外源物质水杨酸(SA)对盐胁迫下水飞蓟种子萌发与幼苗生理特性的影响

李秀华

(张家口市崇礼区农业农村局， 河北 张家口 075000)

土壤盐碱化阻碍种子萌发且对胚的生长发育产生不良影响[1-4]，当植物长期处于盐渍环境时，植物吸收水分的速率低于其蒸腾作用所释放水分的速率，此时的植物表现为盐胁迫的状态[5]。盐胁迫改变植物细胞的渗透调节机制，导致植物的光合作用降低，水分的利用率受到抑制[6]，使植物细胞膜的结构和功能发生改变，使活性氧的活性增加[7-8]。外源水杨酸(SA)可以对植物的生长发育和抵抗逆境胁迫起到重要作用[9-11]，但外源SA对盐胁迫下水飞蓟种子萌发方面的研究未见报道。为研究SA对盐胁迫逆境的缓解作用，本试验以水飞蓟种子为材料，在盐胁迫条件下，通过SA处理对比水飞蓟种子萌发指标及幼苗生理生化指标的变化，探究SA对盐胁迫下水飞蓟种子萌发的影响。

1 材料与方法

1.1 材 料

水飞蓟种子，由保定安国药材市场提供。

1.2 方 法

挑选大小相近、成熟饱满且无病虫害的水飞蓟种子，用0.3%高锰酸钾消毒10 min，清水冲洗后放入铺有3层滤纸的培养皿。每个培养皿50粒种子，用150 mmol·L-1NaCl溶液模拟盐胁迫，每个培养皿加入5 mL NaCl溶液，SA处理液设0.05、0.1、0.15、0.2 mmol·L-14个浓度(记为S1、S2、S3和S4)，以不加NaCl处理液作对照1(ck1)，NaCl处理不加SA作对照2(ck2)，共6个处理，每个处理3次重复。把各处理放入培养箱(温度25 ℃，湿度50%，光照强度5 500 lx)中进行催芽，每隔2 d加1次盐溶液和SA处理液，每天观察并记录水飞蓟种子发芽数。幼苗长至3 cm时进行生理生化指标测定。

1.3 测定项目及方法

1.3.1发芽指标的测定

每天记录发芽数，种子萌发7 d后测发芽率和发芽势；

发芽率(%)=(10 d内正常发芽的种子数/供试种子总数)×100%；

发芽势(%)=(前7 d内正常发芽种子数/供试种子总数)×100%；

发芽指数(GI)=∑(Gt/Dt)，Gt表示第t天种子的发芽数，Dt表示相应的发芽天数；

活力指数(VI)=GI×S，S为幼苗平均长度。

1.3.2生理指标的测定

可溶性蛋白：考马斯亮蓝G-250染色法测定；可溶性糖：蒽酮比色法测定；脯氨酸：酸性茚三酮法显色法测定；超氧化物歧化酶(SOD)：采用SOD试剂盒测定；过氧化物酶(POD)活性：采用愈创木酚法测定。

1.4 数据处理

应用Microsoft Excel软件进行数据整理和绘图，用SPSS 17.0软件进行数据统计。

2 结果与分析

2.1 外源SA对盐胁迫下水飞蓟种子发芽指标的影响

由表1可知，用150 mmol·L-1NaCl处理(ck2)水飞蓟种子后，其发芽势、发芽率、活力指数及发芽指数等均显著低于ck1处理，说明盐胁迫能抑制水飞蓟种子的萌发。同时，经过不同浓度SA溶液处理后，水飞蓟种子的发芽率、发芽势、活力指数及发芽指数显著高于ck2，以S2缓解效果最好，上述4个指标分别比ck2增加了41%、46.9%、40.4%、62.8%。说明，适宜的SA浓度对水飞蓟种子的发芽有显著的缓解作用，但SA浓度不宜过大(S4)。因此，缓解盐胁迫下水飞蓟种子萌发的最佳SA浓度为0.1 mmol·L-1，可显著提高水飞蓟种子的萌发指标。

表1 外源SA对盐胁迫下水飞蓟种子发芽指标的影响

2.2 外源SA对盐胁迫下水飞蓟幼苗可溶性蛋白含量的影响

由图1可知，在盐胁迫下，ck2水飞蓟幼苗中可溶性蛋白含量和ck1相比下降了39.5%，表明盐胁迫可以使水飞蓟幼苗体内可溶性蛋白的含量下降，幼苗中可溶性蛋白含量下降是对盐胁迫做出的反应。经过不同浓度的SA溶液处理，水飞蓟幼苗中可溶性蛋白的含量迅速增加，甚至比不受盐胁迫的ck1还高，可见外源SA溶液的处理会增加水飞蓟体内可溶性蛋白的含量，增强水飞蓟的抗逆性。由图1可见，S2处理提高了水飞蓟幼苗体内可溶性蛋白含量，比ck2增加了48.7%，说明外源SA对水飞蓟幼苗体内可溶性蛋白的合成有显著促进作用，效果最好的浓度为0.1 mmol·L-1。

