不同黄瓜品种在种子萌发期对NaCl盐胁迫的响应
Response of Different Cucumber Varieties to NaCl Salt Stress in Seed Germination Stage

作者: 张凤银 , 程露露 :江汉大学,生命科学学院,湖北 武汉;

关键词: 黄瓜种子萌发耐盐性隶属函数法Cucumber Seed Germination Salt Resistance Membership Function Method

摘要: 用150 mmol/L NaCl盐溶液对10个不同黄瓜品种进行芽期胁迫处理,调查9个生理指标的变化,采用隶属函数法综合评价不同品种黄瓜的耐盐能力。结果表明:不同黄瓜品种的不同生理指标对NaCl盐胁迫的响应不同。采用隶属函数法,综合评价10个不同黄瓜品种的耐盐能力依次为秀丽旱黄瓜 > 津耘黄瓜 > 玉宝、本地黄黄瓜 > 春宝王中王 > 本地王黄瓜、春秋旱黄瓜 > 绿翡翠 > 如玉 > 韩研银丰黄瓜。

Abstract: 10 cucumber varieties were treated with 150 mmol/L NaCl salt solution at seed germination stage, and 9 physiological indexes were investigated. The salt tolerance ability of different cucumber va-rieties was evaluated by membership function method. The results showed that different physio-logical indexes of different cucumber varieties had different responses to NaCl salt stress. The salt tolerance ability of 10 different cucumber varieties was evaluated as follows: xiulihan > Jinyun > Yubao, local yellow > spring Baowangzhongwang > local king, chunqiuhan > lvfeicui > Ruyu > hnayan Yinfeng.

1. 引言

黄瓜(Cucumissativus L.)又名胡瓜,青瓜,属葫芦科(Cucurbitaceae)黄瓜属(Cucumis),一年生蔓生或攀援草本植物。黄瓜在我国栽培已有2000多年的历史,目前在我国南北地区均有广泛栽培,是我国26种大宗蔬菜之一,尤其是运输蔬菜和设施园艺的发展,使得黄瓜生产基本实现了周年供应。

近年来,设施栽培发展迅速。但设施栽培由于具有集约化程度高、复种指数高以及肥料用量大,同时缺乏雨水淋洗等特点,导致诸多土壤问题产生,其中较为突显的问题是土壤次生盐渍化 [1] 。黄瓜作为设施栽培的主要蔬菜之一 [2] ,对盐渍化敏感 [3] 。盐胁迫通过对黄瓜的生理代谢影响 [4] [5] ,进而影响其生长,产量和品质。前人研究发现,作物的不同品种的耐盐性存在差异,因此选择耐盐黄瓜品种是一条有效解决连作障碍途径。对多个品种耐盐性综合鉴定及评价常采用的方法有吐尔逊哪依等的综合评价法 [6] 、盐害指数 [7] 以及隶属函数法 [8] 等。本研究是选用湖北地区主栽的10个黄瓜品种为试材,采用150 mmol/L NaCl进行芽期胁迫,利用隶属函数法进行综合评价,旨在筛选出黄瓜的耐盐品种资源,为指导黄瓜农业生产以及耐盐品种的进一步选育提供理论依据。

2. 材料与方法

2.1. 实验材料

供试黄瓜品种10个,分别是本地王黄瓜,韩研银丰黄瓜,津耘黄瓜,春秋旱黄瓜,如玉,玉宝,本地黄黄瓜,秀丽旱黄瓜,春宝王中王和绿翡翠(表1),购自武汉市蔬菜种子市场;NaCl,分析纯。

2.2. 实验方法

2.2.1. 预实验

黄瓜种子芽期盐胁迫预实验选用的NaCl溶液浓度为100 mmol/L,150 mmol/L,200 mmol/L。发现200 mmol/L下的黄瓜种子发芽率过低,不便于进行芽期幼苗的生理生化指标的测定。100 mmol/L下的黄瓜种子发芽率偏高,与清水下的对照相比变化不明显,最后确定黄瓜芽期盐胁迫的NaCl溶液浓度为150 mmol/L比较适宜。

2.2.2. 试验方法

将10个不同品种的黄瓜种子分别放入55℃水浴锅中浸种15 min,从中挑选出籽粒饱满完整,大小较均匀一致种子置于铺有双层滤纸的玻璃培养皿中,50粒/皿,加入10 ml 150 mmol/L NaCl溶液,同时

