不同盐碱胁迫对大叶补血草种子萌发及幼苗生长的影响_代婷.pdf

北方园艺 （）：中 草 药第一作者简介：代婷（），女，硕士研究生，研究方向为植物 逆 境 生 理 和 荒 漠 干 旱 区 的 植 被 保 护。：责任作者：梅新娣（），女，博士，副教授，现主要从事植物逆境 生 理 和 荒 漠 干 旱 区 的 植 被 保 护 等 研 究 工 作。：基金项目：新 疆 自 治 区 科 技 厅 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目（）；新 疆 大 学 校 级 自 然 基 金 资 助 项 目（）。收稿日期：不同盐碱胁迫对大叶补血草种子萌发及幼苗生长的影响代婷，梅 新 娣（新疆大学 生命科学与技术学院，新疆生物资源基因工程重点实验室，新疆 乌鲁木齐 ）摘要：以大叶补血草种子为试材，采用不同浓度的 、及其混合盐（）溶液处理种子，研究了不同盐碱胁迫对大叶补血草种子萌发及幼苗生长的影响，以期为改善盐碱地和种植大叶补血草提供参考依据。结果表明：大叶补血草种子萌发率、发芽势、发芽指数、活力指数均随盐溶液浓度升高而呈降低趋势；当 浓度 、混合盐浓度为 时，大叶补血草种子萌发率为；种胁迫均显著抑制大叶补血草幼苗的生长，不同的盐碱胁迫对胚根和子叶的影响有差异；在高浓度盐胁迫下，种盐处理种子后的相对盐害率表现为 混合盐 。说明大叶补血草种子对 的耐受性最强，其次是混合盐，对 的耐受性最弱。关键词：大叶补血草；种子萌发；幼苗生长；盐碱胁迫中图分类号：文献标识码：文章编号：（）大叶补血草（）是白花丹科（）补血草属多年生草本植物，主要分布在新疆北部，株高约 ，根粗壮，肉质，茎基多头，基部具残遗枯叶柄，叶革质，生于花茎基部呈莲座状，较厚硬，叶片形状多呈椭圆形，宽大，开花时叶不凋落，花冠蓝紫色，种子呈长卵形，红褐色。大叶补血草生长在比较干旱的盐碱地带，在防风固沙，保持水土方面具有重要的生态效应。大叶补血草花形美丽夺目，花朵繁茂，花期长，具有丰富和独特的艺术美感和观赏价值，可做切花用，可进行路旁丛植、花坛花境栽培，也可以沿公路和铁路大面积种植，美化环境。大叶补血草还是一种繁殖比较容易、生命力顽强、生长速度快的植物，亦可 （）（），：；作为新疆地区土壤盐碱性高的山区和草原种植的牧草，是一种有很高开发价值的饲用草料。同时大叶补血草的根茎是新疆维吾尔族和哈萨克族的传统药材，其药用功能主要有止血化瘀、抗炎、抗菌等。新疆位于中国西北部，地处亚欧大陆腹地，是典型的干旱区。有数据显示，新疆（包括兵团）灌区耕地总面积为 万，盐渍化耕地为 万，占灌区耕地总面积的 。新疆土壤盐渍化问题突出，利用耐盐碱植物改善和修复盐渍土是其中一种有效途径。了解耐盐碱植物对盐碱胁迫的响应机制是实现这一途径的必然过程。植物的不同生长阶段对盐碱胁迫的响应不同，植物种子萌发是对外界环境最敏感的阶段。已有大量研究报道了耐盐碱植物种子萌发对盐碱胁迫的响应，有研究表明，用种不同的单盐处理盐爪爪种子均显著抑制其萌发率和萌发指数，并且均显著抑制其幼苗芽和根的生长。这与对芸芥、盐穗木 和盐桦 等种子的研究结果类似。目前，国内针对大叶补血草的研究主要集中在不同环境因子对其种子萌发 和生理 的影响、化学成分活性 及提取 研究、耐盐基因分子生物学研究，以及引种、栽培 和组织培养 等方面的研究。国际上，对大叶补血草的 研 究 主 要 集 中 在 其 化 学 成 分、形 态 结构 及生物活性 等方面。