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NaCl胁迫对盐桦种子发芽和幼苗生长的影响


新疆农业科学   2010 ,47 ( 3) :472 - 476                              Xinjiang Agricultural Sciences

NaCl 胁迫对盐桦种子发芽和幼苗生长的影响
李 宏 ,邓江宇 ,程 平
( 新疆林业科学院 ,乌鲁木齐   830000)

  【目的】 要: 盐胁迫对盐桦种子萌发和幼苗生长的影响 。 【方法】 实验设置 5 个 NaCl 浓度 ( 0 、 1 % 、 2 % 、 0. 0.
0. 4 % 、 6 %) ,对盐桦种子和幼苗进行盐胁迫 ,测定其种子发芽率 、 0. 发芽势 、 发芽指数 、 胚根长 、 胚芽长 、 叶长和

叶宽 。 【结果】 当浓度低于 0. 1 %时 ,种子发芽率 、 发芽势 、 发芽指数 、 胚根长 、 胚芽长 、 叶长和叶宽均与对照差 异不大 ,而当浓度大于 0. 2 %时 ,盐桦种子的萌发和幼苗生长受到显著影响 ,并且随着 NaCl 浓度的增加 ,种子 萌发和幼苗生长各项指标均呈明显下降的趋势 。 【结论】 确定盐桦种子萌发的耐盐阈值为 0. 1 % ,并依此推断 如此低的耐盐阈值可能是导致盐桦濒危的重要原因之一 。 关键词 : 盐桦 ;NaCl 胁迫 ; 种子发芽 ; 幼苗生长 中图分类号 :S7921159     文献标识码 :A     文章编号 :1001 - 4330 (2010) 03 - 0472 - 05

Effects of Na Cl Stress on Seeds Germination and Seedlings Gro wth of Betula halophila
LI Hong ,DENGJiang - yu , CHENG Ping
( Xijiang Academy of Forestry Sciences , Urumqi 830000 , China)

Abstract 【Objective】 : This study was carried out to investigate the effects of different NaCl concentration on

seeds germination and seedlings growth of Betula halophila.【 Method】 The experiment had set 5 different NaCl concentration stress ( 0 , 0. 1 % , 0. 2 % , 0. 4 % and 0. 6 %) on seeds and seedlings of Betula halophila , and had mensurated the seeds germination , germination potential , germination index , length of radicle , embryo and leaf , and width of leaf .【 Result 】 result showed that seeds germination , germination potential , germination index , The length of radicle , embryo and leaf , and width of leaf had insignificantly changed control with the control under the 0. 1 % NaCl . As the NaCl concentration were more than 0. 2 % , seeds germination and seedlings growth of Betula
halophila were seriously affected. With the increasing of NaCl stress , the performance indicators of seeds

germination and seedlings growth were significantly decreased respectively. Conclusion 】 a result , this study 【 As concluded that the tolerance thresholds of seeds germination of Betula halophila is 0. 1 % , and it may be one of important reason that Betula halophila had endangered. Key words : Betula halophila ;NaCl stress ;seeds germination ;seedlings growth

0  引言

【研究意义】 新疆位于我国的西部干旱区 ,土地面积约占全国土地总面积的 1/ 6 ,但是其经济和农业 活动主要集中在全疆土地总面积 3. 57 %的绿洲内部 , 承载着全疆 95 %以上的人口 , 而绿洲与荒漠间的 过渡带大都己遭到破坏 ,并且约 1/ 3 的耕地发生土壤次生盐碱化[1 ,2 ] 。所以合理开发和利用盐碱地资源 是进一步挖掘新疆农业发展潜力和缓解环境压力的重要出路 ,而选用和推广耐盐植物是改良大面积盐 碱土壤最经济快捷的措施之一 ,因此 ,研究植物的耐盐性及其机理具有重要的理论和现实意义 。 【前人 研究进展】 种子萌发是植物生活周期的重要阶段 ,在此期间 ,其生理活动极易受到外界环境的干扰 ,从而 影响植物的生长和发育 ,而盐胁迫就是影响种子萌发的重要因子之一[3~5 ] 。种子萌发对盐分的响应反 映了植 物 适 应 局 地 环 境 的 生 态 机 制 , 对 于 萌 发 特 性 的 研 究 可 揭 示 其 生 活 史 特 征 。盐 桦 ( Betula [6~8 ] halophila) ,桦木科桦木属植物 ,属落叶小乔木 ,树高 3~4 m ,地理分布范围极为狭小 ,仅产于新疆阿
收稿日期 :2010 - 01 - 13

基金项目 : 国家林业局重点科学技术计划项目 (2003 - 015 - L15)

作者简介 : 李宏 (1962 - ) ,男 ,陕西人 ,研究员 ,博士研究生 ,研究方向为森林培育 , ( E - mail) hong1962 @126. com

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3 期          李宏等 :NaCl 胁迫对盐桦种子发芽和幼苗生长的影响            ?4 7 3 ?