Table 1. The source and characteristics of cucumber varieties tested

表1. 供试黄瓜品种的来源及特性

用添加10 ml蒸馏水的作对照,重复4次。置于25℃的培养箱中连续培养8 d。每天换滤纸,添加原处理相同10 ml 150 mmol/L NaCl溶液或蒸馏水。

2.2.3. 盐胁迫指标的测定

1) 统计黄瓜种子萌发指标

包括有发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数,计算公式:

发芽势 = 前4 d内发芽的种子数/处理种子数 × 100%;

发芽率=前8 d内发芽的种子数/处理种子数 × 100%;

发芽指数 = ∑(Gt/Dt)

式中Gt为第t天发芽的种子数,Dt为相应的发芽天数;活力指数 = 发芽指数 × S,式中S为幼苗根和芽的总长度 [3] 。

2) 芽期幼苗的生长指标

发芽8 d后,从每个重复中随机抽取15株幼苗,统计主根长、芽长及一级侧根数。

3) 芽期幼苗的生化指标

脯氨酸含量的测定和丙二醛(MDA)含量的测定分别用茚三酮比色法 [9] 和硫代巴比妥酸(TBA)法 [9] 。

2.2.4. 数据统计分析

采用Excel2003进行数据资料整理,DPS200进行统计分析。

伤害率的计算公式为:

伤害率 = (盐胁迫处理下性状测定值 − 对照性状测定值)/对照性状测定值 × 100%;

耐盐隶属函数值的计算公式参照文献 [8] 。

3. 结果和分析

3.1. NaCl盐胁迫对不同黄瓜品种发芽势和发芽率的影响

发芽势常用来反映种子发芽的快慢以及整齐度,发芽率是表示种子使用价值的最重要指标。发芽势高表明种子发芽快、出苗整齐;发芽率高表示有活力的种子多,播种后的出苗率高,因此,发芽势和发芽率用于指导播种量的确定。从表2中可看出,在150 mmol/L NaCl盐胁迫下,不同黄瓜品种的发芽势和发芽率受到影响不同。与对照相比,黄瓜品种春秋旱黄瓜、如玉、本地黄黄瓜和秀丽旱黄瓜的发芽势得到显著或极显著提高,其余品种的发芽势受影响不显著;春秋旱黄瓜、如玉和秀丽旱黄瓜的发芽率得到显著或极显著提高,而对其余黄瓜品种的发芽率影响不明显。

3.2. NaCl盐胁迫对不同黄瓜品种发芽指数和活力指数的影响

表3可知,150 mmol/L NaCl盐胁迫下,不同黄瓜品种的发芽指数受影响的表现不同。与对照相比,多数黄瓜品种的发芽指数显著或极显著降低,其中,黄瓜品种津耘黄瓜下降了31.53%,韩研银丰黄瓜下降了27.95%;只有黄瓜品种春秋旱黄瓜的发芽指数显著提高;玉宝、秀丽旱黄瓜以及春宝王中王的发芽指数受影响不大。另从由表3可知,与对照相比,150 mmol/L NaCl盐胁迫使所有黄瓜品种的活力指数极显著下降。

3.3. NaCl盐胁迫对不同黄瓜品种芽期幼苗生长的影响

表4可知,150 mmol/L NaCl盐胁迫均显著抑制所有黄瓜品种芽期幼苗的生长。其中,黄瓜品种如玉的主根生长受抑制程度最大,较对照的主根长短58.78%,受抑制程度相对最小的黄瓜品种津耘黄瓜,其主根长较对照短36.84%;芽长生长受盐胁迫影响最大的春秋旱黄瓜品种芽长较对照短28.44%,本地王黄瓜和春宝王中王伤害率最小,下降了10%左右;一级侧根发生受盐胁迫影响最大的黄瓜品种春秋旱黄瓜,较对照侧根数下降了71.87%,本地黄黄瓜伤害率最小,下降了25.79%。

Table 2. The effects of NaCl stress on germination potential and germination rate of different cucumber varieties

表2. NaCl胁迫对不同黄瓜品种发芽势、发芽率的影响

注:CK为对照,T表示处理,**表示差异极显著(p < 0.01),*表示差异显著(p < 0.05)。

Table 3. The effects of NaCl stress on germination index and vigor index of different cucumber varieties

表3. NaCl胁迫对不同黄瓜品种发芽指数、活力指数的影响

注:CK为对照,T表示处理,**表示差异极显著(p < 0.01),*表示差异显著(p < 0.05)。

Table 4. The effects of NaCl stress on seedling growth of different cucumber varieties at germination stage

