NaCl脅迫對紅秀一號籽瓜種子萌發(fā)的影響

李旭紅 尹嘉敏 李章波

摘 要：以紅秀一號籽瓜種子為材料，研究了不同濃度NaCl脅迫對該籽瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、相對鹽害率、胚根長、地上鮮重、胚根鮮重、地上干重、胚根干重及側(cè)根數(shù)的影響。結(jié)果表明：濃度為40 mmol/L時，籽瓜的各項測定指標(biāo)比對照高，即低濃度NaCl脅迫對籽瓜種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用；而隨著NaCl脅迫濃度增大，種子萌發(fā)的抑制作用明顯增強(qiáng)，濃度80～240 mmol/L時，籽瓜各項生長指標(biāo)都低于對照，即高濃度NaCl脅迫對籽瓜種子萌發(fā)具有抑制作用。

關(guān)鍵詞：NaCl脅迫；籽瓜；種子發(fā)芽

文章編號： 1005-2690（2018）05-0095-03 中圖分類號： S651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B

籽瓜，即籽用西瓜，是葫蘆科西瓜屬中普通西瓜種的一個栽培變種[1]。籽瓜作為巴彥淖爾地區(qū)的特色經(jīng)濟(jì)作物之一，在瓜類生產(chǎn)中占重要位置，種植面積從20世紀(jì)80年代的0.2萬hm2發(fā)展到現(xiàn)在已逾2萬hm2 [2]。

隨著籽瓜栽培面積的不斷擴(kuò)大，有限耕地面積中適合籽瓜栽培的耕地在逐漸減少。原因是在巴彥淖爾71.3萬hm2可耕地中，不同程度的鹽堿地占總耕地面積的45.2%，其中，輕度鹽堿地占24.1%，中度鹽堿地占13.8%，重度鹽堿地占7.3%，且有逐年增加的趨勢[3]。當(dāng)前，土壤鹽堿化已經(jīng)成為本地區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)面臨的主要問題之一。鹽堿地不僅影響籽瓜種子的萌發(fā)，而且影響籽瓜的正常生長及產(chǎn)量。關(guān)于NaCl脅迫對于植物影響的研究，在蕪菁[4]、苦瓜[5]、燕麥[6]、大豆[7]、小麥[8]等方向已有不少，而在籽瓜上的研究報道還不多。

該試驗通過分析不同NaCl濃度處理對紅秀一號籽瓜種子萌發(fā)的影響，旨在對該品種籽瓜種子萌發(fā)階段的耐鹽性進(jìn)行評價，并為以后相關(guān)試驗提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試籽瓜種子為甘肅華園西甜瓜開發(fā)有限公司選育的籽瓜紅小片雜交種紅秀一號，該品種屬中早熟品種，抗性好，是紅小片籽瓜中產(chǎn)籽量最高的品種；供試NaCl為分析純試劑。

1.2 試驗方法

試驗于2015年11月—2016年7月在河套學(xué)院實驗室進(jìn)行。分別設(shè)NaCl濃度為0（CK）、40、80、120、160、200、240 mmol/L 7個處理，每處理設(shè)置3次重復(fù)。每日觀察記錄種子發(fā)芽數(shù)，直至試驗結(jié)束，以胚根突破種皮1 mm作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)5 d無萌發(fā)種子視為萌發(fā)結(jié)束。

試驗結(jié)束前測定發(fā)芽種子胚根長、 側(cè)根數(shù)、胚根鮮重和胚根干重及地上鮮重、地上干重，統(tǒng)計發(fā)芽率（GP）、發(fā)芽勢（GE）、發(fā)芽指數(shù)（GI）、活力指數(shù)（VI）及相對鹽害率。

試驗采用Microsoft Excel 2010分析。

1.3 指標(biāo)計算方法

參照施月婕、王玉鳳[9]、蘆翔等人研究方法，計算發(fā)芽率（GP）、發(fā)芽勢（GE）、發(fā)芽指數(shù)（GI）、活力指數(shù)（VI）及相對鹽害率。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對紅秀一號籽瓜種子發(fā)芽率的影響

