2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响

2015-02-23 07:37寇江涛师尚礼
草原与草坪 2015年1期
关键词:胚根苜蓿外源

寇江涛,师尚礼

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州 730070)

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响

寇江涛,师尚礼

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州 730070)

为明确外源2,4-表油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗伤害的缓解作用,以中苜3号和陇中苜蓿为材料,在150 mmol/L NaCl胁迫下,研究不同浓度EBR处理对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:(1)150 mmol/L NaCl胁迫显著抑制了苜蓿种子萌发、幼苗生长及根系活力,降低了幼苗的地上、地下生物量;(2)外源EBR可有效的缓解NaCl胁迫对苜蓿种子萌发、幼苗生长及根系活力的抑制作用,并具有明显的浓度效应;(3)综合发芽试验、幼苗生长试验,在150 mmol/L NaCl胁迫下,10-1μmol/L EBR处理显著地提高了苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和胚芽长、胚根长、萌发期幼苗干重,并显著增加了苜蓿幼苗的叶片数、茎粗、株高、主根长、侧根数和地上、地下生物量,提高了苜蓿萌发期、幼苗期的根系活力水平,对盐胁迫下苜蓿幼苗的缓解效果最好。说明外源EBR能够促进NaCl胁迫下紫花苜蓿种子的萌发及幼苗的生长发育, EBR在诱导植物抗盐性上具有积极作用。

紫花苜蓿;NaCl胁迫;2,4-表油菜素内酯;种子萌发;幼苗生长;根系活力

据估计世界主要农作物每年产量损失的50%与非生物胁迫有关,而与病虫害等生物胁迫相关的作物产量损失还不到20%[1]。高盐、干旱、低温、重金属污染等非生物胁迫能对植物,特别是农作物的生长、发育和结实造成严重的不良影响,是全球农业减产的主要因素[2-4]。盐渍化是干旱、半干旱地区土壤的一个普遍特征[5]。联合国教科文组织(UNESCO)和粮农组织(FAO)的不完全统计,全世界的盐碱地面积为9.54亿hm2。我国盐渍土在西北、华北、东北西部和滨海地区均有分布,最新统计,盐渍化土壤约3 693.3万hm2,残余盐渍化土壤约4 486.7万hm2,潜在盐渍化土壤为1 733.3万hm2,各类面积总计9 913.3万hm2[6],超过我国现有耕地的2/3,并且面积仍在不断扩大。土壤盐渍化已成为一个世界性问题,严重威胁到社会资源、人口、环境、粮食等方面。

紫花苜蓿(Medicagosativa)被誉为“牧草之王”,具有高产、优质、抗逆性强、蛋白质含量高和适口性好等特点,是世界上分布最广、最古老的栽培牧草,也是我国种植面积最大的人工牧草[7]。在我国西北、华北地区等苜蓿主产区,由于不合理灌溉、化肥使用不当等农业措施和工业污染加剧等原因,土壤次生盐渍化严重发生。盐胁迫能够抑制苜蓿种子的萌发和幼苗生长,且抑制程度随着盐浓度的增大而加剧[8]。在盐渍化土壤上播种紫花苜蓿时,盐胁迫必将抑制种子的正常萌发,并出现幼苗生长缓慢、死亡等现象,严重影响苜蓿的出苗率、成苗率及幼苗的生长。此外,土壤中较高的盐含量致使苜蓿干草品质变劣、产量下降,盐害已成为发展优质、高产苜蓿产业的限制因子之一。

油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)是一种广泛存在于植物中的甾醇类新型植物激素,在植物体内含量极低,但生理活性极高,植物经其低浓度处理便能表现出明显的生理效应[9]。研究表明,BRs可促进植物DNA、RNA和蛋白质的合成,提高酶的活性,参与其他许多生理过程,进而增强植物对高盐、干旱、低温、病害、重金属污染等环境胁迫的抵抗力,具有调控植物生长发育,延缓植物衰老的作用[10,11]。目前,BRs与植物抗逆性的关系及其信号转导途径的研究受到越来越多的关注,BRs提高植物抗盐性的研究已成为热点,但有关外源BRs在提高苜蓿抗盐性方面的研究报道很少。以中苜3号和陇中苜蓿为材料,在150 mmol/L NaCl胁迫下,研究不同浓度外源2,4-表油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)处理对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响,确定盐胁迫下提高紫花苜蓿种子发芽、促进幼苗生长的最佳EBR浓度,为进一步研究BRs调控苜蓿幼苗耐盐性的机理和利用EBR缓解苜蓿幼苗对盐胁迫的伤害提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试品种为中苜3号紫花苜蓿和陇中苜蓿,由甘肃农业大学草业生态系统教育部重点实验室提供。供试EBR购自美国Sigma公司,Ruibio分装,使用前用98%的乙醇溶解后稀释到所需浓度,乙醇最终含量为0.1%(v/v),用吐温-80作为展开剂,最终含量为0.1%(v/v)。

