NaCl胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子萌发的影响

NaCl胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子萌发的影响 NaCl胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子萌发的影 响 河北农业科学,2011,15(8):10—14 JournalofHebeiAculturalSciences编辑杜晓东 NaCI胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子萌发的影响 郭艳超,孙昌禹,王文成,吴新海,董文琦,马立军 (1.河北省农林科学院滨海农业研究所,河北唐海063200;2.河北省农林科学院科技处,河北石家庄050051;3.河北省 滦县林业局,河北滦县063700) 摘要:在实验室控制环境因子条件下,用0(蒸馏水,CK),0.2%,0.4%,0.6%,0.8%和1.0%计6个浓度 的NaC1溶液处理芙蓉葵和黄秋葵种子后进行萌发试验,研究了不同盐度胁迫下种子发芽率,发芽速度,活力 指数和相对干重含水量的变化.结果表明:低浓度盐胁迫对芙蓉葵种子萌发有促进作用,而对黄秋葵有轻度抑 制作用;当盐胁迫浓度超过0.8%时,2种植物种子的萌发均受到不良影响,尤其是黄秋葵受到影响较大.2种 植物均能在轻度盐渍化生境中生长,可作为耐盐碱园林植物在盐碱地试栽应用,其中芙蓉葵可在河北省大部分 盐碱地区进行广泛种植. 关键词:芙蓉葵;黄秋葵;盐胁迫;种子萌发;耐盐性 中图分类号:$649文献标识码:A文章编 号:1008.1631(2011)08-0010-05 E岱ectsofNaClstressontheGerminationof日汤 iscusmoscheutosL.andH.esulentusL. GUOYan.chao,SUNChang.yu’, WANGWencheng,WUXin.hai.,DONGWen.qi,MaLi.jun. (1.InstituteofCoastalAgriculture,HebeiAcademyofAgricultureandForestrySciences,Tanghai063200,China; 2.DepartmentofScienceandTechnology,HebeiAcademyofAgricultureandForestrySciences,Shijiazhuang050051, China;3.LuanCountyForestryBureau,LuanCounty063700,China) Abstract:Inthelaboratorycontrolcondition,thegerminationabilityoftheseedsofHibiscugrandiflorlt$L.and HesulentusL.wasstudied.Theseedsweretreatedby0(distilledwater,CK),0.2%,0.4%,0.6%,0.8%and 1.0%NaC1solutions,andthegerminationpercentage,germinationspeed,vigorindexandrelativewatercontentofdry weightweremeasuredandanalyzed.Theresuhsshowedthatunderlowsaltconcentrationstress,seedsgerminationof H.grandifloruswaspromoted.butthegerminationofH.esulentuswasslightlyrestrained.Whenthesaltconcentration exceeded0.8%,thegerminationof2plantswererestrained,especiallyeviden tforHesulentus.Bothplantscouldgrowin mildsalinizedhabitataslandscapeplants.Hgrandifloruscouldbewidelyplan tedinsalineareaofHebei. Keywords:HibiscusmoscheutosL.;HibiscusesulentusL.;Saltstress;Seeds germination;Salttolerance 芙蓉葵(HibiscusmoscheutosL)是锦葵科木槿属宿 根草本植物,原产于北美洲,耐寒,耐热,喜湿,耐盐 碱,花期长,花色多,具有很高的观赏价值和经济价 值.黄秋葵(HibiscusesculentusL.)