盐胁迫对不同油菜种子萌发的影响

张瑀茜，高 山，张 锐，解科星，王 杰

(塔里木大学植物科学学院，新疆 阿拉尔 843300)

全球有20%的耕地和近半数的灌溉土地都受到不同程度的盐害胁迫[1]。NaCl胁迫已成为抑制农业发展的重要因素之一[2]，新疆有1 100多万hm2的土地盐渍化，植物受到逆境胁迫会导致植物生长发育受到抑制，并且盐胁迫会使作物的产量降低，严重时会导致植物死亡[3-4]，甚至不能进行耕作。而在盐碱地上种植耐盐作物可以对土壤进行改良，从而提高作物成活率。南疆地区牧民居多，对饲草的需求量较大，青贮饲料严重缺乏，这对牲畜的保有量影响较大。因此探索适合南疆地区耐盐碱品种，提高饲草萌发率很有必要。油菜为养地作物，可以与其他作物轮作，且茬口易安排[5]，种植油菜可以保护和提高土壤肥力[6]，饲料油菜的耐盐碱性强，可以在盐碱地上种植，其秸秆粗蛋白、粗脂肪、碳水化合物的含量较高，粗纤维含量较低，具有较高的草食及杂食动物饲用价值[7]，茎较粗，叶片大，营养价值高[8]，家畜喜食[9]。饲料油菜是较好的粗饲料资源。南疆的土壤盐渍化一直是制约畜牧业与农业持续发展的关键因素，饲料油菜作为一种耐盐碱的绿饲，可以在南疆土地盐碱化严重的土壤环境下推广种植。不同品种的饲料油菜在NaCl胁迫下发芽率、生长指标等具有较大差异，NaCl胁迫会影响种子的活力，对种子的萌发率有不同程度的影响[10]。目前，对作物的耐盐碱性研究较多，但均为对根、茎、叶或整株的生长研究，而对南疆土壤环境下饲料油菜萌发期的耐盐碱程度研究比较罕见。本研究对5种饲料油菜进行不同程度盐胁迫下的耐盐性试验，发掘可供盐碱地种植的优良饲料油菜种质资源。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试材料为华油杂62、饲油2号、福油128、金油杂158、福油158共4个饲料油菜种子。

1.2 方 法

试验于2019年2月28日在塔里木大学研发中心进行。采用三角瓶纱布上发芽法，随机挑选饱满的种子50粒，均匀撒在垫有3层纱布的三角瓶中，分别加入用无菌水配置的NaCl溶液(5 mL)，浓度为0(ck)、50、100、150、200、250 mmol·L-1，5个NaCl溶液胁迫处理，1个对照，封口(封口膜)，每个处理重复3次。置于光照培养箱中，温度设置为25 ℃，16 h光照，8 h黑暗处理。每日定时观察，补水并记录相对应天数的种子发芽数，发芽的标准为饲料油菜种子的芽长等于种子长度的2/3，3 d计发芽势，7 d计发芽率，10 d测定植株子叶长、下胚轴长、根长。

