不同浓度赤霉素对受盐胁迫的桑种子萌发的影响

蚕桑丝绸是我国的传统产业，规模一直稳居世界第一的地位。但近年受诸多因素的影响，蚕桑行业科研人员、企业研发及行业管理者持续研发，不断进行多维度产业转型的探索，逐渐在食品、保健、生物材料、饲料、日用品等行业显现出良好的应用开发势头和市场前景，现代桑树产业开始兴起。

现代桑树产业以桑树为中心，将桑树用于养蚕、养畜禽和水产、食品、医药，以及改善生态环境的多元产业体系。它不仅包括桑产业和养蚕业结合而成的传统蚕桑产业，及其延伸而成的蚕丝绸产业，还包括独立于养蚕业的桑果、桑枝、桑叶、桑园开发利用的新兴产业分支，以及传统蚕桑丝绸产业链中多种资源开发利用，使现代桑树产业成为一个内涵丰富、外延宽广的产业体系。

大力发展现代桑树产业，增量的土地用于栽种桑树必不可少。因我国耕地面积不断减少。不占用粮食耕地，而去利用那些受旱涝、盐、碱侵害严重，农业生产水平低下的盐碱地，发展栽种桑树、养蚕及相关产业是现代桑树产业正确的发展方向。

人们一直尝试在某些盐碱地区域开荒种桑。盐碱地的特点是土壤中盐分较多，土壤的盐渍化往往延迟出苗时间，降低发芽率，阻碍桑树生长，从而限制了桑树种植的大规模发展。如何提高植物的抗盐性，增加在盐胁迫下农作物的产量是很多农业科研单位、主管部门关注的课题，探究桑树对盐胁迫的反应机制和抗盐机理无疑是提高桑树抗盐能力的前提。

桑种子是颗粒较小的脂肪性种子，易变质，寿命短。蚕桑生产中，采用无性繁殖，可保持其性状的相对稳定，能适应一定的自然环境和栽培条件，确保产叶量和叶质符合饲蚕的要求。利用植物生长调节剂来提高种子活力已成为最常见的手段，其中，赤霉素应用较广泛。赤霉素种类繁多，对植物的生长发育有重要调控作用，它最显著的特征就是可促进植物细胞伸长，也能促进细胞分裂，促进种子萌发和茎伸长。同时，它还可以起到抑制作用，如抑制过快成熟、侧芽休眠、衰老、块茎形成等。

通过本次实验，研究不同浓度的赤霉素对受不同程度盐胁迫的桑种子萌发及发芽的影响，以期鉴定出处理盐胁迫较强的激素处理浓度与方式，为桑树的耐盐性育种和栽培提供一些理论依据，应用于盐碱地区的规模开发。

一、材料与方法

研究不同浓度的赤霉素对受盐胁迫的桑种子萌芽率和发芽率的影响，要注意以下几点：桑种子经蒸馏水浸泡24 h后，分别采用浓度为25 mg·kg-1、50 mg·kg-1、100 mg·kg-1、150 mg·kg-1、200 mg·kg-1的赤霉素，结合氯化钠浓度为50 mmol·L-1、100 mmol·L-1、200 mmol·L-1、300 mmol·L-1、500 mmol·L-1，和对照组共30个处理组合，连续7 d，测定种子萌发率。随着赤霉素浓度的提高，不同组合的桑种子萌芽率和发芽率呈现先高后低的趋势，说明赤霉素对调控植株生长发育作用明显，但过高浓度对桑种子萌发有一定的抑制作用。在氯化钠浓度不高于200 mmol·L-1的前提下，桑种子萌发时采用100 mg·kg-1赤霉素，会获得较高的萌芽率和发芽率。

（一）试验材料

试验选用桑树种子品种为育711 号；赤霉素（GA3 ）购买自杭州茉鋇特生物科技有限公司，纯度规格为BR，纯品系白色结晶，含量在99%以上，美国生产，进口分装；氯化钠采购自天津众联化学试剂有限公司，含量为99.5%。

