不同浓度NaCl胁迫对洋葱种子发芽的影响

摘要：为明确不同浓度NaCl胁迫对洋葱种子发芽的影响，本研究采用模拟试验方法，设置5个浓度NaCl溶液处理即0（CK）、50、100、150 mmol/L和200 mmol/L，测定并分析其对洋葱品种‘早黄金’‘天正105’‘火星l号’种子发芽势、发芽率、根长、活力指数、盐害系数等指标的影响，并对各洋葱品种进行耐盐性筛选。结果表明，随着NaCl溶液浓度升高，3个洋葱品种的种子发芽势、发芽率、活力指数都随之降低，根长不同程度缩短，盐害系数增大。NaCl溶液浓度为200 mmol/L时，3个洋葱品种间的种子发芽势和发芽率均差异显著（P＜0.05）。综合来看，洋葱种子发芽对中等浓度盐胁迫敏感，对低浓度盐胁迫敏感性低且种子萌发受到的抑制作用不强，高浓度盐胁迫显著抑制种子萌发。3个洋葱品种种子萌发期的耐盐能力表现为‘火星1号’＞‘天正105’＞‘早黄金’。

关键词：NaCl胁迫；洋葱；种子发芽；盐害系数

中图分类号：S633.2 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2024） 08-0074-06

世界上大部分地区的植物都会受到不同程度的土壤盐碱化影响。土壤盐渍化以及次生盐渍化是阻碍植物生长发育的非生物逆境之一。盐碱条件下生长的植物会出现吸水困难、发黄萎蔫、生长缓慢以及产量下降等问题。土壤盐碱化是全世界需共同面对和迫切解决的环境问题之一。我国的盐碱地面积约9 900万公顷，其可利用性占到全国可用土地面积的4.88%。盐碱地不仅对我国的生态环境造成严重影响，也对我国农业及林业的发展造成严重阻碍。驯化耐盐品种及引种是提高盐碱地综合利用效率的一种行之有效的方法。因此，培育和筛选耐盐作物品种对实现盐碱地上种植具有重要意义。

洋葱（Allium cepa L.）是全球排名第四的蔬菜作物，也是我国主要的出口创汇蔬菜之一，全球各地广泛栽培。洋葱属于石蒜科葱属，原产于中亚，在我国种植历史悠久，品种繁多，是一种具辛辣味的蔬菜，可促进食欲、兴奋神经，且富含多种微量元素，具有抗癌杀菌等功效，被誉为“蔬菜皇后”。洋葱对盐胁迫较为敏感，盐碱、高温、干旱等非生物因素会对其正常发芽甚至出苗产生严重影响，目前关于盐胁迫对洋葱种子发芽影响的相关研究较少。为此，本试验以3个洋葱品种为供试材料，研究洋葱种子对不同浓度盐胁迫的响应及其具体的生理性表现，以期为耐盐洋葱品种筛选与抗逆性栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为‘早黄金’‘天正105’‘火星1号’3个中日照洋葱品种。其中‘早黄金’为黄皮早熟常规种，‘天正105’为黄皮中熟杂交种，‘火星1号’为中晚熟紫皮杂交种，均由山东省农业科学院蔬菜研究所自主选育。

1.2 试验设计与方法

试验设置0（CK）、50、100、150、200 mmol/LNaCl共5个浓度梯度，采用NaCl溶解于纯净水的方法进行配置。发芽方法：在直径9 cm的培养皿中铺上双层滤纸，用移液枪抽取不同浓度的盐溶液5 mL于培养皿中，将已经浸种3h并用10%次氯酸钠溶液消毒后的洋葱种子均匀地放人培养皿内的滤纸上。每个培养皿中放人大小基本一致、饱满度好的种子100粒，重复3次。之后将培养皿置于23 -25℃、光暗各为12 h的光照培养箱中，每天用称重法来补充失去的水分，以维持一定的盐度和湿度。

1.3 测定指标及方法

盐胁迫处理后每24 h定时观察，统计发芽种子数，直至第10天试验结束。发芽结束后，随机选取10粒出芽种子测定胚鲜重。参照文献[11-14]测定种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、盐害系数。计算公式如下：