勒泰地区 ,属于一级保护植物 [9 ,10 ] 。调查发现 , 新疆有盐生植物 300 多种 , 但耐盐的乔木种类很少[11 ] , 盐桦具有非常强的抗盐能力 ,抗盐率达到 1. 8 %以上[12 ] ,是盐碱地绿化和造林的重要树种 ,其保护和开 发价值很大 [12 ] 。 【本研究切入点】 对盐胁迫对盐桦种子萌发和幼苗生长的影响研究较少 。 【拟解决的关 键问题】 以盐桦种子为试验材料 ,测定不同浓度 NaCl 溶液对其种子萌发和幼苗生长的影响 ,旨在确定盐 桦种子萌发的耐盐水平 ,以期为耐盐树种选择和栽培提供理论依据 。

1  材料与方法
1. 1   料 材

供试材料选用新疆乌鲁木齐市新疆林业科学院 ( 地理坐标 E 87° ′ 43° ′温室花房移植保护的 36 ,N 49 ) 成年盐桦树作为采种对象 ( 实生苗 ,17 a 树龄) 。2007 年 8 月 ,在每 1 株树上 ,选择初花期相同的 20 个花 枝挂牌作采种时的标记 。当年 10 月底 ,当坚果成熟时 ,剪下整个果枝 ,带回实验室 。将每一果枝中部坐 果时间相近 、 大小一致的坚果摘下 ,取其种子 ,装布袋中保存备用 。 1. 2   实验设计 采用 NaCl 溶液进行盐胁迫 ,设计 5 个浓度处理 ,分别为 0 ( CK ,蒸馏水) 、 1 % 、 2 % 、 4 % 、 6 % 。 0. 0. 0. 0. 将种子用 0. 1 % HgCl 消毒 10 min ,蒸馏水冲洗 4 次 ,用滤纸吸干外附水分 ,从中随机取 50 粒种子 ,均匀 排列在滤纸上 ,加相应 NaCl 溶液至滤纸饱和的培养皿中 , 每处理 3 次重复 。将培养皿放置智能型人工 气候箱中 ,温度保持 ( 22 ± ) ℃,湿度 70 %~75 % ,模拟自然条件下光照 。每 24 h 用称重法补充蒸发掉 2 的水分 ,使各皿中盐浓度维持不变 。 1. 3   法 方 每天统计发芽数至 9 d 发芽基本结束时为止 , 测量每重复所有幼苗的胚芽长度 、 胚根长度 、 叶长和 叶宽 。计算发芽率 、 发芽势和发芽指数 ,公式如下 : 发芽率 ( GR ) = 计数时全部正常发芽的种子数/ 供试 种子总数 × % , 发芽势 ( GV ) = 1 d 最多发芽种子数/ 供试种子总数 × % ,发芽指数 ( GI ) = ∑( Gt/ 100 100
Dt ) ( Gt 指在时间 t 日内的发芽数 , Dt 为相应的发芽天数) 。 1. 4   数据分析

采用 Excel2003 和 SPSS11. 5 软件进行数据分析 、 绘制图表 。

2  结果与分析
2. 1   NaCl 胁迫对盐桦种子萌发各项指标的影响

研究反映了不同浓度的 NaCl 溶液对盐桦种子发芽率的影响 , 结果表明 , 盐胁迫对盐桦种子的萌发 造成了明显的影响 ,随着 NaCl 浓度的增加 ,发芽率呈逐渐下降的趋势 。0. 1 %NaCl 浓度时盐桦种子的发 芽率 ( 82. 3 %) 与对照 ( 85. 7 %) 相差不大 ( P > 0. 05) , 说明低浓度的盐胁迫对于盐桦种子萌发率影响不 大 ;而当浓度为 0. 2 % 时 , 盐桦种子的萌发受到严重影响 , 发芽率只有 12. 3 % , 明显低于 CK 值 ( P < 0. 05) ; 当 NaCl 浓度达到 0. 6 %时 ,盐桦种子的发芽率为 0 ,完全抑制了种子的萌发 。图 1 盐桦种子在不同浓度盐分胁迫下 ,发芽势和发芽指数均低于对照 ,并随着盐溶液浓度的增加 ,发芽 势和发芽指数均呈下降的趋势 ; 不同 NaCl 浓度的发芽指数均显著低于对照 ( P < 0. 05) ,发芽势在 0. 1 % NaCl ( 40. 6 %) 时与 CK 值 ( 46. 3 %) 差异不明显 , 其余浓度均显著低于对照 。0. 1 %NaCl 浓度的盐胁迫对 盐桦种子发芽率和发芽势影响不明显 ,只是发芽指数较 CK 值下降了 24. 9 % ( P < 0. 05) ,说明 0. 1 %NaCl 延缓了种子发芽的时间 。图 1 ,图 2 NaCl 胁迫不仅影响盐桦种子的发芽率 ,而且影响其发芽时间 ,随着 NaCl 浓度的升高 ,开始发芽时间 会延迟 。由累积发芽率可以看出 ,CK 和 0. 1 %NaCl 浓度在第 1 d 开始萌发 ,NaCl 浓度越高 ,发芽开始时 间越迟 。0. 2 % NaCl 时 ,盐桦种子在第 3 d 才开始萌发 ;0. 4 % NaCl 时 ,第 5 d 才萌发 ;0. 6 % NaCl 时 ,种 子不萌发 。图 3 综上所述 , 低浓度的盐胁迫 ( P < 0. 1 %) 对于盐桦种子发芽的各项指标没有造成明显的影响 , 当 NaCl 浓度达到 0. 2 %以后 ,即刻降低了种子的发芽率 、 发芽势和萌发时间 ,当浓度为 0. 6 %时 ,种子不能 萌发 。