1.3 数据分析

最小差异显著法(LSD)在0.05水平上检验各处理间的差异显著性，统计分析使用Excel统计软件。计算公式如下：

发芽势(%)=(3 d内发芽的种子数/试验种子总数)×100%；

发芽率(%)=(7 d内发芽的种子数/试验种子总数)×100%；

发芽指数=∑(Gt/Dt)；

萌发指数=S×∑(Gt/Dt)；

式中，Gt为t天种子发芽数，Dt为相对应的种子发芽日数；S为萌发期根长。

2 结果与分析

2.1 不同浓度盐胁迫对各品种饲料油菜发芽势、发芽率的影响

发芽率是检验种子萌发时抗盐性的指标。由表1可知，华油杂62(H 62)、福油158(F 158)、金油杂158(J 158)、福油128(F 128)品种的发芽率均在NaCl浓度50 mmol·L-1时达最高，在NaCl浓度100 mmol·L-1时开始下降，呈先升高后下降趋势；而饲油2号(S 2号)品种发芽率呈先下降后升高再下降的趋势，ck与NaCl浓度150 mmol·L-1时的发芽率相同。饲油2号、福油158、金油杂158、福油128品种发芽势均在NaCl浓度50 mmol·L-1时最高，随着NaCl浓度的升高，各品种发芽势逐渐下降，呈先升后降的趋势；华油杂62发芽势在NaCl浓度为100 mmol·L-1时最高，比最低处理高出76.48%。综合比较，不同处理下各品种发芽率为：饲油2号>华油杂62>福油158>福油128>金油杂158；发芽势为：油2号>华油杂62>福油158=福油128>金油杂158。

表1 不同处理对种子发芽势(GE)、发芽率(GP)的影响Table 1 Effects of different treatments on germination potential (GE) and germination percentage (GP) of seeds

2.2 不同浓度盐胁迫对各品种饲料油菜发芽指数、萌发指数的影响

发芽率可以反映盐胁迫对种子萌发的影响。但是要反映出种子的活力以及出苗的整齐程度很难[11]，因此本试验通过发芽活力指数对其进行检验。种子活力的强弱可通过活力指数体现[12]，种子萌发的快慢与出苗情况则用发芽指数表现[13]。由表2可知，各品种发芽指数均在NaCl浓度为50 mmol·L-1时最高，从NaCl浓度100 mmol·L-1开始，随盐浓度的升高各品种的发芽指数均降低；华油杂62、金油杂158品种在NaCl浓度100 mmol·L-1时，发芽指数大幅度增加后又急剧下降，而饲油2号、福油158、福油128在NaCl浓度100 mmol·L-1时发芽指数下降幅度较小。华油杂62的平均萌发指数最高，比萌发指数最低的金油杂158高0.76；福油158、福油128在NaCl浓度为250 mmol·L-1时不萌发。

表2 不同处理对种子发芽指数(GI)、萌发指数(GVI)的影响Table 2 Effects of different treatments on germination index (GI) and germination vigor index (GVI) of seeds

2.3 不同浓度盐胁迫对各品种饲料油菜形态特征的影响

不同浓度盐胁迫下，饲料油菜各性状随盐浓度的升高呈下降的趋势(表3)，下降程度不同。从表3可以看出，与ck相比，各性状均有差异。低盐浓度下，各性状呈增大现象，说明低浓度处理对油菜萌发期各性状生长具有促进作用。高浓度胁迫则抑制了油菜各性状的生长，且盐浓度越高抑制效果越明显。华油杂62随盐浓度的增加，各性状呈先降后升再降低趋势，子叶长在150 mmol·L-1处理时升高值最大，约7.06 mm；下胚轴长、根长各处理间均呈差异极显著，下胚轴长在150 mmol·L-1处理时值最大，约75.19 mm，250 mmol·L-1处理时最小；根长在100 mmol·L-1处理时发育最好，当浓度达到250 mmol·L-1时，会抑制根系发育，值最小；茎粗在各处理下均有不同程度的增高。饲油2号随盐浓度增加，茎粗同华油杂62一致，其余性状生长趋势为先升后降；子叶长在200 mmol·L-1处理时差异不显著，其他处理呈差异极显著升高状态。下胚轴长250 mmol·L-1处理时值最小，下降约63.39%；50 mmol·L-1处理时根长最佳，增高约10.96%；福油158随盐浓度增加，子叶长为先降后升再降低，下胚轴长与茎粗为先升后降，根长为直线下降趋势，并且各性状在250 mmol·L-1处理时无差异。子叶长50 mmol·L-1处理时升高约0.07 mm，200 mmol·L-1处理时下降0.19 mm左右；下胚轴长200 mmol·L-1处理时下降幅度最大，达0.49 mm左右；根长在各处理下均为下降状态，下降程度从高到低为200 mmol·L-1(0.78 mm)>150 mmol·L-1(0.68 mm)>100 mmol·L-1(0.56 mm)>50 mmol·L-1(0.41 mm)；茎粗升高程度从高到低表现为200 mmol·L-1(38.54%)>50 mmol·L-1(19.79%)>100 mmol·L-1(15.63%)>150 mmol·L-1(14.58%)。金油杂158各性状随盐浓度的增加呈倒“v”字上升趋势，250 mmol·L-1处理时各性状值降低；子叶长50 mmol·L-1处理时差异显著升高，约8.7%，100、150、200 mmol·L-1处理时升高趋势差异极显著，约12.41%、28.33%、27.59%，250 mmol·L-1处理时差异不显著；下胚轴在不同处理下各性状均呈差异极显著，250 mmol·L-1处理时下降最大，约71.06%，50 mmol·L-1处理时升高最多，约为49.77%；根长150 mmol·L-1处理时差异不显著，50 mmol·L-1处理时升高幅度最大，约40.38%，250 mmol·L-1处理时降低幅度最大，约83.05%；茎粗150 mmol·L-1处理时升高18.37%左右。福油128随盐浓度的增加，子叶长为先降后升再降的趋势，下胚轴长与根长呈直线下降，茎粗与子叶长相反；250 mmol·L-1处理时与福油杂158品种相同，均与ck无差异。