发芽率（%）=发芽种子数／供试种子数×100；发芽势（%）= n/N×100。式中，n为第3天发芽种子数，N为种子总数。

发芽指数（GI）=∑Gt/Dt。式中，Gt为第t天种子发芽数，Dt为对应的种子发芽天数。

活力指数（VI）=发芽指数（Gt）×胚鲜重。

盐害系数（%）=（对照值一处理值）／对照值×100。

1.4 数据处理与分析

使用Microsoft Excel进行数据整理及图表绘制，使用IBM SPSS Statistics 26软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度NaCl对洋葱种子发芽势的影响

由图1可以看出，随着NaCl浓度升高，各品种洋葱种子发芽势呈下降趋势，浓度达200mmol/L时所有品种的发芽势均大幅降低，‘早黄金’与CK相比下降87.23%，‘天正105’与CK相比下降85. 14%，‘火星1号’与CK相比降低65.45%。不同洋葱品种在不同浓度NaCl胁迫下的耐盐能力也不同，‘火星1号’种子萌发期的耐盐能力显著优于‘早黄金’和‘天正105’。

2.2 不同浓度NaCl对洋葱种子发芽率的影响

盐胁迫会抑制种子吸胀过程，对发芽产生不利影响，从而降低发芽率。由图2可知，同品种不同浓度NaCl胁迫下洋葱种子发芽率随盐浓度增加而降低，浓度200 mmol/L时所有品种的发芽率都降到最低，且3个品种之间差异显著。盐浓度增加不仅影响种子的发芽率，也能抑制种子根的发育（图3）。

2.3 不同浓度NaCl对洋葱发芽种子胚鲜重的影响

由图4可以看出，对照（0 mmol/L）和50mmol/L NaCl胁迫下，‘天正105’和‘火星1号’的种子胚鲜重无显著差异，但均显著高于‘早黄金’：NaCl浓度为100 mmol/L及以上，3个洋葱品种的种子胚鲜重差异不显著，但‘早黄金’对低盐胁迫更为敏感。

2.4 不同浓度NaCl对洋葱发芽种子根长的影响

植物根系的形成和发育是否优良与植物种子胚根的生长发育有着密切联系，在一些植物中盐胁迫会抑制根的生长。由图5可知，随着NaCl浓度升高，各洋葱品种发芽种子的根长呈下降态势。NaCl浓度为50 mmol/L时，3个洋葱品种发芽种子的根长差异显著，‘火星1号’的根长更长一些：盐浓度为100 mmol/L时，各品种根长相对于50 mmol/L时大幅减低，‘天正105’和‘火星1号’两个品种无显著差异，但均显著大于‘早黄金’：盐浓度达到150 mmol/L时，‘早黄金’根长较CK下降91.04%，‘天正105’下降88. 61%，两者无显著差异：盐浓度达到200 mmol/L时，‘早黄金’根长下降91. 35%，‘天正105’下降92. 09%，两者均显著小于‘火星1号’。