1.2 试验设计

1.2.1 发芽试验 选取饱满一致的供试苜蓿种子,用0.1% HgCl2溶液消毒5 min,去离子水漂洗6次,用吸水纸吸干,分别置于垫有2层9 cm定性滤纸的玻璃培养皿中,每皿100粒种子,分别添加含不同浓度(0、10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1 μmol/L)EBR的150 mmol/L NaCl溶液5 mL,对照(CK)加5 mL蒸馏水。将各处理培养皿置于种子发芽箱中(光通量密度70 μmol/(m2·s),温度(25 ±1) ℃,相对湿度80%)进行发芽,为保证处理液浓度稳定,每隔24 h更换1次处理液。试验设8个处理,分别为A.CK(蒸馏水)、B.150 mmol/L NaCl、C.150 mmol/L NaCl + 10-5μmol/L EBR、D.150 mmol/L NaCl +10-4μmol/L EBR、E.150 mmol/L NaCl+10-3μmol/L EBR、F.150 mmol/L NaCl+10-2μmol/L EBR-1、G.150 mmol/L NaCl+10-1μmol/L EBR、H.150 mmol/L NaCl+1 μmol/L EBR,每个处理3次重复。自种子发芽之日起,每日观察并记录发芽种子数(以胚根伸出种皮作为发芽标准),于发芽第4 d统计种子的发芽势,第10 d统计种子的发芽率,测量胚芽长、胚根长、幼苗干重,计算发芽指数、活力指数,并测定萌发期的根系活力。

1.2.2 幼苗生长试验 选取饱满一致的供试苜蓿种子,用0.1% HgCl2溶液消毒5 min,去离子水漂洗6次,用吸水纸吸干,播种于灭菌的蛭石培养钵,种子萌发出苗后,每盆定植10株,转移至光照培养室,光照14 h/d,光通量密度400 μmol/(m2·s),昼夜温度分别为(25±1)℃和(20±1)℃,相对湿度60%,每3 d浇灌1次1/2 Hoagland营养液,生长35 d后,挑选长势基本一致的幼苗洗净转入装有1/2 Hoagland营养液的水培盆中预培养,预培养3 d后开始试验,试验设8个处理(同发芽试验),每处理6次重复。各个处理的溶液均用1/2 Hoagland营养液配置,为保证处理液浓度稳定,每隔3 d更换1次处理液,营养液间歇通入空气。试验期间,不同处理每隔3 d于叶片正反面均匀喷洒1次不同浓度的(0、10-5、10-4、10-3、10-2、10-1、1 μmol/L)EBR溶液,对照(CK)喷洒清水,喷到有液滴为止。于EBR处理第30 d时测定苜蓿幼苗及根系的生长状况,包括叶片数、茎粗、株高、主根长、侧根数、地上及地下生物量、根系活力等。

1.3 测定方法

种子发芽势、发芽率采用常规统计方法测定。

发芽势(%)=(4 d内正常发芽种子粒数/供试种子数)×100%

发芽率(%)=(10 d内正常发芽的种子数/供试种子数)×100%

发芽指数(GI)= ∑(Gt/Dt)

活力指数(VI)=GI×S

式中:Gt为在t日的发芽种子数,Dt为发芽天数,S为单株鲜重。

发芽第10 d时,每处理随机选取20株幼苗,采用精度为0.1 mm的游标卡尺分别测量胚芽长、胚根长,求平均值;发芽第10 d时,每处理随机选取20株幼苗,置于烘箱内105 ℃杀青10 min,65 ℃下烘干称重,为萌发期干重。

EBR处理第30 d时,每处理随机选取10株幼苗,统计幼苗的叶片数和侧根数,用直尺测量植株绝对高度和主根长,并用游标卡尺测量植株的茎粗,求平均值。之后将植株的地上部和地下部分开,用去离子水冲洗干净,吸干水分后置于烘箱内105 ℃杀青15 min,然后65 ℃烘干至恒重。

