盐胁迫对野生大豆种子萌发的影响

杨莉萍 张乃群 张驰

野生大豆属于蝶形花科，一年生草本植物。野生大豆虽然在形态、生长习性等方面和栽培大豆有明显差别，但野生大豆与栽培大豆之间不存在物种隔离。野生大豆的许多优良基因是栽培大豆所不具备的，野生大豆的营养物质含量高、结实率高、适应性广、抗逆性强、抗病害能力强等生产潜力，是现代农业中重要的大豆种质资源。

耕地土壤中盐分浓度过高，会阻滞植物生长、降低结实率，甚至造成植株死亡，这已成为农业生产面临的普遍难题。鉴于野生大豆先天具备丰富的变异类型和抗盐的特性，而萌发阶段又是野生大豆生长发育的基础环节，因此，对盐胁迫下野生大豆种子的萌发及幼苗生长特性进行研究，将为野生大豆强耐盐性植株的筛选、新品种耐盐杂交大豆的培育和改良提供理论基础。

一、材料与方法

（一）试验材料

试验材料：野生大豆种子，2021年采摘自南阳市郊区，于0～4 ℃冰箱中保存。

（二）试验方法

本试验采用培养皿滤纸法，对经过处理的野生大豆种子进行一定时间的恒温培养，在设定不同的盐浓度条件下检验其萌发情况，以探索野生大豆种子在盐胁迫条件下的萌发特性。

1.野生大豆种子的处理。取一定数量籽粒完整的野生大豆种子，置于98%的浓硫酸溶液中浸泡10 min，并用玻璃棒搅拌，使种子表皮与浓硫酸溶液充分接触，破坏其坚硬种皮，解除野生大豆种子的休眠状态。处理后的种子用蒸馏水冲洗干净，分别装入底部铺有一层滤纸的培养皿中，每个培养皿中均随机放入30粒野生大豆种子，并均匀摆放，以利于计数和观察幼苗的生长状况。

2.野生大豆种子的萌发管理及数据采集。配置浓度分别为25 mmol·L-1、50 mmol·L-1、100 mmol·L-1、200 mmol·L-1、400 mmol·L-1的NaCl溶液，并以蒸馏水，自来水分别作对照，对野生大豆种子进行萌发试验，每个处理组均做1次重复，并做好标记。向每个培养皿中分别加入5 mL的蒸馏水、自来水和以上不同浓度的盐溶液，使液面刚好没过滤纸。将培养皿放置在25 ℃恒温培养室中培养8 d，每天光照时间设为12 h，及时滴加适量蒸馏水，以保持培养皿中滤纸一直处于湿润状态，逐日观测并统计记录野生大豆种子的发芽情况。

发芽率（G）% =（发芽种子数/处理种子数）×100%

发芽势（GV）% =（第4天正常发芽的种子数/处理种子数）×100%

发芽指数（GI）% = ∑（Gt/Dt）（Gt：时间t内的发芽种子数Dt：相应的种子发芽天数）

活力指数（VI）% = GI×S（GI：发芽指数；S：幼苗平均鲜质量）

二、结果与分析

待萌发结束后，分组取出培养皿中的野生大豆幼苗，用吸水纸除去表面水分，用刻度尺测量每株幼苗长度，用电子天平称鲜质量，并计算发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等生理指标（见表1）。

（一）不同盐浓度对野生大豆种子发芽率的影响

由表1可知，用不同浓度盐溶液培养野生大豆种子，各组的发芽速率存在差异。25 mmol·L-1 盐溶液处理组的发芽率最高且与两个对照组的发芽率十分接近，各组野生大豆种子的发芽率随着盐浓度的升高而快速降低，说明盐浓度越高对野生大豆种子萌发的抑制作用越显著。

（二）不同盐浓度对野生大豆种子发芽势的影响

由表1可知，浓度为25 mmol·L-1的NaCl溶液处理组的发芽势最大，略高于自来水和蒸馏水2个对照组，但随着盐溶液浓度的增大，野生大豆种子的发芽势逐渐下降。由此可知，野生大豆种子发芽势与溶液盐浓度总体上呈负相关关系。发芽势近似反映出苗率，低浓度盐溶液能提高野生大豆种子出苗率。