由圖1可知，隨著NaCl濃度的不斷升高，NaCl對籽瓜種子萌發(fā)的抑制作用逐漸增強(qiáng)，籽瓜種子發(fā)芽率總體呈下降趨勢。即在0 mmol/L和40 mmol/L的低濃度NaCl脅迫下，籽瓜種子72 h內(nèi)發(fā)芽率相近，分別為45.33%和46%。7 d發(fā)芽期結(jié)束，40 mmol/L NaCl處理組內(nèi)種子發(fā)芽率比對照組提高9.99%；當(dāng)處理濃度大于40 mmol/L時， 發(fā)芽率呈明顯下降趨勢。當(dāng)NaCl溶液濃度處于120～240 mmol/L時，種子發(fā)芽率下降顯著。濃度為240 mmol/L時，籽瓜種子僅有個別萌發(fā)，發(fā)芽率極低。這說明高濃度的NaCl脅迫對籽瓜種子的發(fā)芽有較大的抑制作用。

2.2 NaCl脅迫對紅秀一號籽瓜種子發(fā)芽勢的影響

種子發(fā)芽勢是反映種子發(fā)芽整齊度的主要指標(biāo)。由圖1可知，隨著NaCl濃度增大， 紅秀一號籽瓜種子發(fā)芽勢呈下降趨勢。當(dāng)NaCl濃度為40 mmol/L時，籽瓜種子發(fā)芽勢稍高于對照，為46%。當(dāng)濃度在40～80 mmol/L時，籽瓜種子發(fā)芽勢下降趨勢最顯著，濃度為80 mmol/L時降至33.3%，說明此濃度下籽瓜種子萌發(fā)受到的抑制作用最明顯。隨著NaCl濃度的增加，種子發(fā)芽勢繼續(xù)降低，當(dāng)NaCl濃度為240 mmol/L時，籽瓜種子萌發(fā)完全受到抑制，這說明高濃度NaCl脅迫對籽瓜種子的發(fā)芽整齊度和發(fā)芽速度均起到極大的抑制作用。

2.3 NaCl脅迫對籽瓜種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)兩個指標(biāo)分別反映種子萌發(fā)的速度和質(zhì)量。由圖2和圖3可知，當(dāng)NaCl濃度為40 mmol/L時，籽瓜種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)兩個指標(biāo)稍高于對照，且從此濃度開始，隨著NaCl濃度的增加，籽瓜種子活力指數(shù)和發(fā)芽指數(shù)均呈顯著的下降趨勢。隨著NaCl濃度的不斷增加，籽瓜種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)兩個指標(biāo)不斷下降，直到兩個指標(biāo)為0，說明NaCl濃度增加對籽瓜種子萌發(fā)的抑制作用不斷增強(qiáng)，直至最后不能萌發(fā)。

2.4 NaCl脅迫對籽瓜種子相對鹽害率的影響

由于籽瓜種子對不同濃度NaCl脅迫的敏感度不同，籽瓜種子受到的鹽害程度也不同。由圖4可以得出，NaCl濃度為40 mmol/L時，籽瓜種子萌發(fā)相對鹽害率為負(fù)值，這說明低濃度NaCl脅迫可促進(jìn)籽瓜種子萌發(fā)。隨著NaCl濃度的增加，相對鹽害率逐漸增加，相對鹽害率逐漸變?yōu)檎?，這說明籽瓜種子萌發(fā)受到的鹽害作用逐漸增加，籽瓜種子萌發(fā)受到抑制。

2.5 NaCl脅迫對籽瓜種子側(cè)根數(shù)的影響

由圖5可知，籽瓜種子在萌發(fā)過程中，當(dāng)NaCl濃度為40 mmol/L時，側(cè)根數(shù)多于對照，說明低濃度NaCl脅迫促進(jìn)側(cè)根的生長，可能是植物對鹽脅迫的一種適應(yīng)性反應(yīng)。當(dāng)NaCl濃度為80 mmol/L時，籽瓜種子側(cè)根數(shù)顯著降低，下降幅度超過70%，側(cè)根數(shù)分化少。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到120 mmol/L時，側(cè)根數(shù)為0，這說明高濃度NaCl對籽瓜種子側(cè)根分化抑制作用明顯。

2.6 NaCl脅迫對籽瓜種子胚根長的影響

由圖6可知，隨著NaCl濃度的升高，所有處理胚根長呈下降趨勢，但胚根長的變化差異性顯著。當(dāng)NaCl濃度為40 mmol/L，胚根長為3.366 7 cm，對照的胚根長為2.962 3 cm，比對照長0.404 4 cm，這說明低濃度NaCl脅迫對胚根的生長具有促進(jìn)作用。當(dāng)濃度為80 mmol/L時，胚根長比對照下降0.435 6 cm；隨著濃度升高，胚根長呈直線下降趨勢，當(dāng)濃度為200 mmol/L甚至更高時，胚根未生長。這表明隨著NaCl濃度的增加，胚根生長逐漸被抑制直到停止生長。

