亚精胺对盐胁迫下杂交桑种子萌发的影响

周象海　姜爱菊　盖翠霞　王照红　娄齐年　赵东晓

摘要：以杂交桑桂优12号品种为材料，研究100 mmol/L NaCl胁迫下，0、0.5、1.0、1.5 mmol/L亚精胺（spermidine， Spd）对杂交桑种子发芽率、发芽势、发芽指数的影响。结果表明，100 mmol/L NaCl胁迫下，杂交桑种子的萌发受到显著抑制，发芽率、发芽势、发芽指数均显著降低。添加适宜浓度的Spd可有效缓解NaCl胁迫对杂交桑种子萌发的抑制，提高发芽率、发芽势和发芽指数;但浓度过高，反而加重NaCl胁迫的抑制作用，进一步降低杂交桑种子的各项萌发指标。综合来看，添加1.0 mmol/L Spd对促进盐胁迫下杂交桑种子萌发的效果最佳。

关键词：杂交桑;亚精胺;种子萌发;盐胁迫

中图分类号：S888.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2020）05-0121-04

Abstract The hybrid mulberry cultivar Guiyou 12 was used as material and the effects of （spermidine， Spd） with different concentrations （0， 0.5， 1.0 and 1.5 mmol/L） on its germination rate， germination vigor and germination index were studied under 100 mmol/L NaCl stress. The results showed that under 100 mmol/L NaCl stress， the germination of hybrid mulberry seeds was inhibited significantly with the germination rate， germination vigor and germination index decreased significantly. The addition of Spd at optimal concentration could effectively reduce the inhibition of NaCl stress to the germination of hybrid mulberry seeds. Low concentration of Spd could promote the germination of hybrid mulberry seeds， while high concentration of Spd could inhibit the germination. The effect of 1.0 mmol/L Spd was the best under this experiment conditions.

Keywords Hybrid mulberry; Spermidine; Seed germination; Salt stress

土壤的盐渍化是农林业生产中面临的一类重要的非生物胁迫，严重威胁植物的生长，造成作物减产甚至绝产[1]。种子萌发时期是植物对环境最敏感的时期，种子发芽是植物在盐渍化环境中生存的前提。种子的发芽能力決定了植物在盐渍化土壤中的分布范围[2]。因此，种子在盐胁迫下的发芽情况是评价植物耐盐性的重要指标之一。桑树是家蚕唯一的天然食物，同时含有丰富的生物活性物质，是蚕桑产业的支柱。桑树具有较强的抗逆能力，因此也是土壤和环境修复和改良的重要生态树种。杂交桑具有生长快、长势旺、产叶量大、耐剪伐、适宜机械化收割、适口性好等优点，可实现种子直播建园，一年内多次收获，既可喂蚕，又是牲畜饲料的理想原料，是有效利用和修复盐碱地生态环境的优良树种[3]。提高杂交桑种子在盐渍化土壤的发芽能力，是实现桑树盐碱地种植的重要前提。

亚精胺（spermidine， Spd）是一种在植物体内广泛存的，具有高生物活性的低分子量脂肪族含氮碱，是一种重要的植物生长调节物质。研究表明，Spd 可直接作为胁迫渗透调节保护物质或信号分子，在植物遭受非生物胁迫时，促进植物构建和地域抗逆性[4]。因此，Spd可显著提高植物对盐、干旱、低温、重金属等非生物胁迫的耐受性[5-8]。但是Spd 是否可以增强杂交桑种子在盐胁迫下的萌发还未见报道。本研究调查了不同浓度Spd对NaCl胁迫下杂交桑种子的发芽率、发芽势、发芽指数等萌发指标，以探求Spd是否可以增强NaCl胁迫下杂交桑种子的发芽能力，为盐碱地杂交桑种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用杂交桑品种为桂优12号，种子购自广西壮族自治区蚕业技术推广总站。

1.2 方法

选取饱满的种子，用75%乙醇消毒5 min，用无菌蒸馏水冲洗5次。直径90 mm的培养皿中铺两层滤纸，高温高压灭菌后烘干。将消毒后的种子均匀地放置在培养皿中，每个培养皿40粒种子。Spd粉末购自Sigma公司，分别用无菌去离子水（CK）和无菌的100 mmol·L-1 NaCl溶液配制成0、0.5、1.0、1.5 mmol·L-1的溶液。将不同浓度的溶液小心加入到铺有种子的培养皿中，每个培养皿10 mL，每个处理设置3个平行。将培养皿放置于光照培养箱中，培养条件为光照12 h/d，温度为25℃。以胚根突破种皮2 mm为发芽标准，每天9∶00统计种子的发芽情况，连续统计12天。各项发芽指标按照如下公式计算：

