NaCl胁迫对黄心菜种子萌发及幼苗生长的影响.pdf
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1、中中 国国 瓜瓜 菜菜试验研究2024,37(2):88-93收稿日期:2023-04-25;修回日期:2023-11-02基金项目:河南省高等学校重点科研项目(16A210054)作者简介:朱庆松,男,副教授,主要从事园艺植物露地栽培和设施栽培研究。E-mail:通信作者:刘松虎,男,副教授,主要从事蔬菜栽培生理与种质创新研究。E-mail:DOI:10.16861/ki.zggc.202423.0261NaCl 胁迫对黄心菜种子萌发及幼苗生长的影响朱庆松,申君,王勇,高亚亭,刘松虎(信阳市大别山区园艺植物遗传改良重点实验室 信阳农林学院园艺学院河南信阳464000)摘要:探究 NaCl 胁
2、迫对黄心菜种子萌发及幼苗生长的影响,为筛选耐盐种质资源、培育优良品种提供依据。以淮南塌地乌 3 号为试验材料,在 0(CK)、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4 molL-1NaCl 浓度下进行种子萌发及幼苗生长胁迫试验,分别测定其种子萌发和幼苗相关的表型与生理生化指标。结果表明,黄心菜种子的发芽势、发芽率、胚根长、胚芽长随着 NaCl 浓度的升高极显著降低,与黄心菜幼苗期相比,其发芽期对盐胁迫更为敏感;在幼苗期,随着 NaCl 胁迫浓度的增加,黄心菜的根鲜干质量、地上部质量、叶宽表现为低浓度促进生长、高浓度抑制生长。幼苗的叶长、株高、叶宽则显著低于对照且随着胁迫浓度的增加逐渐降低,SP
3、AD 值呈现先显著增加后降低的趋势,MDA 含量、脯氨酸(Pro)含量均显著高于对照,POD 活性显著高于对照且呈现显著升高而后逐渐降低的趋势。综上所述,0.05 molL-1NaCl显著抑制黄心菜种子的发芽率与发芽势的升高,但对黄心菜胚芽生长有显著促进作用。NaCl 胁迫处理浓度大于 0.2 molL-1时显著抑制幼苗的地上部鲜质量、干质量、株高的增加,MDA、Pro 含量和过氧化物酶活性呈显著升高再降低的趋势。结果可作为评价 NaCl 胁迫下黄心菜耐盐性强弱的指标。关键词:黄心菜;盐胁迫;种子萌发;生理生化指标中图分类号:S634文献标志码:A文章编号:1673-2871(2024)02-
4、088-06Effects of NaCl stress on the germination of Brassica campestris seedsand seedling growthZHU Qingsong,SHEN Jun,WANG Yong,GAO Yating,LIU Songhu(Key Laboratory of Horticultural Plant Genetic Improvement in Dabie Mountain Area of Xinyang City/College of Horticulture,XinyangAgriculture and Forestr
5、y University,Xinyang 464000,Henan,China)Abstract:By analyzing the effects of NaCl stress on seed germination and seedling growth of Brassica campestris,provide a basis for screening salt tolerant germplasm resources and cultivating excellent varieties.Huainan Tadiwu No.3was used as the experimental
6、material to conduct seed germination and seedling growth stress tests at concentrations of 0,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4 molL-1,and the phenotypic,physiological and biochemical indicators related to seed germinationand seedlings were measured.The results showed that with the increase of NaCl concentration,
7、the germination potential,germination percentage,radicle and plumule length of Brassica campestris seeds decreased significantly.Compared withthe seedling stage of Brassica campestris,its germination stage was more sensitive to salt stress;At the seedling stage,with the increase of NaCl stress conce