然而，以往研究大叶补血草种子对盐碱胁迫的响应主要用 和 种单盐进行处理，大叶补血草种子对其它盐分及其混合盐碱的响应鲜有报道。该研究根据新疆北部盐分组成特点，采用 、及其混合盐溶液人工模拟盐碱胁迫条件，旨在探究盐碱胁迫对大叶补血草种子萌发及幼苗生长特性的影响，为种植大叶补血草提供参考依据，为深入研究植物耐盐碱机制奠定重要理论基础，且对改善和治理盐碱地具有重大意义。材料与方法 试验材料供试材料大叶补血草种子于 年月采自新疆北疆呼图壁县种牛场附近干旱荒漠盐碱地，保存在冰箱中备用。试验方法试验共个处理组，蒸馏水为对照，用种分析纯试剂 、配制成不同浓度梯度的单盐溶液，并按 的摩尔比配制不同浓度的混合盐碱溶液。盐溶液的浓度梯度为、。共 个处理，用 型 计测定各处理组（表）。表各处理组的盐浓度和 处理 盐浓度 （）选择颗粒饱满、健康的大叶补血草种子，蒸馏水冲洗干净，然后用 的次氯酸钠溶液表面消毒 ，再用蒸馏水冲洗遍，用干燥滤纸吸干种子表面残留的水分。用直径 、铺有已灭菌的双层滤纸的培养皿培养，双层滤纸中间放有脱脂棉，每皿放置 粒种子，每皿加相应浓度的盐溶液浸湿滤纸。每个处理设个重复，置于 光照 黑暗的 恒温培养箱中培养。项目测定种子露白即视为萌发，每天：观察每个培养皿中的发芽数，第 天测量幼苗胚根长、子叶长。根据公式计算种子萌发率、发芽势、发芽指数、活力指数以及相对盐害率。萌发率（）（）萌发种子数量供试种子总数 （），第第 期期 北方园艺发芽势（）（）前日内发芽数种子总数 （），发芽指数（）（），式中：为第天的发芽数；为相应的天数。萌发活力指数（）（），式中：为胚根长度（）。相对盐害率（）（对照发芽率处理发芽率）对照发芽率 （）。用游标卡尺测量大叶补血草种子幼苗的根长和子叶长度，精确到 。数据分析采用 软件进行差异显著性分析（），利用 软件进行数据统计和作图。结果与分析 不同盐碱胁迫对大叶补血草种子萌发进程的影响 对大叶补血草种子萌发进程的影响由图可知，不同浓度 溶液对大叶补血草种子萌发的影响各有差异。萌发率随盐浓度升 高 而 降 低，盐 浓 度 为 和 时，大叶补血草种子不萌发。对照（）处理后的种子在第天开始萌发，至第天萌发速率最快，第天达到萌发高峰并趋于稳 定。浓 度 为 时，种子于第天开始萌发，第天内萌发速率快，第天达到短暂的平衡后在第天出现新的萌发现象，之后趋于稳定。种子在 盐溶液处理下，第天才开始萌发，第天萌发速 率 较 快，于 第 天 达 到 萌 发 高 峰。胁迫浓度时，种子第天开始萌发，且 萌 发 率 增 长 缓 慢，第 天 后 趋 于 稳 定。处理的种子在第天开始萌发，第天后就保持稳定，且萌发速率极慢。对大叶补血草种子萌发进程的影响由图可知，不同浓度 溶液对大叶补血草种子萌发的影响不同。不同浓度溶液处理图 胁迫对大叶补血草种子萌发进程的影响 （）图 胁迫对大叶补血草种子萌发进程的影响 （）下，萌发率随时间延长呈上升趋势，最后趋于稳定，且萌发率随盐浓度升高而降低。处理后的种子在第天开始萌发，至第天萌发速率最快，第天达到萌发高峰并停止萌发。胁迫浓度为 时，种子于第天开始萌发，前的萌发速率较快，第天为萌发率最高点，之后停止萌发。盐溶液处理下，种子第天萌发，至第天萌发速率最快，第天开始萌发率保持稳定。处理从第天开始萌发，第天达到种子萌发极限，第天，萌发速率最快。和 的溶液处 理 种 子 后，第 天 萌 发 速 率 较 快，溶 液 胁 迫 后 停 止 萌 发，溶 液 胁 迫 后 停 止 萌 发。北方园艺月月（上上）溶液浓度为 时，种子第天才开始萌发，萌发率增长缓慢，于第天达到萌发高峰。