NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响.doc

1、NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响引言全球性日益严重的土壤盐碱化是当今世界面临的危机之一，土壤盐渍化在世界各大洲均有分布，约占地球陆地总面积的 10%，达到 9.5 亿2。主要分布在干旱和半干旱的荒漠地带。中 国 也 是 盐 渍 土 分 布 广 泛 的 国 家 约 2700 万2，约 670 万2 分布于农田之中，其 中 现 代 盐 渍 土 约 占 37%， 残 积 盐渍 土 约 占 45% 潜 在 盐 渍 土 约 占 18%。 近年来，随着化肥用量的增加，加之对土壤的不合理管理，长年积累，盐渍化越来越严重，对作物造成减产，对农业造成不小的影响。如随着温室大棚蔬菜生产的发展，设施内土壤次生盐渍

2、化程度不断加重，蔬菜产量逐年下降，已成为设施栽培种普遍存在的问题。而且随着现代工业的快速发展，人们向土壤中排放各种废物，导致土壤盐渍化问题越来越严重，严重影响作物的正常生长，降低产量和经济效益。因此，为了充分利用土壤资源，获得更大的经济和产量效益，需要对抗盐碱性进行深入研究。黄瓜，也称胡瓜、青瓜，属葫芦科，一年生攀援性草本植物，果实具刺的栽培种。原产于喜马拉雅山南麓的印度北部地区，锡金以至西藏山南部地区，云南横断山脉一带。黄 瓜 栽 培 历 史 悠 久 ， 种 植 广 泛 ， 是 世 界 性 蔬 菜 。 广 州 市黄 瓜 栽 培 季 节 较 长 ， 露 地 栽 培 可 达 9 个 月 以 上

3、， 利 用 设 施 栽 培 可 达 到 周 年生 产 与 供 应 ， 年 种 植 面 积 5 10 万 亩 ， 是 市 销 和 出 口 的 重 要 蔬 菜 之 一 。 黄瓜在我国蔬菜栽培中占重要地位，在农业生产中有重要的经济价值。改革开放以来，国内外市场对黄瓜的品种、品质等方面越来越高，而传统的完全依赖露地生产的状况远远不能满足需求。为此，70 年代以来黄瓜保护地栽培迅速发展，并逐步走向产业化。但由于设施栽培采用特殊的覆盖结构，改变了其内部生态环境及自然状态下的水热平衡，尤其是大大改变了土壤的理化性质，致使设施土壤次生盐渍化的程度越来越高，而且随着温室、大棚等园艺设施蔬菜和甜瓜栽培的增加，土壤

4、发生次生盐渍化，随着覆盖年限的增加，土壤次生盐渍化加重，导致黄瓜的经济价值降低，给黄瓜的生产造成巨大损失。目前有关黄瓜抗盐碱方面的研究未见报道。本实验采用人工控制盐分浓度的方法，设计了不同的处理，旨在探索盐胁迫作用下黄瓜种子的萌发特性以及萌发过程中的一些生理变化。NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响1 材料与方法1.1 材料与处理供试黄瓜种子“津春 2 号”由天津津南区种子公司生产。种子精选后，置于初始温度为 45水中浸泡 9 小时后取出，用 0.3%KMnO4溶液消毒30min、无菌水冲洗 3 次后均匀排列在培养皿中，进行发芽试验。1.2 发芽试验试验以蒸馏水为对照（CK） ，各个处理为不同

5、NaCl 梯度（0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%）的盐溶液处理。取直径为 120mm 的干燥培养皿，皿内以双层滤纸为发芽床。将种子整齐排列皿中，每床摆放 100 粒吸胀的“津春 2 号”黄瓜种子，每个处理重复 3 次，并用铅笔标上编号，放好种子，滴加溶液至保证双层滤纸湿润，溶液埋没种子 12 即可 5。移入温度为 25的人工培养箱中，光照强度为 3000LX6，每天观察出苗及发芽情况(每天定时滴加蒸馏水 2.0ml和相应浓度的盐水，以保持皿内培养液盐浓度不变)。按公式计算发芽势、相对发芽势、发芽率、相对发芽率。发芽势(GE)=前 4d 内正常发芽的种子数/供试种子数100%发芽率(G