是锦葵科秋葵属1a 生草本植物,原产于非洲,既是营养丰富的保健型蔬菜 和疗效显着的常用中药,也是观赏价值颇高的绿化和美 化.截止目前,国内外对芙蓉葵的研究报道很少, 且主要集中在基本形态特征,育苗,一般生物学特性, 细胞学,分布及生长环境等方面;对黄秋葵的研究 报道较多,但主要集中在生物学特征和栽培技术, 化学成分和药用价值以及组织培养”等方面.然 而,有关芙蓉葵和黄秋葵的耐盐性研究尚未见报道.芙 收稿日期:2011-07—17 基金项目:河北省自然基金项目(C2010001573);河北省科技厅重大 科技支撑项目(09227129Z) 作者简介:郭艳超(1974一),女,河北保定人,助理研究员,硕士, 主要从事园林植物抗逆生理及分子遗传育种研究.Tel: 0315—8723251;E—mail:guoyanchao2008@sina~con. 蓉葵和黄秋葵是河北省农林科学院滨海农业研究所引进 筛选出的园林绿化植物,具有较高的观赏价值,若在滨 海盐碱地区推广种植,可以丰富该区的园林植物种类. 研究芙蓉葵和黄秋葵在盐胁迫下的萌发特性,对二者的 耐盐能力进行初步,可为其在盐渍化地区播种育苗 和园林绿化应用提供参考. 1材料与 1.1材料 试验材料为芙蓉葵和黄秋葵,种子均于2007年 11月采自河北省农林科学院滨海农业研究所试验基地. 选择成熟饱满,大小均匀的种子进行试验. 所用NaC1试剂为分析纯. 1.2方法 1.2.1试验设计试验于2008年4月在河北省农林科 学院滨海农业研究所实验室进行.用蒸馏水和NaC1试 剂配制盐处理溶液,试验设NaC1浓度0(蒸馏水, CK),0.2%,0.4%,0.6%,0.8%和1.0%计6个处 第8期郭艳超等:NaC1胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子萌发的影响 理.将3层滤纸放人直径为9cm的培养皿中,加处理 液10mL使滤纸吸收饱和,作为发芽床.随机取芙蓉葵 和黄秋葵种子各30粒,整齐排列于发芽床上.将培养 皿放入程控人工气候箱(上海精宏实验设备有限公司生 产)中,在光照时间12h/d,光照强度 I >56.6~mol/(m?S),昼/夜温度25oC/15?,相对 湿度75%,80%条件下,连续培养10d进行发芽.每 天定时观察和补水,以维持盐分浓度的稳定.每处理均 设3次重复. 1.2.2测定指标与方法从培养的第1d开始,每天观 察并记录发芽种子(种子萌发以胚根伸出种皮2mm作 为发芽标志’”)的数量,至第7d结束.发芽试验结 束时,随机选发芽种子10粒,测量其胚根长度和胚轴 长度;称量每皿发芽种子的鲜重以及各部分(胚根,胚 轴,子叶)的鲜重,然后在80?下烘干,称重.根据 ,计算以下指标值: 发芽率=n/Nx100%(n指试验结束时相应的萌发 种子数;N指供试种子总数) 相对发芽率=处理发芽率/对照发芽率×100% 发芽指数(GI)=(GT/DT)(GT为在t日的发 芽率,DT为相应的发芽天数) 活力指数(VI)=GI×萌发种子长度(萌发种子长 = 胚根长度+胚轴长度). 胚根(胚轴)相对长度=处理的胚根(胚轴)长 度/相应对照的胚根(胚轴)长度×100% 储藏物质运转效率=(胚根干重+胚轴干重)/ (胚根干重+胚轴干重+子叶干重)×100% 相对干重含水量=(F一DW)/DWX100%(F 为萌发种子或各部分的鲜重;DW为相应的干重) 1.3数据统计分析. 所得数据利用SPSS11.5软件进行统计分析,Excel 软件绘图. 2结果与分析 2.1盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子发芽率的影响 在0.2%,1.0%盐度胁迫下,芙蓉葵和黄秋葵种子 均具有发芽能力,但二者对盐胁迫的反应不同(表1). 黄秋葵的种子发芽率随盐胁迫浓度的增大而逐渐降低, NaC1浓度为1.0%时发芽率显着下降,表明高盐胁迫对 黄秋葵种子的萌发抑制作用更大;而芙蓉葵的种子发芽 率随盐胁迫浓度的增大,基本上呈上升趋势,各浓度盐 胁迫处理与CK差异均不显着,表明0.2%,1.O%盐度 胁迫有利于芙蓉葵种子的萌发. 从不同浓度盐胁迫的种子相对发芽率变化(图1) 也可以看出,随着盐胁迫浓度的增大,黄秋葵种子的相 对发芽率逐渐降低;而芙蓉葵种子的相对发芽率在 0.4%盐度胁迫下有所下降但差异并不显着,在盐浓度 0.4%,1.0%范围内呈现出上升趋势.表明高浓度的盐 胁迫对黄秋葵种子萌发有抑制作用,对芙蓉葵种子萌发 有促进作用,芙蓉葵种子对高浓度盐胁迫的耐性强于黄 秋葵. 表1盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子发芽率的影响 Table1Effectsofsaltstressongerminationrateof H.moscheutosL.and凰esulentusL(%) 表中同列数字后小写英文字母相同,表示在0.05水平上无显 着差异.