混合盐胁迫对大叶补血草种子萌发进程的影响由图可知，不同浓度混合盐溶液对大叶补血草种子萌发的影响有所差异。不同浓度溶液处理种子，萌发率随时间延长呈上升趋势，最后趋于稳定。萌发时间至 时，萌发率随盐浓度升高而降低，至种子完全不萌发。对照处理种子后，第天开始萌发，到第天时萌发速率最快，第天后到 达 萌 发 极 限。处 理 组 从第天开始萌发，前萌发速率较快，第天达到短暂平衡后，第天出现新的萌发现象，之后维持稳定。和 溶液处理的种子均于第天开始萌发，第天萌发速率最 快，第天 为 萌 发 高 峰。胁 迫 浓 度 为 时，种子第天开始萌发，第天 萌 发 速 率 快，第天 后 停 止 萌 发。处理组从第天才开始萌发，第 天到达萌发极限，期间萌发速率增长缓 慢。图混合盐胁迫对大叶补血草种子萌发进程的影响 （）溶液处理的种子则全程不萌发。不同盐碱胁迫对大叶补血草种子萌发指标的影响从表可以看出，在 、和混合盐胁迫下，大叶补血草种子发芽势、发芽指数及表不同盐碱胁迫对大叶补血草种子萌发的影响 （）处理 盐浓度 （）发芽势 发芽指数 活力指数 相对盐害率 注：不同小写字母表示同一类型盐胁迫下不同浓度处理在 水平差异显著。：第第 期期 北方园艺活力指数均低于，且随着盐浓度的增加呈显著降低的趋势。胁迫下，发芽势随浓度增加呈显著降低（），当浓度 时，发芽势为。溶液浓度 时，发芽势降低，但与 相比差异不显著。当混合盐胁迫浓度 时，发芽势与 相比显著降低（）。混合盐溶液处理种子，其发芽势为。发芽指数和活力指数随种盐胁迫浓度的升高而显著降低。当 盐 溶 液 为 时，、及混合盐胁迫的发芽指数分别相比于 下 降 了 、。在 浓 度 条 件 下，、及混合盐胁迫的活力指数分别相比于 下降了 、。当 浓 度 为 和 、混合盐浓度为 时，发芽指数和活力指数为。不同盐碱胁迫对大叶补血草种子相对盐害率的影响从表可以看出，在 、和混合盐胁迫下，大叶补血草种子相对盐害率随浓度的增加而呈上升趋势。溶液浓度为 时，、和混合盐的相对盐害率为 、。溶 液 浓 度 为 时，、和 混 合 盐 的 相 对 盐 害 率 为 、。当 溶液浓度 、混合盐溶液为 时，相对盐害率达到 。同浓度下，溶液处理的种子相对盐害率高于 溶液胁迫的种子盐害率。在高浓度盐胁迫下，种盐处理种子后的相对盐害率表现为 混合盐 。不同盐碱胁迫对大叶补血草幼苗胚根长和子叶长的影响由图可知，不同盐碱胁迫对大叶补血草幼苗胚根长和子叶长的影响各有差异。胁迫下，幼苗胚根长和子叶长随盐浓度的升高而显著降低（），其对胚根的抑制作用大于对子叶的抑制作用，浓度 则完全抑制其生长。当 浓度 时，种子只露出胚根无子叶。混合盐溶液处理下，幼苗胚根长和子叶长与 相比均降低，对胚根的抑制大于对子叶的抑制，浓度下完全抑制种子胚根和子叶的生长。当处理浓度为 时，、和混合盐胁迫 后 的 胚 根 长 相 比 于 降 低 了 、，子 叶 长 相 比 于 降 低 了 、。注：不同小写字母表示不同浓度处理在 水平差异显著。：图不同盐碱胁迫对大叶补血草幼苗胚根长和子叶长的影响 （）北方园艺月月（上上）讨论与结论种子萌发是植物整个生长周期的起始阶段，也是最初对外界环境因子作出响应的阶段。种子的萌发率、发芽势、发芽指数及活力指数等指标是评价植物种子发芽的常用指标，也是评价植物耐盐性的重要依据。该试验结果表明，在种不同的盐碱胁迫下，大叶补血草种子萌发率随盐浓度的升高而降低，直至种子不萌发。相比于，种子在高浓度盐溶液处理下，其萌发速率减缓，到达萌发高峰的时间延长，说明 、及其混合盐抑制大叶补血草种子萌发。