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新疆农业科学                   卷 47 ?                474 ?

2. 2   NaCl 胁迫对盐桦幼苗生长的影响

受 NaCl 胁迫后 ,盐桦种子胚芽长和胚根长均发生了明显的变化 ,随着 NaCl 浓度的增加 , 胚芽长和 胚根长皆呈减小的趋势 。胚芽长在 0. 2 %NaCl 浓度时 ,与 CK 值之间达到显著差异 ( P < 0. 05) ,为 CK 值 的 75. 0 % ; 而胚根长在 0. 1 %NaCl 浓度时 ,就与 CK 值之间的差异显著 ( P < 0. 05) ,仅为对照的 28. 1 % , 说明盐桦种子在受盐胁迫时 ,胚根的敏感程度要比胚芽大 ,这是因为根先接触到 NaCl 溶液 ,受到渗透胁 迫或离子伤害 ,然后迅速做出生理反馈和自我调节 ,阻止盐分向上运输 ,保护了芽的生长 ,所以盐胁迫对 胚芽的伤害相对要小一些 。
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研究反映了 NaCl 胁迫时盐桦幼苗叶长和叶宽的变化情况 ,随着 NaCl 浓度的升高 ,叶长和叶宽均呈 现出下降的趋势 ,但叶宽的变化不明显 。当 NaCl 浓度在 0. 2 %时 ,叶长显著低于 CK 值 。说明盐胁迫不 仅影响了盐桦种子的萌发 ,对其早期的生长发育也造成了生理上的影响 。图 5

   

   

3  结论与讨论
种子萌发是植物生命的起始 ,也是植物最早受到盐胁迫的阶段 。研究表明 ,低浓度的 NaCl 胁迫 ( P < 0. 1 %) 对于盐桦种子发芽并没有造成明显的影响 , 而当 NaCl 浓度达到 0. 2 %以后 , 盐桦种子的发芽 率、 发芽势和发芽指数均显著下降 ,并且幼苗的胚根长 、 胚芽长 、 叶长和叶宽也明显低于对照值 ,说明盐 桦种子萌发的耐盐阈值在 0. 1 %左右 ,当 NaCl 浓度超过 0. 2 %以后 ,种子萌发受到严重影响 。 盐桦为新疆特有的濒危种 ,仅存于新疆阿勒泰地区 ,是一种抗盐能力极强的树种 ,相关研究表明其 1 a 生幼苗的耐盐阈值在 1. 8 %左右[12 ] ,但其种子萌发的耐盐阈值却只有 0. 1 % 。相关研究结果显示 ,刚 毛柽柳 ( Tamarix hispida) 在 0. 3 mol/ L NaCl 的萌发率与对照无明显差异[14 ] ,浓度低于 0. 2 mol/ L 的 NaCl 溶液对梭梭 ( Haloxylon ammodendron ) 种子的发芽率影响不大[ 15 ] , 盐爪爪 ( Kalidium foliatum ) 和盐穗木
( Halostachys caspica) 的耐盐阈值分别在 0. 2 和 0. 3 mol/ L 左右 [16 ] ,说明盐桦种子的耐盐阈值要比上述盐

生植物低 ,而盐渍环境下的种子萌发是盐生植物生长的关键及敏感阶段[17 ] , 其萌发能力和耐盐能力往
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新疆农业科学                   卷 47 ?                476 ? 往影响着植物种群的分布范围 。因此 ,当盐桦原生地的生态环境遭到破坏时 ,相对较低的种子耐盐阈值 可能是最终导致其灭绝的重要原因 。 参考文献 :
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