Na2CO3胁迫对星星草种子萌发过程中水分吸收及膜透性的影响

Na2CO3胁迫对星星草种子萌发过程中水分吸收及膜透性的影响 Na2CO3胁迫对星星草种子萌发过程中水 分吸收及膜透性的影响 PRATAI烈LIENcE274t1997 Na.CO.胁迫对星星草种子萌发过程中 水分吸收及膜透性影响?/, f?—磊磊尔滨一so一/ 摘要星星草种子萌发吸水过程可分为3个阶段.吸水量随着NaCOa浓度增高而逐渐降低.但不同阶段吸 水量随着盐浓度的上升而下降的幅度不同,第1阶段降低幅度较小,第3阶段则较大.盐浓度大于2.75时,星星 草种子不萌发,吸水停滞于第2阶段.星星草种子趿涨初始时,膜透性较大,随着吸涨的进行.膜逐新得以修复. NaCO.褂迫下,膜系统修复受阻?,NaCO浓度与膜适性正相关极其显着.尊率和膜透性之间极其显着的负相关 关系表明,膜修复受阻是NaCOa胁迫抑制量星草种子萌发的重要原固之一.’ 关键词:?:co;胁逞-导呈暑旦生墼堑!垡生一 盐胁迫通常会抑制植物生长发育,国内外 不少学者对此进行了大量的研究和探讨,并提 出了”盐害假说.目前普遍认为盐耪迫? 机理主要包括两个方面:一是渗透胁追,二是离 子效应”.王洪春则强调了盐胁迫对植物膜系 统的影响”,认为由于渗透胁迫和离子效应使 细胞膜系统的完整性受到破坏,从而影响细胞 内的各种生理代谢过程.以往的工作多半是以 种子发芽后的发育阶段为研究对象,而较少涉 及到植物的起始阶段——种子萌发阶段.此外, 大都是以中性盐NaCI胁迫为主.在自然界的 致害盐中,除了以NaCl为主的中性盐外,还有 以NaCO,和NaHCO为主的碱性盐.星莹草 (Puccinelliaia’~ora)是生长在草甸草原盐, 渍化土壤碱斑周围的多年生禾本科牧草,耐盐 碱性较强.在Naboi胁迫下,皇星草种子的旗 发及萌发后的生长均受到抑制,并与所迫l韵 NaCO浓度呈极显着的负相关关系.本实验 试图通过对盐胁迫下星星草种子萌发过程中趿 水量及膜透性的研究,探讨Nao抑制其种一 子萌发的机理. 1材料与方法 1.1草种来源供试星星草种子采集于黑龙 江省肇州县草原试验场. 12盐溶液配制用蒸馏水配制浓度分别为 0,0.25%,0.50,0.75,1.O0,1.25, 1.50,1.75200,2.25,2.50, 2.750O%,4.00和6.00的Na.CO.溶 液’--. 1.3星星革种圣萌发过程吸下的星星草种子联出2份,用重蒸水冲洗 数次 (至洗渡电导率与重蒸水相同),再用滤纸吸干 表面浮豳,装凡烧杯中加入3O呲重蒸水,置于 25C士1,强箱中攫饱6h.取其中1份直接 测其电导率(),勇1份在拂水浴中煮10rain 后,静置至室温,再测其电导率(7:),重复3次. 以相对电导率表示膜遗性,按如下公式计算: ? 作者舟:铱月艳,女.1965年2月生.咭尔滨师范大学 生物系研究生,讲师 *黑龙江省自然科学基金和蔡火石生物科学发展基金 资助项目 收稿日期:199609—13 草业科学 相对电导率:/×9Q?一: 2结果与分析’ 2.r不『摄度?co胁遥鼓量皇草种子萌 发过程吸水的影啊水是种子萌发必不可少的 条件.吸收水分是种子独立生活的第1步.星垦 草种子吸水也可以分为3个阶段(图n.第1 阶段为吸涨吸水阶段.吸水速度较快,曲线斜度 较大.因为这一阶段主要靠种子内部胶体吸涨 吸水,和种子代砒活动无关.在不同浓度 NaCO胁迫下,星星荜种子都能进行快速的趿 涨吸水.萌发12lh后,各处理的种子吸水量均 达种子风干重的S0.0.但是.由于Na?cOs使 垦垦草种子萌发的外部环境溶液渗透势降低. 减小了种子细胞内外的水势差.因此影响种子 吸涨吸水量.NaCOs浓度越高.对吸涨吸水的 抑制作用越大(附表).6.00NacO:胁迫下, 吸涨24h的种子吸水量为无盐胁迫的74.8 由此可以看出,在一定浓度范隧’内.Nac胁 迫对星星草种乎吸涨吸水影响相对较小.24-h 2? l- 1. ? 