根系活力采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法测定[12],称取新鲜根样品0.5 g,加入磷酸缓冲液1/15 mol/L,pH 7.0和0.4% TTC溶液的等量混合液10 mL,将根样品充分浸没在溶液内,37 ℃暗处保温1 h,之后加入2 mL 1 mol/L硫酸终止反应(空白试验先加入硫酸再加入根样品)。取出根系吸干水分后加入4 mL乙酸乙酯研磨以提取TTF,将红色提取液转入刻度试管中,用乙酸乙酯定容至10 mL,测定485 nm下的D值,计算出TTC的还原强度,作为根系活力的指标。

TTC还原强度 = TTC还原量(μg)/[根重(g)×时间(h)]

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2003进行数据处理和图表绘制,并采用SPSS 16.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)和最小显著差数法(LSD法)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 EBR对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响

苜蓿种子在NaCl胁迫下能否正常发芽是决定其能否在盐碱土壤中生长的前提。150 mmol/L NaCl单独处理时,中苜3号和陇中苜蓿的发芽势、发芽率均显著低于对照(CK),和CK相比,二者的发芽势分别降低了19.33%和39.00%,发芽率分别降低了20.00%和40.00%。在NaCl胁迫下,添加外源EBR可提高中苜3号和陇中苜蓿的发芽势、发芽率,且不同浓度处理间存在差异。其中以10-1μmol/L EBR处理效果最好,和NaCl单独处理相比,二者的发芽势分别提高了13.00%和26.67%,发芽率分别提高了11.67%和23.00%(图1)。

发芽指数反映了种子的发芽速率和整齐程度,而活力指数反映了种子在较广的范围能否迅速发芽和生长的整齐度。150 mmol/L NaCl单独处理时,中苜3号和陇中苜蓿的发芽指数、活力指数均显著低于CK,二者较CK发芽指数分别降低35.98%、52.10%,活力指数分别降低56.89%、69.30%。在NaCl胁迫下,添加外源EBR可提高中苜3号和陇中苜蓿的发芽指数、活力指数,且不同浓度处理间存在差异。其中,以10-1μmol/L EBR处理效果最好,和NaCl单独处理相比,二者的发芽指数分别提高29.82%、49.48%,活力指数分别提高50.74%、67.89%(表1,2)。

在种子萌发过程中,胚芽长、胚根长及幼苗干重是反映幼苗生长状况的关键指标。150 mmol/L NaCl单独处理时,中苜3号和陇中苜蓿的胚芽长、胚根长、幼苗干重均显著低于CK,和CK相比,二者的胚芽长分别降低38.55%、45.61%,胚根长分别降低57.62%、69.63%,幼苗干重分别降低32.48%、35.91%。在NaCl胁迫下,添加外源EBR可增加中苜3号和陇中苜蓿的胚芽长、胚根长、幼苗干重,且不同浓度处理间存在差异。其中,以10-2、10-1μmol/L EBR处理效果最好,和NaCl单独处理相比,10-2μmol/L EBR处理下,二者的胚芽长分别增加40.99%、34.68%,胚根长分别增加90.20%、100.00%,幼苗干重分别增加30.27%、36.75%;10-1μmol/L EBR处理下,二者的胚芽长分别增加31.68%、46.77%,胚根长分别增加86.27%、142.45%,幼苗干重分别增加20.54%、34.94%。

图1 EBR处理对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子发芽势和发芽率的影响Fig.1 Effect of EBR treatment on seed germination potential and rate of Medicago sativa under salt stress

注:A、B、C、D、E、F、G、H分别表示CK(蒸馏水)、150 mmol/L NaCl、150 mmol/L NaCl+10-5μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+10-4μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+10-3μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+10-2μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+10-1μmol/L EBR、150 mmol/L NaCl+1 μmol/L EBR处理,下图(表)同。不同字母表示各处理间差异显著(P<0.05),下图同

表1 EBR处理对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子发芽指数和活力指数的影响Table1 Effect of EBR treatment on seed germination velocity and vigor index of Medicago sativa under salt stress

注:同列数值后不同字母表示差异显著(P<0.05),下表同

表2 EBR处理对NaCl胁迫下紫花苜蓿胚芽长、胚根长和萌发期幼苗干重的影响Table2 Effect of EBR treatment on sprout length,radical length and germination seedling dry weight of Medicago sativa under salt stress