已有大量的研究结果与该试验结果类似，。该研究用种不同的盐碱胁迫处理大叶补血草种子，其发芽势、发芽指数和活力指数均显著低于 （），且随着浓度增高呈下降趋势。值得注意的是，在 浓度下，和混合盐处理的种子其萌发率和发芽势与 相比并不显著，而 胁迫的种子其萌发率和发芽势则显著低于。说明大叶补血草对 和混合盐的抗性要强于 。进一步分析，从相对盐害率来看，种不同的盐碱溶液处理大叶补血草种子后的相对盐害率表现为 混合盐 。可能是因为大量的 进入种子，打破种子内部离子平衡，活性氧增多，细胞膜被破坏，造成离子毒害，进而对种子萌发产生较大的抑制作用。帕提曼阿布都热合曼等 的研究表明，实葶葱种子对种单盐的耐受能力为 ，这与该研究结果类似。该研究还发现，种不同的盐碱胁迫均对大叶补血草幼苗的生长有显著的抑制作用，和混合盐对胚根的抑制大于对子叶的抑制。这与陈奕霖等 对白羊草和徐曼 对长穗偃麦草的研究结果一致。然而，对大叶补血草幼苗生长抑制的情况有所不同，当浓度 时，其对子叶的抑制大于对胚根的抑制。张娜等 用 处理藜麦种子后对胚芽的影响较大，与该研究结果相符。综上所述，、及其混合盐对大叶补血草种子萌发的影响各有差异。总体来说，盐溶液浓度升高则对大叶补血草种子萌发的抑制作用增强，甚至不萌发。种不同的盐碱胁迫均显著抑制大叶补血草的生长。大叶补血草种子具有一定的耐盐性，其对 的耐受性最强，其次是混合盐，对 的耐受性最弱。参考文献宫江平，荆卫民，刘国军，等 温度对大叶补血草种子萌发特性的影响北方园艺，（）：何春霞大叶补血草资源综合开发利用中国野生植物资源，（）：，刘克彪 优良盐生牧草：大叶补血草的引种 草业科学，（）：伊晓燕，杨惠大叶补血草生物学特性研究农业科技与信息（现代园林），（）：罗广元，唐志红 甘肃省补血草属植物的分布与利用 特种经济动植物，（）：邓旺华，王雁 补血草属植物在城市绿化中的应用 中国城市林业，（）：王 仁 哈 萨 克 药 志 乌 鲁 木 齐：新 疆 科 学 技 术 出 版社，（），：，（）：张鹏辉，侯宪东，王健新疆地区盐碱地成因及治理措施现代农业科技，（）：皮婧婧，肖兰，袁谅，等工业腐植酸改良红山湖盐碱地土壤研究现代农业科技，（）：，吉小敏，彭钼植，雷春英，等不同类型盐分对盐穗木种子萌发及幼苗生长的影响西北 林学院学报，（）：雷春英，吉小敏，彭钼植，等不同类型盐分对盐爪爪种子萌发和幼苗生长的影响干旱区研究，（）：范惠玲，白生文，姚正良，等芸芥对种不同钠盐胁迫耐受性的比较福建农业学报，（）：吉小敏，雷春英，刘畅，等四种钠盐对盐桦种子萌发特性的影响中国野生植物资源，（）：师东，张爱勤盐碱胁迫对两种补血草种子萌发的影响草业科学，（）：梁泰，李得禄，魏林源 种补血草属植物种子萌发期抗旱性研究中国农学通报，（）：刘萍，周玲玲，王军 盐分和水分胁迫对补血草种子萌发的影响干旱地区农业研究，（）：张赛娜，马旭君，李科文，等补血草愈伤组织中渗透调节物对 胁迫的响应西北植物学报，（）：张超强，杨颖丽，王莱，等 种补血草属植物幼苗对 第第 期期 北方园艺胁迫的生理响应 西北植物学报，（）：陈梅，葛鹏，何春霞大叶补血草根茎总黄酮的提取和抗氧化活性研究 安徽农业科学，（）：池晓会大叶补血草活性成分的研究大连：大连海洋大学，何春霞，姚新成，曹文尧响应面法优化提取大叶补血草根茎中总黄酮工艺条件食品研究与开发，（）：周玲玲，祝建波，王爱英 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