8、ntration,the root fresh weight,root dry weight,above ground mass,and leaf widthof Brassica campestris exhibited low concentration promoting growth and high concentration inhibiting growth.The leaflength,plant height,and leaf width of the seedlings were significantly lower than the control and gradua
9、lly decreased withthe increase of stress concentration.The relative chlorophyll content showed a trend of first significant increase and thendecrease,and the MDA content and proline content were significantly higher than the control.The POD activity wassignificantly higher than the control and showe
10、d a significant increase and then gradually decreased.In conclusion,theconcentration of 0.05 molL-1NaCl significantly inhibited the germination rate and potential of Brassica campestris,buthad a significant promoting effect on the plumule length of Brassica campestris embryos.When the concentration
11、ofNaCl solution was higher than 0.2 molL-1,above ground fresh mass,dry mass,and plant height of seedlings was signifi-cantly inhibited.MDA and Pro content,peroxidase activity showed a significant increase and then decrease trend,whichcan be used as an indicator to evaluate the salt tolerance of Bras
12、sica campestris under NaCl stress.Key words:Brassica campestris;Salt stress;Seed germination;Physiological and biochemical indexes88第2期,等:NaCl胁迫对黄心菜种子萌发及幼苗生长的影响试验研究黄 心 菜(Brassica campestris L.),又 叫 卷 窝菜、菊花心、冬白菜,属十字花科不结球白菜的变种,是具有豫南特色的 2 年生越冬蔬菜。黄心菜叶片圆形呈麻窝状,外叶绿色塌地,心叶淡黄色,叶缘向外翻卷,叶片肥厚细嫩,纤维少,营养丰富。黄心菜因外形美观、
13、产量高、富含人体必需的多种微量元素及口感好而日益受到消费者青睐,是冬季寒冷时节较为理想的蔬菜种类1。黄心菜抗病性、抗寒性均较强,在-8-10 的低温下,仍能缓慢生长,可耐受短暂的-15 低温,有“雪地金花”之称。土壤盐渍化是制约农业生产的主要非生物胁迫因素之一。据统计,目前世界上盐渍土壤面积约为9.5108hm2,占陆地总面积的 7.26%2。第二次全国土壤普查结果显示,中国也是盐渍化问题较为严重的国家之一,盐渍土壤总面积约为 3.6107hm2,占全国可利用土地面积的 4.88%3。土壤盐渍化严重影响植物的生长发育,引起植物叶片黄化、脱水和植株死亡,造成作物大量减产,品质下降。离子胁迫、渗透
14、胁迫和营养不均衡是植物在盐渍化土壤中无法很好生长的主要因素4。目前,关于作物盐胁迫效应方面的研究多集中于主要的粮食作物。研究认为,盐胁迫对油菜种子萌发、幼苗生长、抗氧化酶活性、丙二醛含量等均有显著影响5。盐胁迫下芥菜型油菜种子的发芽率、根长和株高均呈下降趋势6。盐胁迫下高羊茅幼苗的抗氧化酶活性、光合能力等下降,脯氨酸含量增加等7。前人研究表明,盐胁迫对作物种子萌发、幼苗的表型性状、抗氧化酶活性、渗透调节物质等均具有直接显著的影响,但关于黄心菜作物在盐胁迫下种子萌发、幼苗生长特性还缺乏深入系统的研究。因此,分析黄心菜作物的耐盐机制,挖掘种质本身的耐盐能力,筛选培育耐盐种质资源,对促进黄心菜蔬菜生
15、产与品种改良有非常重要的意义。笔者通过探究淮南塌地乌 3 号黄心菜品种在不同盐浓度胁迫下对其种子萌发及幼苗生长的影响,测定其种子萌发及幼苗的表型和生理指标,比较分析淮南塌地乌 3 号的耐盐机制,为后期黄心菜耐盐品种的选择、优良品种的培育等提供理论依据。1材料与方法1.1材料供试黄心菜品种为淮南塌地乌 3 号(安徽淮研种业有限公司),NaCl 为分析纯(天津巴斯夫化工有限公司)。1.2试验仪器设备台式冷冻离心机(ALLega X-30R,贝克曼)、电子分析天平(FA3104N,上海菁海)、分光光度计(V-1800,上海美谱达)、光照培养箱(SPX-150B-D,上海博讯)、水浴锅(SHH W21