2.2 EBR对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗生长的影响

150 mmol/L NaCl胁迫下,中苜3号和陇中苜蓿的叶片数显著减少,茎粗显著减小,株高显著降低(表3)。和CK相比,二者的叶片数分别减少38.54%、73.16%,茎粗分别减小26.36%、28.88%,株高分别降低40.51%、46.74%。在NaCl胁迫下,添加外源EBR可增加中苜3号和陇中苜蓿的叶片数、茎粗和株高,且不同浓度处理间存在差异(表3)。其中,以10-2、10-1μmol/L EBR处理效果最好,和NaCl单独处理相比,10-2μmol/L EBR处理下,二者的叶片数分别增加31.35%、35.73%,茎粗分别增加到19.88%、22.42%,株高分别增加37.74%、38.91%;10-1μmol/L EBR处理下,二者的叶片数分别增加28.35%、32.14%,茎粗分别增加18.75%、23.64%,株高分别增加36.04%、41.55%。

150 mmol/L NaCl胁迫下,中苜3号和陇中苜蓿的主根长显著降低,侧根数显著减少(表4)。和CK相比,二者的主根长分别降低37.79%、47.12%,侧根数分别减少42.36%、44.92%。在NaCl胁迫下,添加外源EBR可增加中苜3号和陇中苜蓿的主根长和侧根数,且不同浓度处理间存在差异(表4)。其中以10-2、10-1μmol/L EBR处理效果最好,和NaCl单独处理相比,10-2μmol/L EBR处理下,二者的主根长分别增加34.76%、50.50%,侧根数分别增加39.32%、48.54%;10-1μmol/L EBR处理下,二者的主根长分别增加32.28%、53.51%,侧根数分别增加36.75%、62.14%。

表3 EBR处理对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗生长的影响Table3 Effect of EBR treatment on seedling growth of Medicago sativa under salt stress

表4 EBR处理对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长的影响Table4 Effect of EBR treatment on seedling root growth of Medicago sativa under salt stress

150 mmol/L NaCl胁迫显著降低了中苜3号和陇中苜蓿的地上、地下生物量,和CK相比,二者的地上生物量分别降低44.93%、45.63%,地下生物量分别降低43.81%、44.76%。在NaCl胁迫下,添加外源EBR可提高中苜3号和陇中苜蓿的地上、地下生物量,且不同浓度处理间存在差异。其中以10-2、10-1μmol/L EBR处理效果最好,和NaCl单独处理相比,10-2μmol/L EBR处理下,二者的地上生物量分别增加39.54%、38.61%,地下生物量分别增加33.87%、44.77%;10-1μmol/L EBR处理下,二者的地上生物量分别增加44.93%、36.73%,地下生物量分别增加35.71%、44.90%(图2)。

图2 EBR处理对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗地上、地下生物量的影响Fig.2 Effect of EBR treatment on seedling aboveground and underground biomass of Medicago sativa under salt stress

2.3 EBR对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗根系活力的影响

150 mmol/L NaCl胁迫显著降低了中苜3号和陇中苜蓿在萌发期、幼苗期的根系活力,和CK相比,二者的根系活力在萌发期分别降低73.40%、65.65%,在幼苗期分别降低68.05%、68.34%。

在NaCl胁迫下,添加外源EBR可提高中苜3号和陇中苜蓿在萌发期、幼苗期的根系活力,且不同浓度处理间存在差异。其中以10-2、10-1μmol/L EBR处理效果最好,和NaCl单独处理相比,10-2μmol/L EBR处理下,二者的根系活力在萌发期分别增加了143.33%、69.24%,在幼苗期分别增加123.63%、117.60%;10-1μmol/L EBR处理下,与NaCl单独处理相比,二者的根系活力在萌发期分别增加到139.66%、115.97%,在幼苗期分别增加131.04%、111.33%(图3)。

图3 EBR处理对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗根系活力的影响Fig.3 Effect of EBR treatment on seedling root vigor of Medicago sativa under salt stress

3 讨论与结论

植物的耐盐性在个体发育的不同阶段存在差异,种子萌发期是对盐胁迫十分敏感的时期,这一时期的特性决定了该植物在某一地区是否能够成功建苗[13]。牧草种子在盐碱条件下萌发率高低是盐碱化土地牧草建植的关键,也是牧草能否在盐碱环境中生存的基础[14]。因此,种子能否保持活力、能否正常萌发及幼苗生长状况是植物在高盐环境下能否存活的前提条件,也是某物种能否在某一地区形成自然群落的关键因素[15]。