（二）试验方法

1.试验设计。试验共设30个处理。即为赤霉素（G） 、氯化钠（N）分别设置 5 个不同的浓度水平，共25个组别；等量的蒸馏水浸泡种子仅加入氯化钠（N）、不添加赤霉素（G） 处理作为对照（CK） ，共5个组别。

赤霉素浓度分别设置为25 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、150 mg·L-1、200 mg·L-1，代号分别为G1、G2、G3、G4、G5；氯化钠浓度分别设置为50 mmol·L-1、 100 mmol·L-1、200 mmol·L-1、300 mmol·L-1、500 mmol·L-1，代号分别为N1、N2、N3、N4、N5。对照组不添加赤霉素，氯化钠浓度与N1、N2、N3、N4、N5相同，分别命名为CK-1、CK-2、CK-3、CK-4、CK-5；处理组为不同浓度赤霉素和氯化钠的组合，如G1N1表示赤霉素浓度25 mg·L-1、氯化钠浓度50 mmol·L-1，以此类推。试验设计见下页表 1。

2.种子的处理方法。挑选颗粒饱满的桑种子在恒温25 ℃ 下，放入蒸馏水中浸种24 h。吸干种子表面水分，均匀排列在培养皿（直径 9 cm，内部垫上2层滤纸）中，往培养皿均匀注入已配置好的赤霉素和氯化钠溶液。

培养皿放入人工智能气候箱，设定16 h光照、8 h黑暗、光强度≥3000 lx和湿度 65%，以及恒温 25 ℃的恒定条件培养，直到发芽结束。

每个培养皿放置30粒桑种子，种粒之间保持一定距离，进行3次生物学重复，每24 h测定发芽率、萌芽率，连续测定7 d，按时观察记录种子的萌发情况。当种子萌发胚根露出种皮2 mm，确认为萌发；当胚根长度≥5 mm，确认为发芽。发芽试验进行期间定期滴加蒸馏水，保持发芽环境湿润，防止因水分不足影响种子萌发。

3.调查指标及方法。每天同一时间观察并记载种子发芽的情况，当天发芽个数最多时计算发芽势，发芽试验结束 后计算种子发芽率，计算公式如下：

种子萌发率＝（萌发数／种子播种数）×100％

种子发芽率＝（发芽数／种子播种数）×100％

种子发芽势 = （ 第 n 天发芽种子数/供试种子数） ×100%

（三）数据处理方法

采用 Excel 软件对数据进行处理，对处理后的数据进行统计分析。

二、结果与分析

（一）不同浓度的氯化钠对桑种子发芽的影响

由表2可知，作为对照组的5个组别桑种子分别施加不同浓度的氯化钠，未添加植物生长调节剂赤霉素，结果浓度越低的氯化钠对桑种子的萌发影响比浓度高的要好一点，但当氯化钠溶液浓度高于100 mmol ·L-1时，桑种子的萌发受阻明显；当氯化钠浓度高于200 mmol ·L-1 时，仅极少量种子萌发，且萌发时间明显滞后；当氯化钠浓度高于300 mmol ·L-1 时，种子不仅不萌发，其外壳明显变成深褐色；即使添加了各种浓度的赤霉素的组别，氯化钠浓度高于300 mmol ·L-1 的均未萌发。

（二）不同浓度的赤霉素（GA）对受盐胁迫桑种子萌发的影响

对照组赤霉素浓度为0 mg·L-1时，桑种子萌发率极低，最高萌发率的CK-1组别总萌发率仅为25%；与CK-1同等氯化钠浓度50 mmol·L-1，经过25～200 mg·L-1 5个不同浓度的赤霉素处理过的桑种子，5个组别总萌发率分别是：（G1NI）59%、（G2NI）70%、（G3N1）84%、（G4N1）50%、（G5N1）32%，而且萌发日期比对比组要早。

实验数据表明，0～100 mg·L-1浓度范围内，随着赤霉素浓度升高，其萌发率显著提高，其中，萌发日期最早的是100 mg·L-1浓度，萌发率最高的也是100 mg·L-1浓度，约81%；150～200 mg·L-1浓度范围内，随着赤霉素浓度升高，萌发率明显降低，出芽参差不齐；全部数据综合比较，萌发率从高到低排列，分别是G3、G2、G1组别、G4组别、G5组别，而且氯化钠浓度则是从低到高组合到每一个赤霉素组别中。