下表同. NaC1浓度(%) 图1盐胁迫下芙蓉葵和黄秋葵种子的相对发芽率 Fig..1RelativeseedgerminationrateofH.moscheutosL and麒esulentusLundersaltstress 2.2盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子发芽速度的影响 从芙蓉葵种子的萌发曲线(图2)可以看出, 0.2%的低浓度盐胁迫对芙蓉葵种子萌发有促进作用; 在0.4%,0.8%的NaC1溶液中,芙蓉葵种子萌发与CK 相比没有明显差异;而在1.0%的NaC1溶液中,芙蓉葵 种子直到第5d才开始萌发,出现延迟.在1,6d内, 种子萌发基本上是随着盐胁迫浓度的增大,发芽率降低; 过了第6d,高浓度盐胁迫处理的种子萌发速度呈上升 趋势,有超过低浓度处理种子萌发速度的迹象,表明芙 S 褥 钕 4567 发芽天数(d) 图2盐胁迫下芙蓉葵种子的萌发曲线 Fig.2GerminationcurveofH.moscheutosL. undersaltstress ? l2?河北农业科学2011正 蓉葵种子适应了高盐胁迫,开始逐渐萌发. 黄秋葵种子对盐胁迫有一定的耐受性,除1.0%盐 度处理外,其他所有处理均在1,2d内开始发芽,且 至第3—5d达到发芽高峰期(图3).随着盐胁迫浓度 的增大,黄秋葵种子的发芽率降低,说明盐胁迫对黄秋 葵种子发芽有一定的毒害作用. —— ._-CK — ?卜_0.2% 一. Lo.4% — O.696 -,t— — {一0.8% — _.._一1.096 1234567 发芽天数(d) 图3盐胁迫下黄秋葵种子的萌发曲线 Fig.3Germinationcurveof日.esulentusL. undersaltstress 2.3盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子胚轴及胚根生长的 影响 盐胁迫处理的芙蓉葵和黄秋葵种子胚根长度均显着 <其CK,且胚根长度随着盐胁迫浓度的增大而逐渐变 短,不同处理间差异达显着水平(表2).表明两者种 子胚根生长对盐胁迫反应极为敏感.0.6%盐度处理, 芙蓉葵和黄秋葵种子胚根相对长度分别是其CK的 29.3%和26.3%;随着盐胁迫浓度的继续增大,胚根相 对长度进一步降低(图4).CK的种子萌发生长到第 10d时,芙蓉葵的根系长度>黄秋葵.除0.2%盐度处 理的黄秋葵胚根长度较芙蓉葵长0.1cm外,其他处理 均为芙蓉葵胚根长度>黄秋葵.从胚根长度指标看,芙 蓉葵的耐盐性强于黄秋葵. 表2盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子胚根长度及胚轴长度的影响 Table2Effectsofsaltstressonradidelengthandhypocotyl lengthof且moscheutosLand且esulentusL(cm) 盐胁迫处理的芙蓉葵和黄秋葵种子胚轴长度均<其 CK,且胚轴长度随着盐胁迫浓度的增大而逐渐变短, 二者分别在0.4%和0.6%盐度处理时即与CK有显着差 异.在0,0.6%盐度胁迫下,黄秋葵的胚轴相对长度 >芙蓉葵;随着盐胁迫浓度的继续增大,黄秋葵的胚轴 相对长度大幅降低,而芙蓉葵的胚轴相对长度降幅较 小;到0.8%盐浓度时,芙蓉葵和黄秋葵相对胚轴长度 分别为45.5%和21.4%,黄秋葵降幅远大于芙蓉葵. 从胚轴长度指标看,芙蓉葵具有较强的耐盐性. S 翻 簧 翼 骥I 阻 —. 20CK0.20.40.60.81.0 NaC1浓度C 图4盐胁迫下芙蓉葵和黄花秋葵种子的胚根相对长度 Fig.4Relativeradiclelengthof日.moscheutosL and日.esulentusLundersaltstress - 20CK0.20.40.60.81.0 NaCI浓度(%) 图5盐胁迫下芙蓉葵和黄秋葵种子的胚轴相对长度 Fig.5Relativehypocotyllengthof日.moscheutosL and凰esulentusLundersaltstress 2.4盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子活力指数的影响 在盐胁迫下,芙蓉葵和黄秋葵萌发种子长度均随盐 胁迫浓度的增大而变短(表3).芙蓉葵的发芽指数和 活力指数随着盐胁迫浓度的增大而下降,高盐胁迫下变 化幅度较为平缓;黄秋葵的发芽指数和活力指数随盐胁 迫浓度的逐渐增 第8期郭艳超等:NaC1胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子萌发的影响?13? 