6、P)=前 7d 内正常发芽的种子数/供试种子数100%发芽指数(GI)=Gt/t (Gt 为不同时间的种子发芽数,t 为对应的种子发芽的时间)相对发芽势(RGP)=一定盐浓度处理下的种子发芽势占对照发芽势的百分率。相对发芽率(RGR)=一定盐浓度处理下的种子发芽率占对照种子发芽率的百分比。1.2.1 幼苗形态指标发芽试验结束后，在每个处理的 3 次重复中分别随机抽取幼苗 10 株，测定其株高、根长。1.2.2 幼苗生长指标发芽试验结束后，在各处理 3 次重复中分别随机采样 10 株测定植株的地上NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响部鲜重、根鲜重和根冠比，并仔细观察幼苗的生长状况。1.3 温室盆栽

7、耐盐性试验方法将处理好的种子分别播于盛有珍珠岩的塑料育苗钵内，每盆十粒种子，一共 15 盆，设有 3 次重复处理，并用铅笔标上编号，放入温室培养。每天浇入适当的水分和不含盐分的营养液。待植株长出幼苗后，每个处理分别滴加浓度为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的 NaCl 溶液，处理及对照均设三次重复。处理期间每天补充蒸发损失的水分（2.0ml）以保持盐浓度不变。处理后第 15 天，分别取样进行各项生理及生化指标的测定。1.3.1 分光光度法测定叶绿素的含量取新鲜植物叶片(或其它绿色组织)或干材料，擦净组织表面污物，去除中脉剪碎。称取剪碎的新鲜样品 2g，放入研钵中，加少量石英砂和碳酸钙

8、粉及3mL95乙醇，研成均浆，再加乙醇 10mL，继续研磨至组织变白。静置35min。取滤纸 1 张置于漏斗中，用乙醇湿润，沿玻棒把提取液倒入漏斗，滤液流至100mL 棕色容量瓶中；用少量乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中。用滴管吸取乙醇，将滤纸上的叶绿体色素全部洗入容量瓶中。直至滤纸和残渣中无绿色为止。最后用乙醇定容至 100mL，摇匀。取叶绿体色素提取液在波长 665nm、645nm 和 652nm 下测定吸光度，以 95乙醇为空白对照。1.3.2 丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法测定 8。称取剪碎混匀的叶片 0.5g，加入 2ml10%TCA和少量石英砂，研磨

9、至匀浆，再加 8mlTCA 进一步研磨，匀浆在离心机上4000r/min 离心 10min，吸取上清液 2ml（对照加入 2ml 蒸馏水） ，加入2ml0.6%TBA 溶液，混合后在沸水浴中反应 15min，迅速冷却后再离心 10min，取上清液分别测定其在 450nm、532nm 和 600nm 波长下的吸光值，按下列公式计算丙二醛的含量：MDA 的浓度（mol/L）=6.45（D 532-D600）0.56D 450MDA 的含量（mol/g -1FW）=MDA 浓度提取液体积/ 叶片鲜重NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响2 结果与分析2.1 NaCL 胁迫对黄瓜种子发芽势、发芽率、相对发

10、芽率、相对发芽势的影响不同浓度 NaCl 处理对黄瓜种子，第 4d 测定发芽势、相对发芽势，第 7 测定发芽势、相对发芽势，结果见表 1、表 2。表 1 NaCl 胁迫对黄瓜种子相对发芽势和相对发芽率的影响NaCl 浓度（ %） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0相对发芽势（%） 100.0 107.2 89.3 50.1 7.2 0.0相对发芽率（%） 100.0 98.2 97.0 95.6 90.2 83.30204060801001200 0.2 0.4 0.6 0.8 1Nacl浓 度 （ %）发芽百分率（%）相 对 发 芽 势 （ %）相 对 发 芽 率 （ %）由以图中可