（三）不同盐浓度对野生大豆种子发芽指数的影响

发芽指数是种子活力的高低的间接反映，由表1可知，浓度为25 mmol·L-1的NaCl溶液处理组种子的发芽指数最高，其次是自来水对照组、蒸馏水对照组，随着盐溶液浓度的逐渐增大，野生大豆种子的发芽指数迅速下降。由此可知，低浓度的盐溶液可促进种子的萌发，而高浓度的盐溶液会延缓种子的萌发。

（四）不同盐浓度对野生大豆种子活力指数的影响

活力指数可综合反映种子的发芽率和生长量，由表1可知，浓度为25 mmol·L-1的NaCl溶液处理组的活力指数接近自来水对照组，并且高于蒸馏水对照组，但其他盐溶液浓度下野生大豆种子的活力指数迅速下降。由此可知，无机离子的存在利于活力指数的提高，而高浓度的盐溶液会明显降低野生大豆种子的发芽率和生长量。

（五）不同盐浓度对野生大豆种子鲜质量的影响

幼苗鲜质量直接反映种子萌发后的生长情况，由表1可知，自来水对照组种子的平均鲜质量最大，浓度为25 mmol·L-1的NaCl溶液处理组的平均鲜质量高于蒸馏水对照组，但随着盐溶液浓度的升高，野生大豆种子的平均鲜质量逐渐下降。与活力指数的表现情况一致。

（六）不同盐浓度对野生大豆种子幼苗株高的影响

幼苗株高可直接反映种子萌发后的生长情况，由表1可知，与对照相比，浓度为25 mmol·L-1的NaCl溶液处理的次之，随着盐溶液浓度的升高，野生大豆种子幼苗株高迅速下降，由此可知，盐溶液浓度与野生大豆种子幼苗株高总体上呈负相关关系。

三、 讨论与结论

依據试验可以发现，野生大豆种子对不同浓度NaCl溶液的胁迫会表现出不同的反应。低浓度对野生大豆种子的各项生理指标的影响并不明显，随着NaCl溶液浓度的增大，野生大豆种子的各项生理指标也随之呈现迅速降低的趋势，对野生大豆种子的萌发有明显的抑制作用。可见，在一定浓度内，随着盐溶液浓度的增加，野生大豆种子萌发的生理进程遭受到的抑制作用总是不断加剧的。

在植物生长的整个周期中，植物根系所在土壤中的盐分含量是主要的非生物影响因素之一。研究认为，植物细胞吸收过量的钠离子会影响部分酶的构造与功能，使其受到抑制或失活，进而干扰植物的代谢进程。本试验中，通过对野生大豆种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、鲜质量等生理指标的测量与分析，可以客观反映不同盐浓度对野生大豆种子萌发的影响程度及差异。种子萌发阶段是野生大豆生长发育的关键时期，相比较于生长阶段，野生大豆在种子萌发阶段更容易遭受盐分胁迫的干扰，合适的盐浓度可以有效促进种子的萌发，盐浓度过高反而会起到毒害作用。盐胁迫的危害不仅体现在种子萌发率降低，还表现在初始发芽时间推迟、生长量降低等方面。

本试验中培养在浓度为25 mmol·L-1的NaCl溶液中的野生大豆种子的发芽率、发芽势和发芽指数却高于自来水和蒸馏水2个对照组，即对于野生大豆种子，低浓度盐溶液处理可以在一定程度上促进其萌发，说明盐分胁迫可能并非只对种子萌发表现抑制作用。据此可推测，盐胁迫会因植物种类的差异而呈现不同的结果。培养在浓度高于浓度为200 mmol·L-1的NaCl溶液中的部分野生大豆种子仍然可以萌发，说明野生大豆种子具备较强的抵制盐分干扰的生理机制，是理想的耐盐杂交大豆种质资源与基因库。

保障农作物正常生长，除治理表层土壤盐渍化外，开展耐盐性经济作物的培育与推广也是一项重要举措。野生大豆为适应多变的环境，进化出了诸多突变类型，其中包括耐盐性类型。作为大豆种子的繁殖体，研究野生大豆种子的耐盐机理，将有助于筛选出有较强耐盐性的植株，扩大栽培大豆基因的多样性，是培育新的杂交耐盐性大豆品种的有效途径之一。

基金项目：本文系河南省科技攻关项目（102102110159）。

（责任编辑   程丽红）