盐胁迫对植物的伤害主要体现在种子萌发及幼苗生长受到抑制,最终导致生物量积累下降。研究表明,NaCl胁迫可显著降低苜蓿种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及胚芽长、胚根长,抑制幼苗的生长,显著降低株高和生物量[16,17]。此次试验结果表明,150 mmol/L NaCl单独处理时,中苜3号和陇中苜蓿的发芽势较CK分别降低了19.33%和39.00%,发芽率分别降低了20.00%和40.00%,发芽指数分别降低到35.98%、52.10%,活力指数同时降低56.89%、69.30%,胚芽长分别降低38.55%、45.61%,胚根长分别降低57.62%、69.63%,萌发期幼苗干重分别降低32.48%、35.91%,幼苗的叶片数分别减少38.54%、73.16%,茎粗分别减小26.36%、28.88%,株高分别降低40.51%、46.74%,最终导致幼苗的地上生物量分别降低了44.93%、45.63%,地下生物量分别降低43.81%、44.76%。说明150 mmol/L NaCl胁迫显著抑制了紫花苜蓿种子的萌发及幼苗的生长,导致其生物显著降低。

BRs是植物应答生物与非生物胁迫的重要生长调节剂,近年来,BRs在农业生产上已被广泛应用,研究证实施用外源BRs可以增加作物的产量,提高作物对高盐、干旱、冷害、高温、药害、病害、除草剂等逆境的抗性[18]。贾洪涛等[19]研究表明,BRs浸种可增加小麦胚芽鞘长度、地上部分高度、根长、根数、地上部分干重、根干重,明显降低地上部分膜透性,显著提高小麦的抗盐性;尚庆茂等[20]研究报道,外源BRs可明显改善盐胁迫下黄瓜幼苗植株的生长发育状况,降低盐害指数,有效诱导黄瓜幼苗的抗盐性;宋士清等[21]研究表明,0.01 mg/L的BRs能显著降低200 mmol/L NaCl 胁迫条件下黄瓜幼苗的盐害指数和死苗率,显著提高抗氧化酶的活性,降低了MDA含量和电解质渗出率,提高植株茎粗、展开叶数及壮苗指数。张志刚等[22]研究发现,BRs与CaC12复配处理能够显著降低黄瓜幼苗的盐害指数,BRs处理第16 d时较对照降低了91.04%;吴雪霞等[23]研究表明,0.05 mg/L外源 EBR能显著促进盐胁迫下茄子种子萌发和幼苗生长,明显缓解叶片氧化损伤,增强茄子的耐盐能力。本试验结果显示,150 mmol/L NaCl胁迫下,施用外源EBR可促进紫花苜蓿种子的萌发,增加苜蓿幼苗的株高、茎粗和叶片数,提高幼苗的生物量,且呈现明显的浓度效应。其中,10-1μmol/L EBR处理对苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数影响最为显著,和150 mmol/L NaCl单独处理相比,10-1μmol/L EBR处理下中苜3号和陇中苜蓿的发芽势分别提高了13.00%和26.67%,发芽率分别提高了11.67%和23.00%,发芽指数分别提高29.82%、49.48%,活力指数分别提高50.74%、67.89%;10-2、10-1μmol/L EBR处理对紫花苜蓿的胚芽长、胚根长、萌发期幼苗干重及幼苗生长的影响最为显著,和150 mmol/L NaCl单独处理相比,10-2、10-1μmol/L EBR处理下中苜3号和陇中苜蓿的胚芽长分别增加31.68%~40.99%、46.77%~34.68%,胚根长分别增加到了86.27%~90.20%、100.00%~142.45%,萌发期幼苗干重也增加20.54%~30.27%、34.94%~36.75%,幼苗的叶片数分别增加28.35%~31.35%、32.14%~35.73%,茎粗分别增加18.75%~19.88%、22.42%~23.64%,株高分别增加36.04%~37.74%、38.91%~41.55%,幼苗的地上生物量分别增加39.54%~44.93%、36.73%~38.61%,地下生物量分别增加35.71%~33.87%、44.77%~44.90%。说明在盐胁迫下,施用外源EBR可以促进苜蓿种子萌发和幼苗生长,有效缓解盐胁迫对苜蓿幼苗生长的抑制作用,这与诸多研究结果一致。

