H2O2 处理对盐胁迫下苜蓿种子萌发的影响

付 咪，何林卫，李鲜花，李 强

(榆林学院 陕西省陕北矿区生态修复重点实验室,榆林学院 生命科学学院，陕西 榆林 719000)

苜蓿(MedicagosativaLinn)，多年生草本植物，与三叶草外形相似，耐旱力强、耐冷热，在改良土壤方面有很好的作用[1]。土地盐渍化会造成苜蓿出苗不齐或者幼苗长势较弱。我国盐渍土面积范围较广，盐胁迫会一定程度威胁到植物细胞的正常代谢过程[2]，对植物种子萌发有一定影响。

在盐胁迫的影响下，植物的生长都会不同程度的受到限制，不同作物的耐盐性有一定的差异，宋莉璐等[3]的研究表明随着盐浓度的提高对苜蓿胁迫力越强，其中，当盐浓度达到1.8%时，是完全抑制苜蓿种子萌发的；韩冰等[4]研究表明，1.2%盐浓度为黄瓜幼苗生长的极限盐浓度。有研究发现一些外源物，如外源赤霉素(GA3)、外源褪黑素(MT)、外源水杨酸、外源一氧化氮等物质对盐胁迫均有一定的缓解作用。其中，李萍等[5]研究了外源GA3对盐胁迫下盐角草(Salicorniaeuropaea)种子萌发和幼苗生长的影响，发现了在一定浓度范围内，外源GA3能缓解盐胁迫对盐角草种子萌发及幼苗生长的抑制作用；倪知游等[6]研究了外源MT对猕猴桃(ActinidiaChinensis)幼苗盐胁迫的缓解，发现了外源MT可有效缓解盐胁迫对猕猴桃幼苗的伤害，以0.1μmol·L-1的MT溶液预处理效果最好；逯亚玲等[7]研究了外源水杨酸对盐胁迫下紫花苜蓿(MedicagosativaL.)幼苗生长和生理特性的影响，发现了适宜浓度水杨酸可以改善不同浓度NaCl胁迫下紫花苜蓿的生长状况,提高其耐盐能力；谷文英等[8]研究了外源NO对盐胁迫下菊苣(Cichoriumintybus)芽苗生长的影响，发现了外源NO对盐胁迫抑制菊苣芽苗生长有一定的缓解作用。近年来，外源H2O2在提高植物发芽率、发芽势叶绿素含量等方面的研究也日益增多，H2O2作为植物体内的一种活性氧，广泛参与植物多种生命活动过程。H2O2对盐胁迫下苜蓿种子萌发和幼苗生长方面还未曾有研究成果，霍平慧等[9]研究表明100mmol·L-1NaCl对苜蓿种子萌发和幼苗生长均有抑制作用。

试验以敖汉(AH)、甘农三号(GN3号)、劳勃(LB)三个品种苜蓿为研究对象，研究不同浓度H2O2浸种处理对100mmol·L-1NaCl模拟盐胁迫下的苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响，以筛选出H2O2浸种浓度，提高植物抗盐能力，为苜蓿种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试种子为甘农三号苜蓿种子(GN3号)、劳勃苜蓿种子(LB)、敖汉苜蓿种子(AH)。

1.2 试验方法

萌发前先进行种子预处理，处理方法与孙耀中等[10]对小麦萌发期处理相似，先进行种子预处理，种子先用蒸馏水清洗干净并浸泡1 h，再用0.1%的HgCl2溶液消毒5 min，冲洗三次后用滤纸吸干备用。准备直径9 cm的培养皿清洗干净且烘干后，在每个培养皿中铺设两层滤纸，各用5mL对应处理液润湿，处理液如表1；每处理均放苜蓿种子50粒，3次重复；然后将处理好的种子放入培养箱中培养，温度25℃，光照10 h，黑暗14 h，每24 h观察一次。有种子发芽时开始计数(芽长超过种子长度一半即为发芽标准)；10 d后统计计算苜蓿种子的发芽率(GR)、发芽势(GE)。