0. O. 以匾?各理的种予均进入第2阶段(缓慢吸水 阶段).吸水速度极低.曲线斜率接近于0.该阶 段持续?时闯随.a,dOs浓度不同而不同.浓 度越大,辑续时间越长.无盐处理的星垦草种子 从吸涨后到第5天,一直处于缓慢吸水阶段. NaCO浓度大于2.75时.种子在吸涨第S 天后,含水量基本维持平衡,不再吸水(图1).’ 种子萌发实验表明,播种后第4天.已陆续有种 子萌发,但随着NaCO;浓度增大,始萌时间后 延.萌发后,种子开始进入再冼的快速吸水阶 喾无盐处理的星星革种子播种后第6天起含 水量急增,到第}O天,选种子鲜重的68%.随 . 着lNC0一 摩疆杏,进人吸水第3阶段的时 间后延.吸水速度和吸水量也降低.且降低幅度 较大NaCCh浓度?大于2.0o%时,该阶段吸水 速度比较缓慢,已;f:明显.盐浓度犬于2.75 时.没有种子萌发,也不存在萌发后的急速吸水 骱段由此可见,种子吸水的第阶段是和萌发 密切相关的.-’..一 _’1l— Nco.滩度() 图lNaCO,胁迫对星星草种子萌发过程吸水的影晴 PRATACULTURALSCIENCE(V0】_14,No.2)29 2.2Na:CO}胁迫对星垦草种子萌发过程膜透 性的影响干燥的种子膜系统不完整,这种膜 的不完整性是在吸涨过程中修复与重建的.. 因此,种子在初始吸涨吸水时,会有细胞内溶质 渗出.不同浓度NaCO.胁迫下的垦星草种子 在初始吸涨时,其渗出液的电导率都较高,但随 着时间的延长,均不同程度地降低(图2),说明 随着种子萌发时间的延长,含水量的增加,膜的 不完整性得以修复,膜透性降低但lNazGO;浓 度不向,修复的程度不同.无盐处理的虽星草种 子在吸涨8h时,浸出液的相.对电导率为 37.5,到萌发第5天降至4.8,.为韧始电导 率的128并趋于稳定,膜B基本修复.而 6.00Nac0j噼迫下,萌发第’s夫时和字蛏 出液酌电鲁皋扔高曲.f:r为韦始电导晕的 88.由此可以看出,Nac0;肼迫下,种孚萌 发过程中正常的模修复作用受到阻碍:Nco. 浓度越大,膜修复越困难.播种后第1,第5:第 10天,种子浸出液的电导l率均与胁迫的 Na:CO浓度成极其显着的正相关关菜图3). 播种后第.1O天种子浸出液的电率与发芽率 负相关极其显着(87.7—4.31x,r: 一 0.94一). 一附衰Na?胁诮封重量草种芋莆l鬟木向’ ..骱段骧水率的影响.一.. 维度 萌发期_it__ 1d10088,687.685.482.781.4B3.j79.77.8 5d10097.788.3’83483.883.B81,579.279.9 1o1084.961949.345.541.43s3B.3;7.2 3讨论. 土壤盐度可以从2个方面影响种子的萌 发:一是建立1种渗透势以阻止水分吸收,=是 为对胚或发育着的幼苗有毒离子的进入提供条 件”.本实验的结果表明,渗透胁迫是NaCO 抑制种子萌发的原因之一.N钆CO,抑制.种子 的吸涨吸水是通过直接降低环境的渗透势,从 而减小了种子细胞内外的水势差而造成的.种 子萌发以后迅速吸水的原因主要是由于种子内 储藏物质水解为渗透性强的小分子,降低了细 胞内的溶质势,种子通过渗透作用而大量吸水. 所以Na2CO,胁迫下,种子萌发后的第3阶段 降低的吸承受阻,除了Nazc0直接的渗透胁 迫外,还可能是由于Nazcoi97 涨时,细胞内积累了高浓度的离子,过量的离子 使细胞阿膜系统和细胞器的分室和重建过程受 阻,阻碍了细胞器内正常的生理俄谢活动的进 行,表现为种子发芽率释低膜透性和发芽率负 相关极其显着,也说明NacO胁迪导致膜修 复受阻,膜透性增大是NaCO抑制星星蕈种 早萌发的重要原因之一.’ _ , , : . ‘ , .参考文献. 1. 王洪眷.植物赫憧生哩.