11、以看出， 在发芽势方面，0.2%的盐浓度处理的相对发芽势超过了对照，说明低浓度盐处理对黄瓜种子的萌发有一定的促进作用，而随着盐浓度的逐渐增大，种子的发芽势呈下降趋势。在 0.6%盐浓度处理下发芽势明显下降，而 1.0%浓度处理下，种子几乎没有发芽。在发芽率方面，不同浓度处理的黄瓜种子发芽率总体上呈下降趋势，但是下降幅度很小，在 0.8%浓度处理时，发芽率还是保持在很高的水平，因此说明，NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响不同盐浓度处理对黄瓜种子的发芽率影响很小。 2.2 NaCl 胁迫对黄瓜幼苗活力指数的影响活力指数从一定程度上能反映出在盐胁迫条件下对种子幼苗的生长状况及影响 10。盐胁迫对黄瓜

12、种子活力指数的影响见表 3，表 2 NaCl 胁迫对黄瓜种子活力指数的影响NaCl 浓度（%） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0活力指数 59.60 34.88 11.61 7.97 4.47 112活 力 指 数0102030405060700 0.2 0.4 0.6 0.8 1Nacl浓 度 （ %）活力指数（%）活 力 指 数图 3 NaCl 胁迫对黄瓜种子活力指数的影响NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响从图中可以看出，黄瓜种子的活力指数随着盐浓度的升高而下降，在 0.4%以上浓度处理时，活力指数随盐浓度变化迅速，在此浓度以下，变化则较为平缓。2.3 NaCl 胁迫对黄瓜幼苗株

13、高、根长的影响表 3 Nacl 胁迫对黄瓜幼苗株高、根长的影响NaCl 浓度（ %） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0株高（cm） 5.57 7.62 8.07 5.13 3.54 2.00根长（cm） 3.74 5.41 5.02 3.52 1.97 0.8801234567890 0.2 0.4 0.6 0.8 1Nacl浓 度 （ %）长度（cm) 株 高 （ cm）根 长 （ cm）从表 3 可以看出，黄瓜与对照比较，在盐胁迫下,平均根长、株高整体随着盐浓度的增高虽均呈下降趋势,但盐浓度在 0.1%0.3%范围对根长、株高有促进作用，说明低浓度的的盐胁迫能够促进植株的生长。而

14、高浓度的盐胁迫对种子根系的伸长和株高有显著的抑制作用，并且生长细弱，主要因随着盐分的增加，减少幼苗对水分的吸收，对幼苗生长发育产生一定影响。2.4 NaCl 胁迫对黄瓜幼苗生长的影响表 4 Nacl 胁迫对黄瓜幼苗生长的影响NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响NaCl 浓度（%） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0地上部鲜重（g） 4.62 4.02 3.60 3.12 1.65 1.45根鲜重（g） 2.08 1.46 1.24 1.03 0.54 0.47R/T 0.447 0.364 0.344 0.332 0.327 0.3240123450 0.2 0.4 0.6 0.8 1N

15、acl浓 度 (%)重量（g) 地 上 部 鲜 重 （ g）根 鲜 重 （ g）R/T在不同浓度 NaCl 溶液处理下，幼苗地上部鲜重和根鲜重，以及根冠比（R/T）各处理间差异显著或极显著，结果如表 4 所示。从鲜重来看，在 NaCl 浓度大于 0.6% 时，无论是地上部鲜重还是根鲜重与对照相比均表现为急剧下降。对照 0%和 0.2% NaCl 处理 10 d 的黄瓜幼苗叶色和叶片形态正常，0.4% NaCl 处理的幼苗叶片叶尖卷曲，0.6% NaCl 处理的幼苗叶片边缘干枯，叶尖卷曲，0.8% NaCl 处理的幼苗叶片边缘干枯，叶尖卷曲，叶片 1/3 失绿干枯，1.0%处理的幼苗则叶片失绿干

16、枯，甚至部分幼苗植株全株死亡。2.5 NaCl 胁迫对幼苗中叶绿素含量的影响不同 Nacl 浓度下黄瓜幼苗丙二醛含量见表 5 所示表 5 NaCl 胁迫下黄瓜幼苗叶绿素含量NaCl 浓度（%） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响叶绿素含量 17.8 19.5 184 15.5 14.2 12.2叶 绿 素 含 量05101520250 0.2 0.4 0.6 0.8 1Nacl浓 度叶绿素含量叶 绿 素 含 量由以上图中可以看出 00.4%范围内幼苗叶片内叶绿素含量变化较小，且有略微的上升趋势，0.4%浓度之后，叶绿素含量又呈下降趋势，尤其是在 0.4