表1 萌发期和苗期处理

1.3 测定项目及方法

发芽率(GR)=7 d内种子发芽总数/供试种子数×100%

发芽势(GE)=3 d内种子发芽总数/供试种子数×100%

1.4 数据统计与分析

数据分析处理和制图均采用Microsoft Excel2010。

2 结果与分析

2.1 过氧化氢对盐胁迫下苜蓿种子发芽率的影响

如图1，与未经盐胁迫(CK1)相比，盐胁迫(CK2)下，三个品种苜蓿种子的发芽率均显著下降，AH、GN3号、LB三种苜蓿种子发芽率分别下降了12%、12%、14%；随着H2O2浓度的升高，三个品种苜蓿种子的发芽势均呈现出先增后减的趋势。AH苜蓿发芽率在T2处理下达到最大值，为95%，显著高于CK2，与CK2相比增长了13%。当H2O2浓度超过0.1%时，发芽率开始呈现出下降趋势，在T5处理下AH种子发芽率最低，为34%，显著低于CK2，相比CK2降低了48%；GN3号苜蓿发芽率在T2处理下达到最大值，为98%，显著高于CK2，相比CK2增长了10%；当H2O2浓度超过0.5%时，发芽率开始呈现出下降趋势，在T5处理下AH种子发芽率最低，为48%，显著低于CK2，相比CK2降低了40%；LB苜蓿发芽率在T2处理下达到最大值，为90%，显著高于CK2，相比CK2增长了14%；当H2O2浓度超过0.1%时，发芽率开始呈现出下降趋势，在T5处理下AH种子发芽率最低，为40%，同比T4处理下降低了32%，显著低于CK2，相比CK2降低了36%。

图1 过氧化氢对盐胁迫下苜蓿种子发芽率的影响

2.2 过氧化氢对盐胁迫下苜蓿种子发芽势的影响

图2表示，与未经盐胁迫(CK1)相比，盐胁迫(CK2)下，AH、GN3号、LB三种苜蓿种子发芽势均明显下降，显著低于CK1，与CK1相比均下降了10%、10%、14%；与盐胁迫(CK2)相比，各H2O2处理下三种苜蓿种子发芽势存在明显的差异，随着H2O2浓度的升高，三个品种苜蓿种子的发芽势均呈现出先增后减的趋势。AH苜蓿发芽势在T2处理下达到最高，为86%，显著高于CK2，相比CK2增长了12%，用浓度超过0.1%H2O2处理时，发芽势开始呈现出下降趋势，在T5处理下发芽势最低，低至14%，显著低于CK2，相比CK2下降了60%；GN3号苜蓿发芽势在T2处理下达到最高，为94%，显著高于CK2，相比CK2增长了14%，当H2O2浓度超过0.5%时，发芽势开始呈现出下降趋势，在T5处理下发芽势最低，为12%，显著低于CK2，相比CK2下降了72%；LB苜蓿发芽势在T2处理下达到最高，为72%，显著高于CK2，相比CK2增长了16%，但是，当H2O2浓度超过0.05%时，发芽势开始呈现出下降趋势，在T5处理下发芽势最低，低至20%，显著低于CK2，相比CK2下降了36%。

图2 过氧化氢对盐胁迫下苜蓿种子发芽势的影响

3 结论与讨论

盐胁迫下，三个品种苜蓿种子的发芽率和发芽势均降低，说明盐胁迫对苜蓿的生命力和出苗速度均有不良影响。笔者研究表明，0.1%～0.5%的H2O2处理，会有效提高盐胁迫下苜蓿种子的发芽率和发芽势，当H2O2浓度超过0.5%时，其发芽率和发芽势均会随着H2O2浓度的升高而降低，说明适宜浓度的H2O2会缓解盐胁迫下苜蓿种子的萌发，这与王艳玲等[11]对水稻(Oryza sativa ,Oryza glaberrima )的研究结果相似。在100mmol·L1-Nacl胁迫下，植物细胞内自由基产生和清理的稳定受到威胁，自由基过量会对使细胞膜过氧化，膜脂过氧化产物中就有MDA，其含量的高低可以作为考察细胞受胁迫严重程度的指标之一，它的主要伤害是导致膜脂过氧化，损伤生物膜结构，主要是细胞质膜，使得细胞膜结构和功能上受到损伤，改变膜的通透性，从而影响一系列生理生化反应的正常进行。笔者研究表明，在浓度为0.1%的H2O2处理下，明显降低苜蓿叶片中MDA的含量，降低细胞膜过氧化的程度，维护膜系统的稳定性，提高苜蓿幼苗的耐盐力，这与徐芬芬等[6]对水稻(Oryza sativa ,Oryza glaberrima )的研究结果相似。可见，对盐胁迫下植物喷施适宜浓度的H2O2能够促进植物种子萌发和幼苗生长，提高耐盐力，提高了种子发芽率和发芽势。适宜的H2O2浓度，会有效缓解盐胁迫下苜蓿种子的萌发，其中，浓度为0.1%的H2O2处理下，AH、GN三号、LB三个品种苜蓿发芽率和发芽势均最大，发芽率分别为90%、98%、95%，发芽势分别为72%、94%、86%，当H2O2浓度超过0.5%时，三个品种苜蓿发芽率和发芽势均低于盐胁迫下。