表4. NaCl胁迫对不同黄瓜品种芽期幼苗生长的影响

注:CK为对照,T表示处理,**表示差异极显著(p < 0.01),*表示差异显著(p < 0.05)。

3.4. NaCl盐胁迫对不同黄瓜品种芽期幼苗脯氨酸和丙二醛含量的影响

脯氨酸作为渗透调节物质之一,正常条件下在植物体内含量很低,而当植物受到逆境胁迫后体内的脯氨酸含量会急剧增加。由表5可知,受到盐胁迫后,供试的10个黄瓜品种中有8个品种芽期幼苗脯氨酸含量呈现不同程度的提高。其中,黄瓜品种津耘黄瓜提高达97.5%,本地王黄瓜和绿翡翠黄瓜品种提高50%多。只有本地黄黄瓜和秀丽旱黄瓜两种黄瓜品种呈负增长趋势。丙二醛是膜质过氧化物的产物,含量的多少可代表膜损伤程度的大小。表5的结果表明,在盐胁迫下,所有黄瓜品种芽期幼苗丙二醛含量较对照均有不同程度的提高。本地黄幼苗丙二醛含量是对照的2倍,而本地王黄瓜较对照仅提高7.69%。

3.5. 不同黄瓜品种抗盐性能的综合评价

为了客观评价不同黄瓜品种对盐胁迫的响应,以统计9指标的相对值为依据,采用隶数函数法对10个黄瓜品种萌发期的抗盐性进行综合评价,结果列如表6。从表6可看出,10种黄瓜品种的抗盐综合评价值差异大,介于0.31~0.55之间。其中,以秀丽旱黄瓜的抗盐综合评价值最大,为0.55,而韩研银丰黄瓜的抗盐综合评价值最小,为0.31。综合评价值越大,表示其抗盐能力越强。因此,10个黄瓜品种的抗盐能力强弱依次为秀丽旱黄瓜 > 津耘黄瓜 > 玉宝、本地黄黄瓜 > 春宝王中王 > 本地王黄瓜、春秋旱黄瓜 > 绿翡翠 > 如玉 > 韩研银丰黄瓜。其中,秀丽旱黄瓜的抗盐能力最强,津耘黄瓜次之,韩研银丰黄瓜的抗盐能力最弱。

Table 5. The effects of NaCl stress on Proline and malondialdehyde content in seedlings of Different Cucumber Varieties

表5. NaCl胁迫对不同黄瓜品种芽期幼苗脯氨酸、丙二醛含量的影响

注:CK为对照,T表示处理,**表示差异极显著(p < 0.01),*表示差异显著(p < 0.05)。

Table 6. The subordination function values and comprehensive evaluation values of Different Cucumber Varieties under NaCl stress

表6. NaCl胁迫下不同黄瓜品种各指标隶属函数值及综合评价值

4. 结论与讨论

盐害是影响植物生长,降低植物产量的主要逆境因素之一。植物种子萌发是其生命起始的重要事件,也是植物最早感受盐胁迫的时期 [10] 。种子萌发受盐胁迫后主要表现为三种效应,即增效效应、负效效应以及完全阻抑效应 [11] 。大多数实验结果表明随着NaCl浓度的升高,NaCl对植物种子萌发的抑制程度不断加重,直至完全抑制 [12] ;也有实验证明低浓度盐分可以促进一些植物种子的萌发 [13] 。本研究发现,150 mmol/L NaCl盐胁迫提高了部分供试黄瓜品种的发芽率和发芽势,而在预备实验中发现,用200 mmol/L NaCl均不同程度降低供试所有黄瓜品种的发芽率和发芽势,因此,说明高浓度NaCl盐胁迫抑制了种子萌发,低浓度是否促进种子的萌发,与品种有关。

本研究还发现,NaCl盐胁迫对芽期幼苗生长指标以及生理指标的影响程度也与品种的不同而不同,这与沈季雪等 [14] 以及曹齐卫等 [8] 在黄瓜中研究结果一致,说明不同黄瓜品种的抗盐性能不同。本试验,采用隶属函数法综合评价,筛选出抗盐性能强的黄瓜品种秀丽旱黄瓜,津耘黄瓜次之。

文章引用: 张凤银 , 程露露 (2018) 不同黄瓜品种在种子萌发期对NaCl盐胁迫的响应。 植物学研究, 7, 86-92. doi: 10.12677/BR.2018.71012

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