植物生理学通讯,蛔8d,l?. (6)-72473’: 2LevittJlResponsesof01ants.foenvirome越nta[, r?言s.Vol?I2aded.NewYorkIAcademic Press,1-980 3h噍klansR-A., Whok—pian~responsesTOsatinity. Aus, t.plantPhysio1.t986,18:1~34160 4制友良.植物耐盐性研究进展.植物生理学通讯. .198(4):1,7 sWebsterBD,LeSpoldA?.Thetiltras—trui:ture0} j—T1, dryandimbidedTotyle~onsofsoyan.Amer. |,19~T,64:{28641--’ 6’卡患.种孚萌l爰曲垡鲤生_化l繁j巷)j京.农业 ‘出版程,l9. 1确先喜,盐晦迫对大衰旺粮系纳咆腰乘统的影响. 擅翻,199”36(增刊)133—嵋6. , EFFE印明-姒RB0NA鼍ER柙s9孚10ANDMBRANE PERMEA’~ILIXYloFPUCClN~KLLIAJ,抛毒l曝puRINGGERMIN 冉[ON ,砷eu螋SunGuo—fo~8.蜘i.,..….lll- , ..咄一I-Ira-hinNormalV靳,_ll_. , ABSTRA . CT,q--)..薹一. Waterabsorptionprocessof.户”fftenuij~ora.seeds咖鼋.g馨珥 10”bdiv.ided Intothree , p譬Th.. ea . mount01w , aterabsorbeddecreasedgraduallyalgn~:withIheconc~ntra ti.ninc鑫 . f’~a,. O一;s一 .9 . 1.6tion,utheam.untdecr朗diqfere,eifnl, inthefirstphaseandmoreinthethirdone?Theseedsc . ouldnotger . mi 1natewh.珏印l trationwasmorethan2—75”A,waterabsorbingstoppedatstage2.Atthebeginningofimbib. i— tion,{hemembr硼epermeabilitywashigher,anddecT单,餐毫避媳 qf{hBm粤rane restorationalongwithimbibition—Themeiahranerestorationisin扣秘 Oastress.The membran~permeability晒P啦 nifican:tpositiv~i:orrel~fi6ff.td.?”~’fffibdrTffatiofi:Th sigfiifi~aixtln.g}e~rrelafionbeiwe~geirmtionpercentageandmem. branepermeability{ai— cateathatinhibitionofmembranerestora~i.tY1saimportaalreasou . thatinhibitsgerminatio. n undersaltstress., - . 一 Keywords:Na2CO3Stresw~’neblidfuiflora,germination,waterabs , orption,/item— bHnepermeabilitv,一一,一…一,.一 嚣害誉篓箸嚣嚣 Loliumpere 攀nne:its季con萎cretappearance鬻wasth纛estafiil~iyo蓬fprgd.ucti0nandad鬻vei~eresisancethehayyieldingrazingwasobviouslylowerthanincuttinggils;l and,~fio;Cevet,weeds~ing1razing