由图6可知，NaCl浓度越高，对发芽种子根生长的抑制作用越强，根长越短。

2.5 不同浓度NaCl对洋葱种子发芽指数和活力指数的影响

发芽指数是衡量种子发芽速度快慢的指标，活力指数越高种子活力越强。从表1中可以看出，伴随着盐浓度的不断升高，3个洋葱品种的种子发芽指数和活力指数均不断下降，盐浓度越高，发芽指数和活力指数越低。综合‘早黄金’‘天正105’‘火星1号’的种子发芽率（图2）等相关测定指标可得出，盐浓度为50 mmol/L时，3个洋葱品种的种子发芽率均在80%以上，说明其耐低盐能力强：‘火星1号’的发芽指数是‘早黄金’的1.60倍，活力指数是‘早黄金’的2.20倍，‘天正105’的发芽指数是‘早黄金’的1. 44倍，活力指数是‘早黄金’的2.00倍。盐浓度达到150 mmol/L时，3个洋葱品种的种子发芽率均在60%以上，说明其耐中盐能力较强，以‘火星1号’能力最强，‘天正105’最弱：‘火星1号’的发芽指数是‘早黄金’的2.23倍，‘天正105’的发芽指数是‘早黄金’的1.78倍。盐浓度达到200 mmol/L时，3个洋葱品种的种子发芽率均大幅下降；与CK相比，‘早黄金’的发芽指数下降85 .43%，‘天正105’下降79.98%，‘火星1号’下降62.98%，且3个品种的活力指数均在1以下，显著低于CK;‘火星1号’的活力指数是‘早黄金’的4.09倍、‘天正105’的2.20倍，‘天正105’的活力指数是‘早黄金’的1.86倍。因此可以看出，不同浓度的盐胁迫都会对3个洋葱品种种子发芽指数和活力指数产生不同程度的抑制作用，盐浓度越高抑制作用越明显。3个洋葱品种在不同盐浓度下的发芽能力强弱为‘火星1号’＞‘天正105’＞‘早黄金’。

2.6 不同浓度NaCl对洋葱种子各发芽指标的盐害系数的影响

由表2可知，不同洋葱品种各发芽指标的盐害系数随盐浓度升高而增大，当盐浓度达到200mmol/L时盐害系数达到最大，其中各品种活力指数的盐害系数均超过90%。

3 讨论与结论

不同植物对盐胁迫的响应程度存在差异，筛选和培育出耐盐品种具有重要意义。目前关于洋葱对盐胁迫反应的相关研究少有报道。植物种子萌发是生命周期的起始，于种子发芽期进行耐盐性鉴定能够在短时间内初步评价其耐盐性。有研究指出，1周内增加NaCl浓度对洋葱生长有明显影响，较高浓度的盐胁迫将抑制洋葱细胞的正常生长。NaCl浓度越高，洋葱生长发育越迟缓，形成的根更小。不同浓度的盐胁迫会使洋葱鲜重差异显著，对洋葱后续生长如叶片数量、高度、鳞茎重量等产生不利影响。种子发芽指数和活力指数是评价种子优劣的重要参考指标，两者的值越高，种子的活力越强。种子活力是衡量种子播种质量的一项重要指标，高活力种子对农业实际生产具有重要意义。本试验表明，3个洋葱品种的种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数随着NaCl浓度升高而降低，盐害系数随着NaCl浓度升高而升高，与前人研究结果基本一致。这可能是由于NaCl胁迫下，洋葱种子内部渗透势过低，水分吸收困难，使发芽种子的形态和生理指标发生变化，如超氧化物歧化酶活性升高，过氧化氢酶活性增强，细胞功能减弱，最终抑制种子萌发。有研究表明低盐浓度对种子萌发具有促进作用，但本试验并没有出现此现象，仍表现为抑制。这可能与所用试验材料有关，因不同植物对盐胁迫的敏感度有所差异。

本试验中，盐浓度为50 mmol/L时洋葱种子各发芽指标较CK降低但幅度小，表明低盐胁迫对种子发芽能力影响不大；盐浓度为100、150mmol/L尤其是达到200 mmol/L时洋葱种子各发芽指标较CK大幅降低，说明中高盐胁迫会显著抑制洋葱种子萌发，尤以200 mmol/L盐浓度处理影响最大。盐浓度大于100 mmol/L时‘火星1号’的耐盐性优于‘早黄金’和‘天正105’，盐浓度为50 mmol/L时耐盐性为‘火星1号’＞‘天正105’＞‘早黄金’，盐浓度为100 mmol/L时，‘天正105’和‘火星1号’的耐盐性相当，均优于‘早黄金’。其原因可能是‘天正105’和‘火星1号’为杂交种，抗逆性表现更强一些。

综上表明，洋葱种子发芽对中等盐胁迫敏感，对低盐浓度胁迫敏感性低且种子萌发受到的抑制作用不强，高盐浓度胁迫显著抑制种子萌发。对比3个洋葱品种种子萌发期的耐盐能力可以得知，‘火星1号’＞‘天正105’＞‘早黄金’。

基金项目：财政部和农业农村部：现代农业产业技术体系建设专项（CARS-24-A-10）