表3 不同盐浓度对各品种性状的影响Table 3 Effects of different salt concentrations on the characters of different varieties

3 讨 论

种子萌发期对盐敏感，盐胁迫会抑制种子萌发[14]，GP表征种子萌发程度[15]，GE、GI、GVI反映了种子萌发的规律。本研究发现，盐胁迫对种子的GP、GE、GI、GVI以及各生长指标一定程度上有抑制作用。种子的GE和GI越高，其发芽速度越快、萌发的整齐度越好、耐盐性越强[16]。这4个指标可以反映盐浓度对各品种种子萌发的影响。种子在低浓度下对萌发具促进作用，而高浓度的胁迫下各指标均降低，对饲料油菜种子的萌发有显著抑制作用[17]。这与辛树权等[18]通过产多胺细菌ccx 5缓解了盐胁迫对大豆萌发及幼苗生长的结论一致。高盐浓度下，幼苗发育会受到严重抑制甚至不能出苗。各浓度处理下，5个品种的子叶长、根长、下胚轴长、茎粗均有不同程度的下降，与王桔红等[19]的研究一致。对各品种萌发期生长指标耐盐性进行综合比较，在NaCl浓度50 mmol·L-1时，华油杂62的子叶长和茎粗、金油杂158的下胚轴长、饲油2号的根长最大；NaCl浓度100 mmol·L-1时华油杂62的根长与茎粗、饲油2号的子叶长、金油杂158的下胚轴长值达最大；NaCl浓度150 mmol·L-1时华油杂62的子叶长、根长与茎粗、饲油2号的下胚轴长最大；NaCl浓度200 mmol·L-1时金油杂158的子叶长与根长、饲油2号的下胚轴长、茎粗最大；NaCl浓度250 mmol·L-1时饲油2号的子叶长与茎粗、福油128的下胚轴长与根长最大。在低浓度盐胁迫下华油杂62的耐盐性较好。在今后的试验研究中可选1～2个品种进行更深入的研究，对不同类型的盐以及设置更多不同的盐浓度，对其生长的影响进行分析比较，从而筛选出最适合在新疆种植的饲料油菜品种，以提高土地利用率，为选育优良品种提供科学依据。

4 结 论

试验结果表明，饲料油菜的各性状随NaCl浓度的增加而下降。本试验选用的5个品种中，华油杂62最具耐盐潜力，适合盐碱土壤种植，也可作为改善土地盐碱化的作物。