mL和HF 0.5 mL，放入钢制压力容器内拧紧上盖，置于170 ℃烘箱加热6 h，将消化罐取出放在80 ℃电热板上赶酸至近干，再加HClO4 0.5 mL赶酸至近干，用0.3 mol/LHNO3定容至10 mL，密封于塑料瓶中[2]。采用等离子质谱法测定Na+、K+、Ca2+含量。用SPSS分析数据。

2 结果与分析

2.1 萌动种子中Na+含量变化

如表1所示，玉米萌动种子中Na+含量随NaCl浓度的增加而增加，3个自交系表现相同上升趋势。与对照相比，60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L浓度的NaCl溶液处理后，81162种子中Na+含量分别上升2.43、3.17、3.78、5.05倍和5.65倍，8723种子中Na+含量分别上升1.88、3.64、4.91、5.30倍和5.94倍，P138种子中Na+含量分别上升2.97、5.18、6.35、6.77倍和9.34倍。由此可见，萌发期耐盐自交系81162和8723的Na+积累速度小于盐敏感自交系P138。耐盐自交系81162和8723中Na+含量小于盐敏感自交系P138，反映耐盐自交系81162和8723的拒Na+能力较强，而盐敏感自交系P138的拒Na+能力较弱，体内聚集过多的Na+影响了种子萌发。在萌动种子中，3个部位Na+含量顺序是种皮>胚>胚乳，反映胚相对于种皮有较强的拒Na+的能力，而种皮有积累Na+的能力。

2.2 萌动种子中K+、Ca2+含量变化

随着NaCl浓度的增加，3个自交系萌动种子中K+和Ca2+含量均呈下降趋势。与对照相比，60、100、140、180 mmol/L和220 mmol/L浓度的NaCl溶液处理后，81162种子中Ca2+含量分别下降31.43%、55.18%、63.94%、67.85%和71.76%，8723种子中Ca2+含量分别下降33.88%、45.70%、58.14%、63.86%和68.98%，P138种子中Ca2+含量分别下降36.47%、41.78%、55.01%、61.52%和69.34%;81162种子中K+含量分别下降4.50%、12.63%、17.89%、25.80%和34.46%，8723种子中K+含量分别下降9.26%、19.00%、21.42%、25.88%和36.84%，P138种子中K+含量分别下降21.15%、25.18%、27.03%、33.32%和44.31%。由此可见，萌动种子中K+和Ca2+的流失較多，尤其是Ca2+。但是，3个自交系中Ca2+流失差异不大，而K+离子在盐敏感自交系P138中的降低幅度大于耐盐自交系81162和8723。萌动种子中，3个部位Ca2+含量顺序是种皮>胚>胚乳。除了胚乳中Ca2+含量在耐盐自交系81162、8723及盐敏感自交系P138之间没有差异外，在胚和种皮中，耐盐自交系81162和8723中Ca2+的积累量几乎在每个浓度下都大于盐敏感自交系P138。3个部位K+含量顺序是胚>种皮>胚乳。除了胚乳中K+含量在耐盐自交系81162、8723及盐敏感自交系P138之间没有差异外，在胚和种皮中，耐盐自交系81162和8723中K+的积累量几乎在每个浓度下都大于盐敏感自交系P138。

3 结论与讨论

随着NaCl浓度的增加，萌动种子中3个部位Na+含量顺序是种皮>胚>胚乳，反映出玉米种皮具有积累Na+能力，胚具有一定的拒Na+能力，表明种子在高盐环境中将Na+运输到种皮中以减少对胚的伤害，推测这是种子萌发期抵御逆境的机制。这与商学芳等得出的在萌动种子中胚中Na+含量较高、种皮中Na+含量较低的结果[3]不太一致。耐盐自交系81162和8723中的Na+含量在每个浓度下都小于盐敏感自交系P138，表明耐盐自交系81162和8723的拒Na+能力较强，而盐敏感自交系P138的拒Na+能力较弱，因而体内聚集过多的Na+;尤其是盐敏感自交系P138体内有过多的Na+流向胚部，从而对胚造成伤害，影响了种子萌发。

综上所述，本试验表明，NaCl胁迫下，3个不同耐盐性自交系的种皮都可以积累Na+，而胚有一定拒Na+能力，81162和8723耐盐自交系的积累和拒Na+能力优于盐敏感自交系P138;对于K+和Ca2+的流失，P138甚于81162和8723。因此，这些离子含量指标可以作为鉴定耐盐性品种的参考。但这些指标因品种的不同而存在差异，还需要进一步验证。

参考文献

[1]汤华，柳晓磊，罗秋芸.玉米耐盐早期筛选体系的初步研究[J].海南大学学报（自然科学版），2007（6）：169-172.

[2]刘志伟，黄冠华.氯化钠不同浓度对夏玉米生长和吸氮的影响[J].植物营养与肥料学报，2004（2）：132-136.

[3]商学芳，董树亭，郑世英，等.玉米种子萌发过程中Na+、K+和Ca2+含量变化与耐盐性的关系[J].作物学报，2008（2）：333-336.