根系是植物吸收水分和矿质营养的主要器官,植物根系在感受到逆境信号后会通过信号传导对有关基因的表达进行时间和空间的调整,并通过代谢途径和方向的改变来影响碳同化产物在不同器官中的分配比例,最终又会影响根系生长,并从形态和分布上来适应环境胁迫[24]。根系作为植物体最活跃的吸收器官和合成器官,其生长情况和活力水平直接影响地上部的生长和营养状况及产量水平[12]。试验结果中,150 mmol/L NaCl胁迫显著抑制了苜蓿幼苗根系的生长及活力水平,和CK相比,150 mmol/L NaCl单独处理时,中苜3号和陇中苜蓿的主根长分别降低37.79%、47.12%,侧根数分别减少42.36%、44.92%,根系活力在萌发期分别降低73.40%、65.65%,在幼苗期分别降低68.05%、68.34%。添加外源EBR可有效的缓解盐胁迫对苜蓿幼苗根系生长及活力水平的抑制作用,并具有明显的浓度效应,其中,以10-2、10-1μmol/L EBR处理的缓解作用效果最好。和150 mmol/L NaCl单独处理相比,10-2、10-1μmol/L EBR处理下中苜3号和陇中苜蓿的主根长分别增加到32.28%~34.76%、50.50%~53.51%,侧根数分别增加39.32%~36.75%、48.54%~62.14%,根系活力在萌发期增加139.66%~143.33%、69.24%~115.97%,在幼苗期分别增加123.63%~131.04%、111.33%~117.60%。说明苜蓿幼苗侧根的发育依赖于EBR,EBR可能参与了苜蓿侧根原基早期的发育,能够通过增加侧根数来补偿盐胁迫对主根的抑制效应,并且提高苜蓿幼苗的根系活力水平,这与贾洪涛等[19]、吴雪霞等[23]的研究结果一致。此外,陆晓民等[25]的研究报道低氧胁迫下添加EBR可提高黄瓜幼苗的根系活力,也进一步证实了外源EBR能够促进逆境胁迫下植物根系的生长和活力水平。

本试验研究了外源EBR处理对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗形态建成的影响,发现外源EBR明显促进了NaCl胁迫下紫花苜蓿种子的萌发及幼苗的生长发育,结果进一步证实了EBR在诱导作物抗盐性上的积极作用。

(1)150 mmol/L NaCl胁迫显著抑制了苜蓿种子萌发、幼苗生长,降低了幼苗根系活力。

(2)外源EBR可有效的缓解NaCl胁迫对苜蓿种子萌发、幼苗生长及根系活力的抑制作用,并具有明显的浓度效应。

(3)综合发芽试验、幼苗生长试验,10-1μmol/L EBR处理对150 mmol/L NaCl胁迫下苜蓿幼苗的缓解作用效果最好。

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Effect of 2,4-epibrassinolide on seed germination and seedling growth ofMedicagosativaunder salt stress

KOU Jiang-tao,SHI Shang-li

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem,MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

In order to figure out the mitigating effects of exogenous 2,4-epibrassinolide on seedling damage of Medicago sativa under salt stress,Medicagosativacv.Zhongmu No.3 and Longzhong treated with 150 mmol/L NaCl solution were used to study the effect of EBR with different concentrations on seed germinationand seedling growth.The results indicated that 1) seed germination,seedling growth and root vigor of alfalfa were restrained significantly under 150 mmol/L NaCl stress,aboveground and underground biomass were reduced as well.2) exogenous EBR mitigated the suppression effects of NaCl stress on seed germination,seedling growth and root vigor effectively,and showed an obvious concentration effect.3) under 150 mmol/L NaCl stress,10-1μmol/L EBR treatment had the best mitigating effect on alfalfa seedling,when the root vigor level in germination and seedling stage were enhanced,germination potential,germination rate,germination velocity,vigor index,sprout length,radical length and germination seedling dry weight were facilitated significantly,as well as the seedling leaf number,stem diameter,plant height,main root length,branch root number,aboveground and underground biomass.It suggested that exogenous 2,4-Epibrassinolide promoted seed germination and seedling growth ofMedicagosativaunder salt stress and EBR had positive impacts on inducing plant salt resistance.

Medicagosativa;NaCl stress;2,4-epibrassinolide;seed germination;seedling growth;root vigor

2014-10-27;

2014-11-14

国家现代牧草产业技术体系建设专项(CARA-35);全国牧草种质资源保种项目(NB2130135)资助

寇江涛(1986-),男,甘肃镇原人,在读博士,研究方向为牧草种质资源及育种。 E-mail:koujiangtao@st.gsau.edu.cn 师尚礼为通讯作者。

S 332.6

A

1009-5500(2015)01-0001-09

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