图1 不同浓度SA处理下可溶性蛋白含量的变化

2.3 外源SA对盐胁迫下水飞蓟幼苗可溶性糖含量的影响

由图2可以看出，盐胁迫后，水飞蓟幼苗中ck2可溶性糖含量和ck1相比下降了21.3%。用不同浓度的SA溶液对水飞蓟进行处理后，可溶性糖含量均呈现不同程度的增加，但浓度达到0.2 mmol·L-1时，可溶性糖含量却表现下降趋势，说明S2处理盐胁迫下的水飞蓟种子，浓度不能过大。同时，利用SA处理盐胁迫下水飞蓟种子，使水飞蓟幼苗体内可溶性糖含量增加最多的是0.10 mmol·L-1，相比ck2增加了31.8%。

图2 不同浓度SA处理下可溶性糖含量的变化

2.4 外源SA对盐胁迫下水飞蓟幼苗脯氨酸含量的影响

如图3所示，盐胁迫下，ck2水飞蓟幼苗中脯氨酸含量比ck1下降显著(28.6%)。通过SA溶液处理，脯氨酸含量呈上升趋势，但浓度过大后，又出现下降趋势，S2与ck1的脯氨酸含量差异不显著，但与ck2及其他处理有显著性差异。上述结果表明，S2的浓度对于水飞蓟幼苗中脯氨酸含量提高效果最好。

图3 不同浓度SA处理下脯氨酸含量的变化

2.5 外源SA对盐胁迫下水飞蓟幼苗SOD活性的影响

由图4可看出，盐胁迫处理后，ck2的SOD活性比ck1显著下降，表明盐胁迫可以降低植物体内SOD活性。对水飞蓟幼苗用不同浓度外源SA溶液处理后，水飞蓟幼苗SOD活性迅速增加，说明外源SA溶液处理会使水飞蓟幼苗SOD活性发生变化，其中S2处理SOD的活性达到最大值，较ck2增加43.4%，与ck2呈显著差异，也与其他处理呈显著差异。由此说明S2处理的效果最佳，可以有效的对盐胁迫进行缓解。

图4 不同浓度SA处理下SOD活性的变化

2.6 外源SA对盐胁迫下水飞蓟幼苗POD活性的影响

由图5可以看出，盐胁迫后ck2水飞蓟幼苗POD的活性明显低于ck1，说明盐胁迫使水飞蓟幼苗POD活性下降。通过不同浓度SA溶液处理，S2处理显著高于ck2，比ck2增加了47.7%，与其他处理存在显著性差异；后随着处理浓度增加，POD活性开始出现小幅度下降。由此表明，外源SA对水飞蓟幼苗POD活性的增加有显著促进作用，其中S2的浓度效果最佳。

图5 不同浓度SA处理下POD活性的变化

3 结 论

本研究表明，盐胁迫会显著抑制水飞蓟种子的萌发，通过外源物质SA溶液处理后，其发芽率、发芽势、发芽指数以及活力指数等均有显著提高。随着外源物质SA溶液浓度的增加，水飞蓟幼苗中渗透调节物质可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸的含量以及抗氧化酶(SOD、POD)活性均出现先增加，达到最大值而后减少的变化趋势。

另外，利用外源物质SA溶液处理水飞蓟种子与幼苗，可以有效缓解种子在萌发与生长过程中受到盐胁迫的伤害，而且缓解盐胁迫下水飞蓟种子萌发及幼苗生长的最佳SA溶液浓度为S2(0.10 mmol·L-1)。该结论可为水飞蓟在盐碱地区的种植提供理论依据。

4 讨 论

本研究中用150 mmol·L-1NaCl模拟盐胁迫，通过水飞蓟种子萌发与幼苗的生理生化指标可看出，SA对盐胁迫的水飞蓟种子与幼苗有显著缓解作用。在外源物质SA溶液处理下，水飞蓟幼苗体内的渗透调节物质(可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸)含量显著增加，使得水飞蓟幼苗体内活性氧得以清除。抗氧化酶(SOD、POD)活性的提高，使水飞蓟幼苗体内可以维持正常生理运作以缓解盐对其造成的影响，从而使水飞蓟幼苗的耐盐性大大增强。