外源物质对盐胁迫下野生石竹种子萌发的影响

潘立雪 陈晨霞 王 浩 郑 婷 冯丽美 姜云天（通化师范学院 吉林 通化 134002）

长白山区野生石竹(Dianthus chinensisL.)为石竹科多年生草本植物，主要生长于山坡、林缘、林间草地及疏林下，其株型矮小，茎秆似竹，花色艳丽，花期长，耐寒、耐旱，可用于园林绿化。除此之外，石竹全草可入药，其味苦、性寒，具有清热利尿、破血通经的功效，主治急性泌尿系统感染、妇女经闭、湿疹等症[1]。因此，该野生资源具有较高的观赏和药用价值。目前人们已对中国石竹[2～3]、常夏石竹[4]、美国石竹[5]等栽培品种的繁育及耐盐性等方面进行了研究。本研究以长白山区野生石竹种子为材料，探究NaCl胁迫对石竹种子萌发的影响，以及水杨酸、甜菜碱、24-表油菜素内酯3 种外源物质对NaCl 胁迫下石竹种子萌发的调控效应，以期为盐渍化环境下提高石竹成活率提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料。野生石竹种子，2018年秋季采于白山市抚松县漫江镇。经吉林师范大学生命科学学院姜恩来教授鉴定为石竹科石竹(Dianthus chinensisL.)的成熟种子。

1.2 试验方法。选取饱满的石竹种子用0.05%的KMnO4溶液消毒10 min，蒸馏水冲洗数遍备用。将消毒后的种子分别经1.0 mmol/L 水杨酸(SA)、1.6 mmol/L 甜菜碱(GB)和4.0×10-4mmol/L 24-表油菜素内酯(EBR)浸种12 h，对照不进行浸种处理，所有处理分为2 组，每个处理3次重复。将浸种后的种子分别放入铺有双层滤纸的培养皿内(φ12cm)，每皿种子30 粒，其中一组沿着培养皿内壁缓缓加入220 mmol/LNaCl 溶液15 ml，另一组加入等量蒸馏水(记为SA、GB、EBR处理)；对照一组加入等量蒸馏水(记为CK)，另一组加入对应浓度的NaCl 溶液(记为NaCl 处理)，将所有处理后的种子置于恒温培养箱内进行培养，箱内温度设定为25 ℃。每隔24 h 观察种子发芽情况，以胚根突破种皮开始记录种子发芽数。第3 d 计算发芽势，第7 d 结束发芽试验，相关指标的计算公式如下：发芽率(%)=(萌发种子数/供试种子总数)×100%；发芽势(%) = (第3 d 发芽种子数/ 供试种子总数) ×100%；发芽指数=∑Gt/Dt，Gt表示不同天数(t，d)的发芽种子数，Dt为相应的发芽天数；活力指数=发芽指数×苗鲜重。

1.3 数据处理。用Microsoft Excel 2019 和IBM SPSS Statistics 20.0 对数据进行整理及方差分析，以S-N-K法进行多重比较。

表1 外源物质对NaCl 胁迫下石竹种子萌发指标的影响

2 结果与分析

2.1 外源物质对NaCl 胁迫下石竹种子萌发指标的影响。由表1 可见，外源水杨酸(SA)、甜菜碱(GB)和24-表油菜素内酯(EBR)处理的石竹种子发芽率和发芽指数均高于对照(CK)，分别较CK 增加20.01%、6.16%、9.24%和2.25%、4.13%、31.79%，且SA 处理的发芽率和EBR 处理的发芽指数与CK 差异显著(P＜0.05)，而GB 处理的发芽势和活力指数则较CK 下降9.53%和1.96%，SA 和EBR 处理的发芽势和活力指数分别较CK 增加0.00%、4.76%和25.49%、96.08%，且EBR 处理的活力指数与CK 达到差异显著水平(P＜0.05)，说明3 种外源物对石竹种子萌发均具有一定的促进作用。当石竹种子处于220 mmol/L NaCl 胁迫条件下，石竹种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均低于对照(CK)，且发芽率与CK 并无显著差异(P＞0.05)，仅下降9.22%，而其他3 个指标均与CK 差异显著(P＜0.05)，说明NaCl 胁迫抑制了石竹种子萌发，影响了种子的出苗整齐度。石竹种子经3 种外源物质浸种预处理后，NaCl+EBR 处理的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均高于NaCl处理，分别较NaCl 处理增加6.77%、57.18%、9.06%和56.25%，但4 项萌发指标均低于CK，而NaCl+GB处理的4 项萌发指标则分别较NaCl 处理下降52.55%、14.27%、51.92%和6.25%；NaCl+GB 处理的发芽势和活力指数分别较NaCl 处理增加23.83%和6.25%，而发芽率和发芽指数则显著低于NaCl 处理。

表2 各指标的隶属函数值及综合排序

2.2 外源物质对NaCl 胁迫的缓解效果综合评价。为了进一步明确SA、GB 和EBR 对NaCl 胁迫下石竹种子萌发的调控效应，采用隶属函数法，对各处理的萌发指标进行综合评价，结果如表2 所示，EBR 的隶属函数平均值最大，其次为SA，而GB 的隶属函数平均值略低于CK；在220 mmol/L NaCl 处理下，NaCl + EBR 处理的隶属函数平均值大于NaCl 处理，而NaCl + SA 和NaCl + GB 处理的隶属函数平均值则均小于NaCl 处理，说明4.0 ×10-4mmol/L EBR对NaCl 胁迫下石竹种子萌发的调控效果最优，有效缓解了盐胁迫对石竹种子萌发的抑制作用，而SA 和GB 对盐胁迫并无缓解作用，反而加重了盐胁迫对种子萌发的伤害。

3 结论与讨论

适宜浓度的盐溶液会促进种子萌发[6]，而一旦盐分含量过高则会导致种子萌发率下降[7]，最终影响出苗整齐度以及种苗成活率。添加适量水杨酸(salicylic acid，SA)[8～9]、甜菜碱(glycine betaine，GB)[10]等外源物质不仅可以提高植物的抗逆性，而且能够促进盐胁迫下植物种子萌发及幼苗生长，对盐害具有较好的缓解作用。本研究结果表明，220 mmol/LNaCl 处理显著抑制了石竹种子萌发，而4.0 ×10-4mmol/L 外源24-表油菜素内酯有效缓解了NaCl 胁迫对石竹种子萌发的抑制作用，其种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数明显提高，这与燕麦(Avena sativa)[11]上的研究结果相似；1.0 mmol/L 水杨酸能够提高NaCl 处理下石竹种子的发芽势和活力指数，而对NaCl 处理下发芽率和发芽指数则具有抑制作用，这与蒋小满等[12]研究结果类似，水杨酸对盐胁迫下三角滨藜(Atriplex triangularis)种子的萌发率并无提高，反而加剧了盐胁迫的抑制作用；但是1.6 mmol / L 外源甜菜碱则对NaCl 胁迫下石竹种子萌发指标呈现出“抑制作用”，对NaCl 胁迫并无缓解作用。因此，在实际生产中，可选择适宜的外源物质来进行浸种预处理，以缓解盐胁迫对石竹种子萌发带来的伤害。