16、-600,金坛金伟)、电热鼓风干燥箱(GZX-9246MBE,上海博讯)。1.3方法1.3.1种子发芽期 NaCl 胁迫处理种子发芽期NaCl 胁迫处理试验于 2021 年 11 月在信阳农林学院信阳市大别山区园艺植物遗传改良实验室进行。NaCl 浓度设为 0(CK)、0.05(T1)、0.1(T2)、0.2(T3)、0.3(T4)、0.4(T5)molL-1共 6 个处理。试验按照国际种子检验规程进行,采用滤纸法,3次 重 复。在玻璃培养皿内平放 2 张 120 mm120 mm 滤纸,每皿选取 50 粒种子,均匀放置于滤纸上,CK 加入 6 mL 蒸馏水,其他处理加入 6 mL对应浓度的
17、NaCl 溶液,放入恒温培养箱中 28 培养,第 3 天统计种子发芽势,子叶展平的种子视为正常发芽。第 5 天再次统计种子发芽率及胚根、胚芽长度。1.3.2幼苗期 NaCl 胁迫处理幼苗期 NaCl 胁迫处理在信阳农林学院校内智慧园艺实习基地进行。采用基质配方为草炭、蛭石、珍珠岩、生物有机肥体积比 3 3 3 1,穴盘育苗,每个处理 30 株苗,3次重复。待幼苗长到 4 叶 1 心时,用不同浓度 NaCl溶液(各处理浓度同发芽期)处理黄心菜幼苗,每株苗浇灌 10 mL,每隔 3 d 处理 1 次,待处理 3 次后,测量相关性状指标。1.4项目指标测定方法黄心菜种子的发芽势/%=(第 3 天正常
18、发芽的粒数/培养皿中供试种子总数)100;发芽率/%=(第 5 天统计种子发芽的粒数/培养皿中供试种子总数)100;相对发芽率/%=(处理发芽率/对照发芽率)100;胚根长:种子发芽期根颈部至主根根尖的长度;胚芽长:种子发芽期根颈部至幼芽生长点的长度;叶长、叶宽:黄心菜幼苗最大真叶的长和宽;株高:幼苗根颈部至生长点的距离;根长:幼苗根颈部至主根尖端的长度;地上部鲜质量:剪掉根部后的地上部分质量;根鲜质量:将根部剪下,轻轻洗去附着的基质,用滤纸吸干水分后称质量;地上部干质量、根干质量:将幼苗的地上部和根部放入 105 电热鼓风干燥箱中,对幼苗进行 10 min 杀青,然后将温度朱庆松,等:NaC
19、l胁迫对黄心菜种子萌发及幼苗生长的影响89中国瓜菜第37卷试验研究调到 72 烘干至恒质量,用分析天平称量。使用手持式叶绿素测定仪测定叶绿素相对含量。采用酸性茚三酮比色法测定脯氨酸(Pro)含量;采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量;采用愈创木酚法8测定过氧化物酶(POD)活性。1.5数据处理采用 Excel 2007 软件进行统计绘图,采用 SPSS20.0 软件进行数据的方差分析和显著性检验。2结果与分析2.1NaCl胁迫对黄心菜种子萌发的影响2.1.1NaCl 胁迫对黄心菜种子发芽势的影响由表 1 可知,CK 的种子发芽势极显著 高 于 其 他各处理,随着盐胁迫浓度的增加,种子的发
20、芽势呈现极显著下降趋势。盐浓度为 0.05 molL-1时,种子发芽势与 CK 相比极显著降低,种子发芽势降到 了 50%以 下,表 明 黄 心 菜 种 子 萌 发 对NaCl 胁迫高度敏感。NaCl 浓度为 0.1、0.2 molL-1时,种子发芽势与 CK 相比分别下降了 41.00、58.46个百分点;NaCl 浓度为 0.3 molL-1时,种子的发芽 势 仅 为 2.20%,已 基 本 不 萌 发;NaCl 浓度 为 0.4 molL-1时,种子的发芽势全部为 0,表明盐胁迫对黄心菜种子的发芽势有极显著的抑制作用。表 1NaCl 胁迫对黄心菜种子萌发的影响Table 1Effects
21、 of NaCl stress on the germination ofBrassica campestris seeds处理TreatmentCKT1T2T3T4T5发芽势Germinationpotential/%70.890.89A44.001.15 B29.890.19 C12.430.75 D2.200.34 E0.000.00 F发芽率Germinationrate/%75.110.59A58.001.15 B35.331.15 C19.000.58 D7.780.22 E0.000.00 F相对发芽率Relativegermination rate/%100.0077.2247
22、.0325.2910.350.00注:同一列数字后不同大写字母表示在 0.01 水平差异极显著。表 2 同。Note:Different capital letters indicate extremely significant differ-ences at 0.01 level.The same of table 2.2.1.2NaCl 胁迫对黄心菜种子发芽率的影响由表 1 可知,黄心菜种子在 NaCl 胁迫下,其发芽率与CK 相比极显著降低,具体表现为在 0.05、0.1、0.2、0.3 mol L-1时,发芽率分别为 58.00%、35.33%、19.00%、7.78%。NaCl 浓
23、度为 0.4 molL-1时,发芽率为 0,表明盐胁迫处理对黄心菜种子的发芽率有极显著的抑制作用。2.1.3NaCl 胁迫对黄心菜种子相对发芽率的影响由表 1 可知,随着盐浓度的增高,相对发芽率呈现逐渐降低的趋势。NaCl 浓度为 0.05 molL-1时,T1 处理有较高的相对发芽率,为 77.22%,NaCl浓度为 0.1 molL-1时,相对发芽率仅为 47.03%,表明盐处理对种子相对发芽率的抑制作用会随着盐浓度的增加而增强。2.1.4NaCl 胁迫对黄心菜种子胚根及胚芽生长的影响由表 2 可知,在 NaCl 胁迫下,随着 NaCl 浓度的提高,种子胚根长整体呈下降的趋势,一定浓度 N
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