（三）不同浓度的赤霉素（GA）对受盐胁迫桑种子发芽的影响

由表2可知，桑种子的发芽率数据跟萌发率数据并非完全正相关。发芽率最好的是G3组别，其中，氯化钠浓度最低（50 mmol ·L-1）的组合发芽率约为93%；其次是G1组别，其中，氯化钠浓度最低（25 mmol ·L-1）的组合发芽率约为80%；第三的G5组别，其中氯化钠浓度最低（50 mmol ·L-1）的组合发芽率约为73%；第四是G2组别，其中，氯化钠浓度最低（50 mmol ·L-1）的组合发芽率约为70%；发芽率最小的是G4组别，其中，氯化钠浓度最低（50 mmol ·L-1）的组合发芽率约为62%。

三、结论与讨论

本次实验表明，GA3作为一种人工合成的植物生长调节剂，与植物激素具有类似生理和生物学效应的物质，在一定浓度范围内，促进受盐胁迫桑树种子的萌发有明显的效果。

植物体内普遍存在内源赤霉素，对植物生长发育起重要调控作用，但在体内运输没有极性。例如，根尖合成的向上运输，而嫩叶产生的向下运输，在不同植物间运输速度差异很大。在一定浓度范围内浸泡GA3的桑种子，植物生长调节剂通过酶促水解方式，引起桑种子生长素、赤霉素、脱落酸等内源激素的变化，并引起种子内部生理与代谢活动的一系列变化，从而起到抵制盐胁迫的作用。

根据本次实验数据可知，萌发率和发芽率最好的是赤霉素浓度为100 mg·L-1、氯化钠浓度为25 mmol ·L-1的组合G3N1，赤霉素浓度处于5个参数的中间值，氯化钠浓度处于5个参数的最低值；在同样氯化钠浓度参数的情况下，赤霉素浓度越高的组合，如G5N1，其萌发率和发芽率反而不如赤霉素浓度低的组合，如G1N1。实验数据证明了GA3可明显促进受盐胁迫桑种子的萌发，不过，我国盐碱地分滨海盐碱土和内陆盐碱土2大类，其盐类的阳离子和阴离子组成不一样，在农业生产时，必须按实际的含盐指标，通过反复实验论证，找到合适当地的植物生长调节剂浓度范围。

本次实验还表明，个别组合的桑种子发芽率差异不显著，与萌发率未呈现正相关关系，可能与实验用的桑种子仅浸泡24 h蒸馏水有关。天津科研人员曾将赤霉素与营养物质硝酸钾、硼砂、钼酸铵混合使用，室温下将油菜种子浸种4 h后清水洗净，放入培养皿中保湿发芽，结果发现对种子萌发、秧苗生长有协同作用，混合使用的效果优于单独使用。中国林业科学院科研人员将海桑种子在湿润状态下用700 lx的光照射和赤霉素溶液浸泡24～36 h，大大提高了海桑种子的发芽率和发芽势。海桑是红树林的优良树种之一，常年生长在含一定盐度的海水中，与在盐碱地栽种桑树比较相似。但是，赤霉素、营养物质和光照如何起作用的内在机制尚未完全揭示，如何应用在桑种子抵御盐胁迫，有待进一步深入研究。

综上所述，不同浓度的GA3均对遭受盐胁迫桑树种子的萌发有促进作用。就本次实验结果而言，在氯化钠浓度不高于200 mmol·L-1的情况下，GA3浓度为100 mg ·L-1的组别无论在萌发率和发芽率的效果最佳，GA3浓度为50 mg ·L-1的组别在萌发率位居第二；同样在氯化钠浓度不高于200 mmol·L-1的情况下，发芽率位居第二的是GA3浓度为25 mg ·L-1的组别。

作者简介：李达睿 （2008—），男，北京人，高中生在读，主要从事桑树栽培技术等研究。

通信作者：肖万里 （1979—），男，山东寿光人，硕士，副教授。