2.7 NaCl脅迫對籽瓜種子胚根鮮重、地上鮮重的影響

由圖7可知，籽瓜種子胚根鮮重下降趨勢較明顯，當(dāng)NaCl濃度為40～80 mmol/L時下降趨勢較大，這兩個濃度之間鮮重的差值為0.030 2 g；兩個濃度下胚根鮮重又比對照的胚根鮮重低0.003 9 g、0.034 1 g。數(shù)據(jù)表明，隨著NaCl濃度的增加，NaCl脅迫對籽瓜種子胚根鮮重的抑制作用逐漸增強(qiáng)。

低濃度的NaCl脅迫對地上鮮重的影響遠(yuǎn)大于對胚根鮮重的影響。NaCl濃度為40 mmol/L時，地上鮮重為0.205 5 g，比對照的地上鮮重重0.045 1 g；與NaCl濃度80 mmol/L時，地上鮮重相比較重0.035 5 g。在這兩個濃度之間，地上鮮重的下降幅度比胚根鮮重大，這說明低濃度的NaCl脅迫對地上部分的生長有一定的促進(jìn)作用。當(dāng)NaCl濃度超過80 mmol/L后，地上鮮重的下降趨勢比胚根鮮重的下降趨勢更明顯、下降幅度更大，這說明高濃度的NaCl脅迫對地上部分比對地下部分的抑制效果更強(qiáng)。

2.8 NaCl脅迫對籽瓜種子胚根干重、地上干重的影響

由圖7可知，隨著NaCl濃度的增加，籽瓜種子的胚根干重總體呈下降趨勢。濃度為0～40 mmol/L時呈上升狀態(tài)但不明顯，當(dāng)NaCl濃度大于40 mmol/L后，胚根干重隨NaCl濃度增大，下降趨勢顯著，這說明隨著NaCl濃度的增大，對胚根中干物質(zhì)的積累的抑制作用越強(qiáng)，但低濃度的NaCl脅迫對胚根的生長有一定的促進(jìn)作用。

地上干重也隨著NaCl濃度的增加而呈總體下降趨勢，并且與胚根干重相比下降趨勢更明顯、幅度更大，但在濃度為40 mmol/L時，地上干重明顯高于對照。這說明NaCl脅迫對根的生長發(fā)育抑制作用比對地上部分的生長發(fā)育抑制作用更強(qiáng)，低濃度的NaCl脅迫對地上部分干物質(zhì)的積累起到更好的促進(jìn)作用。

3 討論

植物耐鹽性和耐鹽機(jī)理存在本質(zhì)差異，植物能否適應(yīng)鹽堿生活環(huán)境，首先，取決于種子發(fā)芽期對鹽脅迫的敏感程度，因為種子萌發(fā)期是幼苗成長的關(guān)鍵期。大多研究得出低濃度NaCl脅迫對種子萌發(fā)具有一定促進(jìn)作用、高濃度NaCl脅迫抑制作用增強(qiáng)的結(jié)論。其次，發(fā)芽期的耐鹽性與其他生育階段的耐鹽性相關(guān)度均在進(jìn)一步研究中。

本試驗研究發(fā)現(xiàn)，紅秀一號籽瓜種子在低濃度NaCl脅迫下，種子萌發(fā)的各項指標(biāo)均優(yōu)于對照。當(dāng)處理濃度增大后，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均呈下降趨勢；相對鹽害率逐漸增加，變?yōu)檎?。因此，低鹽促進(jìn)紅秀一號籽瓜種子萌發(fā)，高鹽抑制種子萌發(fā)的現(xiàn)象與前人研究結(jié)論一致。

該試驗揭示了紅秀一號籽瓜種子萌發(fā)期的耐鹽性，為下一步對籽瓜種子多品種NaCl脅迫試驗研究提供數(shù)據(jù)參考，同時也為該品種的幼苗試驗提供理論依據(jù)，并為實現(xiàn)當(dāng)?shù)佧}堿地作物增產(chǎn)提供前期準(zhǔn)備和理論依據(jù)。

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（收稿日期：2017-10-25）