发芽势（%） = （5 d正常萌发种子数/供试种子数）×100;

发芽率（%）=（12 d正常萌发种子数/供试种子数）×100;

发芽指数（Gi）=Σ（Gt/Dt）。式中，Gt为萌发种子数;Dt 为相应萌发天数。

1.3 数据统计与分析

采用 Microsoft Excel 2007软件系统对试验数据进行处理和作图。

2 结果与分析

2.1 Spd对NaCl胁迫下杂交桑种子发芽率的影响

由图1可知，添加Spd可以促进杂交桑种子的萌发，发芽率随Spd浓度的升高先升高后降低，均以1.0 mmol·L-1 Spd处理的发芽率最高。NaCl胁迫显著降低了杂交桑种子的发芽率，在未添加Spd条件下，NaCl胁迫处理的发芽率相比清水对照下降22.22%。添加Spd可以缓解NaCl胁迫对杂交桑种子萌发的抑制，提高发芽率，在100 mmol·L-1 NaCl胁迫下，0.5、1.0 mmol·L-1 Spd处理的发芽率分别比未添加的高11.90%、15.48%。但Spd浓度过高则会加重NaCl胁迫对杂交桑种子萌发的抑制，1.5 mmol·L-1 Spd处理下发芽率相比未添加Spd处理下降了7.14%。

2.2 Spd对NaCl胁迫下杂交桑种子发芽势的影响

由图2可以看出，随Spd浓度的增加，杂交桑种子的发芽势先升高后降低，1.0 mmol·L-1时发芽势最高。NaCl胁迫显著降低了杂交桑种子的发芽势，与清水对照相比，未添加Spd处理的发芽势下降了57.78%。添加Spd则可以明显提高NaCl胁迫下杂交桑种子的发芽势，随浓度升高，发芽势逐渐升高，至1.0 mmol·L-1时最高，之后下降，与未添加Spd处理相比下降10.53%。

2.3 Spd对NaCl胁迫下杂交桑种子发芽指数的影响

由图3可以看出，杂交桑种子的发芽指数随Spd浓度的升高先升高后降低，1.0 mmol·L-1时最高。添加Spd有效缓解了NaCl胁迫对杂交桑种子发芽指数的抑制，浓度越高，发芽指数越高，1.0 mmol·L-1时达到最高，与未添加Spd处理相比发芽指数提高了42.36%;之后下降，1.5 mmol·L-1 Spd发芽指数相比未添加Spd下降1.10%，加重了NaCl胁迫对种子萌发的抑制。

3 讨论与结论

种子萌发期是植物个体发育最脆弱的重要时期。在逆境环境中，植物种子能否整齐、迅速、健壮地萌发，将直接影响植物后期的生长发育和作物产量。提高盐胁迫种子的发芽指标，是盐碱地改良的前提和基础。在各项发芽指标中，发芽率代表种子的发芽能力，发芽势反映种子的发芽速度，发芽指数反映种子发芽的整齐度。本研究结果表明，在 NaCl胁迫下，杂交桑种子的萌发受到明显抑制，发芽率、发芽势、发芽指数均明显降低;而添加Spd可以缓解NaCl胁迫对杂交桑种子萌发的抑制，随添加浓度增加，逐渐提高种子的发芽率、发芽势、发芽指数，均在1.0 mmol·L-1时达到最高;但高浓度Spd（1.5 mmol·L-1）处理反而加重了NaCl胁迫对杂交桑种子萌发的抑制，与未添加Spd处理相比，发芽率、发芽势、发芽指数分别降低7.14%、10.53%、1.10%。表明，适宜浓度的Spd可以促进杂交桑种子的萌发，降低NaCl胁迫的影响，但高浓度Spd则限制杂交桑种子的发芽能力、发芽速度和整齐度，这与前人在苜蓿[9]、番茄[10]、紫苏[11]和辣椒[12]中的研究结果一致。

Spd是一种植物生长调节剂，作为一种阳离子化合物，可通过与NaCl胁迫产生的阴离子相结合来缓解盐胁迫对植物的盐害。因此一定浓度的Spd可以促进NaCl胁迫下杂交桑种子萌发。而浓度超过一定阈值之后，高浓度的Spd也会抑制NaCl胁迫下杂交桑种子的萌发。综合各项发芽指标，认为1.0 mmol·L-1 Spd对NaCl胁迫下杂交桑种子的萌发促进作用最显著。

参 考 文 献：

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