劉洪見,黃 建,張旭樂,錢仁卷,曾愛平,楊燕萍,林 霞
(浙江省亞熱帶作物研究所,浙江 溫州 325005)
測定不同鹽濃度脅迫下的種子發(fā)芽情況是表征抗鹽能力的重要依據(jù)之一。與生長相比,植物種子萌發(fā)時對鹽脅迫更敏感[1]。即使是鹽生植物,其種子萌發(fā)也要受到鹽脅迫抑制[2-4]。鹽脅迫下植物種子的萌發(fā)情況同植物本身的耐鹽性有一定關(guān)系。種子能夠在鹽脅迫下萌發(fā)成苗,是植株在鹽堿條件下生長發(fā)育的前提,因此研究鹽脅迫下種子的萌發(fā)生理具有重要意義。水楊酸 (salicylic acid,SA)是苯丙氨酸代謝途徑的產(chǎn)物,屬于肉桂酸的衍生物.能夠影響根部離子的吸收和運輸,具有誘導氣孔關(guān)閉,降低葉片蒸騰強度,提高膜脂不飽和度,逆轉(zhuǎn)脫落酸的抑制作用,調(diào)控細胞生長和死亡,參與細胞線粒體抗氰呼吸和非磷酸化途徑等多種生理調(diào)節(jié)作用,有關(guān)水楊酸浸種促進種子萌發(fā)已有報道[5],采用SA對豌豆種子進行浸種處理,結(jié)果表明,10~40 mg·L-1濃度浸種對種子萌發(fā)有明顯的促進作用,并能顯著提高種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率,從而提高發(fā)芽的整齊度和種子的利用率,并有利于植株的生長,幼苗干重和鮮重增加[6]。萌發(fā)過程開始于種子吸水,結(jié)束于胚軸伸長及胚根突出種皮。種子吸脹后胚根突出種皮需要新的GA合成,GA含量的高低決定著種子能否萌發(fā)。GA在促進種子萌發(fā)中至少起到2種信號作用:軟化種胚周圍的組織,克服種皮機械限制;促進種胚的生長。有研究指出。KH2PO4和青霉素復配液在一定濃度范圍確實可以提高小麥老化種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗長度,這可能是KH2PO4和青霉索參與種子體內(nèi)多種酶 (如過氧化物酶等)的活性調(diào)控及一些生長因子的調(diào)節(jié)有關(guān)[7]。本試驗研究NaCl等4種化學物質(zhì)不同濃度處理對幾種花境植物種子發(fā)芽率的影響,現(xiàn)將有關(guān)結(jié)果報道如下。
研究采用的種子來自于2007年11月份本課題野外調(diào)查采集的植物種子,其中方枝野海棠和瞿麥采自臨安植源,單葉蔓荊和濱海前胡采自溫州南麂島,秀麗野海棠種子采自溫州四海山,中華野海棠和地菍采自溫州泰順。
試驗設(shè)置了2個因素,4個水平,即不同化學物質(zhì),氯化鈉 (NaCl),水楊酸 (SA),赤霉素(GA3),磷酸二氫鉀 (KH2PO4);各設(shè)4個水平,對照 (CK)為清水,GA3設(shè):A 20 mg·L-1,B 50mg·L-1, C 100 mg·L-1;SA 設(shè):A 20 mg·L-1, B 50 mg·L-1, C 100 mg·L-1;KH2PO4設(shè):A 5 g·L-1,B 10 g· L-1,C 15 g·L-1;NaCl設(shè):A 3 g·L-1,B 6 g·L-1,C 9 g·L-1。選取以上7種植物飽滿均勻,顏色一致的種子,每100粒為一個處理,重復3次,置于洗好晾干墊有定性濾紙的培養(yǎng)皿中,每個培養(yǎng)皿加入配好的處理溶液15 mL,溶液剛好能浸潤種子,每2 d將培養(yǎng)皿中的殘液倒掉,重新加入15 mL新液,統(tǒng)計種子的萌發(fā)情況,直到種子不再萌發(fā)。種子的發(fā)芽率為發(fā)芽種子數(shù)占試驗種子數(shù)的百分比。
試驗于2008年7月份實施,所有處理都置于室內(nèi)自然溫度下,并且無遮光。