120 掇100 靼 80 蜒 60 40 20 0 - 20 一】j NaC!浓度(96) 图6盐胁迫下芙蓉葵和黄秋葵种子的活力指数 Fig.6SeedvigorindexofHmoscheutosL. andH.esulentusL.undersaltstress 2.5盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子储藏物质运转率的 影响 芙蓉葵种子的储藏物质运转效率随盐胁迫浓度的增 大而呈逐渐下降趋势,且?0.4%盐度胁迫处理与CK 差异均达到了显着水平;黄秋葵种子的储藏物质运转效 率在盐胁迫浓度0,0.8%范围内呈下降趋势,但与CK 差异不显着,当盐胁迫浓度>0.8%时储藏物质运转效 率才显着下降(表4).在相同浓度的盐胁迫下,芙蓉 葵的储藏物质运转效率均高于黄秋葵,从而使其生长快 于黄秋葵. 表4盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子储藏物质运转效率的影响 Table4Effectofsaltstressonreservembstancetransforming efficiencyof且moscheutosLand鼠esulentusL(%) 2.6盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子相对干重含水量的 影响 芙蓉葵和黄秋葵萌发种子的相对干重含水量,整体 上均随盐胁迫浓度的增大而逐渐降低.盐胁迫处理的芙 蓉葵种子相对干重含水量均显着<CK,且0.2%, 1.0%处理问的差异也达到了显着水平,其中0.2%与 0.4%处理间差异不显着,0.6%与0.8%处理间差异不 显着;黄秋葵在盐胁迫浓度0,0.6%范围内,种子相对 于重含水量与CK无显着差异,当盐浓度?0.8%时盐 胁迫处理与CK出现显着差异(表5).从萌发种子相对 干重含水量指标看,芙蓉葵对0.2%,1.0%盐度胁迫均 表现敏感;而黄秋葵仅对?0.8%的高盐胁迫敏感,但 对?0.6%的低盐胁迫不敏感. 表5盐胁迫对芙蓉葵和黄秋葵种子相对干重含水量的影响 Table5Effectofsaltstressonrelativewatercontentofdryweightof且moscheutosLandHesulentusL.(%) “ 一 “表示无明显子叶. 芙蓉葵胚根,胚轴和子叶的相对干重含水量变化与 其完整萌发种子的变化基本一致,也呈现出随盐胁迫浓 度的增大而逐渐下降的趋势,其?0.4%盐度处理的胚 根和子叶相对于重含水量均无显着差异,表明芙蓉葵的 胚根和子叶生长对?0.4%的盐胁迫不敏感,其生长未 受到显着影响;而盐胁迫的胚轴相对干重含水量均显着 <CK,表明芙蓉葵的胚轴生长对盐胁迫敏感,其生长 受到明显抑制.而黄秋葵各部位相对干重含水量的变化 有些特殊,随着盐胁迫浓度的增大,胚根和胚轴的相对 干重含水量均呈先上升后下降的趋势,而子叶相对干重 含水量呈上升趋势(与盐胁迫呈正相关),其?0.6%盐 度处理间的胚根,胚轴和子叶相对干重含水量均无显着 差异,表明其胚根,胚轴和子叶生长对?0.6%的盐胁 迫均不敏感,生长未受到明显影响. 3结论与讨论 本研究是在前人对植物种子耐盐性研究方法和研究 成果的基础上,选择NaC1溶液作为盐胁迫溶液, 设置6个浓度梯度以模拟不同的盐环境,研究了芙蓉葵 和黄秋葵在不同盐度胁迫下的发芽情况.结果表明,芙 蓉葵的种子发芽率随着盐胁迫浓度的增大呈上升一下降 一 上升趋势;黄秋葵的种子发芽率随着盐胁迫浓度的增 大呈逐渐降低趋势,二者的发芽速度,发芽率,胚根长 度,胚轴长度以及储藏物质转运效率和相对干重均受到 盐胁迫的影响.但是,低浓度盐胁迫对芙蓉葵种子的萌 发有促进作用,这说明低浓度的NaC1有助于促进芙蓉 葵种子萌发的作用,这可能与离子的渗人可以激活代谢 过程中的某些酶,使发芽所需物质合成得更加充分,从 而使发芽更加迅速u有关. ? 14?河北农业科学2011拄 本研究证实,芙蓉葵和黄秋葵均具有较好的耐盐 性,均可在盐胁迫为0.8%左右的环境下正常萌发,而 且芙蓉葵对高盐胁迫的耐受能力仍有一定的适应性,二 者在盐碱土地推广种植非常具有潜力. 虽然该研究是在实验室控制其他环境因子的情况下 进行的,并且只观察了NaC1单盐胁迫对种子萌发期的 影响,不能完全代表大田育苗的实际情况.但从目前 2种植物大田栽培的实际情况看,在滨海地区中度盐渍 地区栽培应该没有问题,可以扩大栽培面积,观察其适 应性. 参考文献: [1]张庆革.芙蓉葵当年培育成苗技术[J].园林绿化, 2009,(6):55—56. 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