17、%与0.6%范围内叶绿素含量下降较为显著。2.6 NaCl 胁迫对黄瓜幼苗叶片丙二醛(MDA)含量的影响不同 Nacl 浓度下黄瓜幼苗丙二醛含量见表 6 所示。表 6 NaCl 胁迫下黄瓜幼苗丙二醛含量NaCl 浓度（%） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0MDA 含量(mol/g -1FW)0.36010.43150.40970.33210.22560.1782丙二醛(MDA)是植物逆境胁迫下产生的一种膜脂过氧化产物，MDA 含量的高NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响低代表膜脂过氧化的程度。随盐胁迫浓度增加，其丙二醛含量是先增加，后降低的趋势。当浓度在 0.1%0.4%时均大于对照含

18、量，在浓度达到 0.2%时含量最高，说明植物抗盐性达最强，而后随着 NaCl 浓度的增加，丙二醛含量下降，尤其 0.4%的 NaCl 胁迫下，丙二醛含量显著下降。NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响3.小结与讨论试验表明：黄瓜种子萌发的不同指标与盐胁迫浓度梯度之间的相关性不同，表现为不同浓度处理的 NaCl 胁迫下，发芽生长会受到不同程度的影响。低浓度NaCI 胁迫对黄瓜种子发芽无影响或影响较小，而高浓度时则表现出强烈的抑制作用。Foolad(1999)认为在一定胁迫条件下表现种子萌发速率不变或加快，可能存在耐胁迫基因(或特异生理机制)。谢德意等人(2000)认为高盐胁迫抑制种子萌发主要是由外界

19、高渗透压导致种子吸水不足引起的。本试验是在排除盐胁迫对种子吸胀过程影响情况进行的，而种子的萌发速率和发芽率仍然受到不同程度的抑制，这表明吸胀过程受到盐的伤害不是盐胁迫影响种子萌发的唯一原因。在低浓度 NaCI 处理下黄瓜幼苗的萌发率、出苗率、地上部鲜重、根鲜重和根冠比 (侧T)与对照差异较小，但可能其内部已受到盐胁迫的影响，由于低浓度的 NaCI 处理激活了植物体内某种(些)酶的活性，刺激了营养生长，正如当水稻、玉米秸杆产量可能还未受到明显影响时，而其谷粒产量却会大大降低(杨素欣等，1999)。 ；当 NaCl 浓度在0.1%0.3%范围内对黄瓜萌发生长影响较小即低盐浓度对黄瓜种子发芽基本没有

20、不利影响，当胁迫浓度大于 0.4%时，开始表现为抑制其生长，且对发芽率、发芽势、鲜重的抑制作用比对株高、根长、干重更为显著；当胁迫浓度超过0.6%，危害加剧。因此，在 0.2%0.3%盐胁迫浓度下黄瓜幼苗表现出较好的耐盐性能，具有较好的开发利用前景。随盐胁迫浓度增加，其丙二醛含量是先增加，后降低的趋势。当浓度在0.1%0.4%时均大于对照含量，在浓度达到 0.2%时含量最高，说明植物抗盐性达最强，尔后随着 NaCl 浓度的增加，丙二醛含量下降，尤其 0.4%的 NaCl 胁迫下，丙二醛含量显著下降。该试验研究结果为黄瓜幼苗的抗盐性及耐盐生理提供了依据。目前，土壤盐渍化成为制约农业生产的限制性因素，但盐胁迫对黄瓜瓜生长的影响的报道研究的比较少。本实验为研究黄瓜种子幼苗时期的抗盐性提供了依据。植物在不同生长阶段耐盐碱性有一定的差异，种子萌发期往往是对盐碱胁迫最敏感的时期。因此在种子阶段的耐盐状况在一定程度上反映了该物种的耐盐程度。了解不同盐分对种子发芽的影响，探讨种子的耐盐机理，可以为种子的耐盐能力和选育耐盐品种提供理论依据。