試驗發(fā)現(xiàn),濱海前胡和單葉蔓荊2種植物的種子無論是對照還是用化學物質(zhì)處理皆未萌發(fā),無法比較4種化學物質(zhì)對此2種植物種子萌發(fā)的影響,也不知道是高溫天氣還是光照影響其萌發(fā),但濱海前胡播種在泥炭基質(zhì)中有少量的萌發(fā),而單葉蔓荊則無萌發(fā),其原因有待進一步探討。下面對其余5種植物種子進行分析。
試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),用NaCl處理的5種植物種子,除了地菍的種子有萌發(fā)之外,其余種子皆未萌發(fā),說明NaCl對種子的萌發(fā)有嚴重的抑制作用。地菍種子的萌發(fā),不同濃度水平也存在差異 (圖1),對照的發(fā)芽率為29%,用NaCl溶液處理的種子萌發(fā)率明顯低于對照,其中9 g·L-1NaCl溶液處理的種子完全不萌發(fā),而6 g·L-1處理的種子發(fā)芽率也極低,為2%,這說明地菍在較高鹽分脅迫作用種子不易萌發(fā)。
圖1 不同NaCl水平對地菍種子發(fā)芽率的影響
從圖2中可以看出,對照和較低濃度的KH2PO4處理的植物種子的萌發(fā)無明顯區(qū)別,但高濃度的KH2PO4溶液處理植物的種子明顯抑制植物種子的萌發(fā)。文獻[7]報道KH2PO4和赤霉素共同處理小麥種子有提高種子發(fā)芽率的作用,可能是KH2PO4與赤霉素的協(xié)同作用能提高種子的萌發(fā)率。較高濃度的KH2PO4溶液處理植物種子對植物種子存在抑制作用,可能和較高濃度的NaCl一樣,不利于植物種子的吸水,而長時間的浸泡在溶液中也影響了種子的呼吸,產(chǎn)生毒害作用,從而影響植物種子的萌發(fā)率。
圖2 不同KH2PO4處理對植物種子發(fā)芽率的影響
圖3是不同濃度的SA處理種子的結(jié)果,SA對5種植物種子的萌發(fā)影響較小,除100 mg·L-1處理的瞿麥和地菍的種子發(fā)芽率和對照存在較為明顯的差異外,其余各種植物各個處理間不存在明顯差異,但50 mg·L-1的SA處理過的植物種子較其它處理的發(fā)芽率都稍微高一點。對這5種植物來說,適當濃度的SA處理種子對萌發(fā)有促進作用。
圖3 不同SA濃度處理對植物種子發(fā)芽率的影響
圖4 不同GA3濃度處理對植物種子發(fā)芽率的影響
GA3對這5種植物的種子發(fā)芽率無明顯影響,圖4是不同濃度的GA3處理植物種子其發(fā)芽率的統(tǒng)計結(jié)果,不同種子發(fā)芽率不同,但用GA3處理的植物種子的發(fā)芽率相對同種植物未用 GA3處理的種子的萌發(fā)率無明顯差異。但總體來說,較低濃度的GA3處理的植物種子發(fā)芽率較高,這說明GA3適宜的濃度對這5種植物種子的萌發(fā)有益。
試驗結(jié)果顯示,鹽分脅迫對中華野海棠、秀麗野海棠、瞿麥、地菍的種子萌發(fā)不利,種子對鹽分脅迫的反應從一定程度上反映了植物對鹽分的抗性,除地菍外,另外4種植物在各種鹽分處理下都不萌發(fā),從一定程度上說明了這幾種植物對鹽份脅迫的能力不強。低濃度的KH2PO4處理這5種植物種子,對其萌發(fā)率無影響,但高濃度的溶液處理其發(fā)芽率也低,KH2PO4也是鹽,這從另一個角度說明了5種植物的種子在較高濃度的鹽分脅迫下不容易萌發(fā)。水楊酸和赤霉素適當濃度處理這5種植物,都有益于種子的萌發(fā),但其作用不明顯,且水楊酸對種子萌發(fā)的促進作用只限于較低的濃度,濃度較高的時候,其處理的種子的發(fā)芽率反而降低,這值得對水楊酸對種子萌發(fā)過程所起的作用及其機制做進一步的深入研究。本試驗只考慮到種子的發(fā)芽率,沒有觀察種子成苗后這幾種物質(zhì)處理對幼苗生長的影響。
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