不同浓度NaCl处理对6种黄瓜种子萌发的影响

沈季雪+蒋景龙

摘要：为了探讨盐处理对黄瓜种子萌发的影响，以6个品种的黄瓜种子为材料，在不同NaCl浓度的溶液中培养，观察黄瓜种子在盐胁迫下的生长形态，测定发芽指数和相对电导率等生长指标的变化，对黄瓜幼苗进行二氨基联苯胺（DAB）染色处理，应用隶属函数分析法综合评价各品种黄瓜抗盐性。结果表明：随着盐浓度升高，幼苗株高及胚根伸长受到抑制，但盐浓度为50 mmol/L时，黄瓜幼苗下胚轴与对照相比更为粗壮；与对照相比，盐处理浓度为50 mmol/L时，新津研七号、津研四号、唐山秋瓜和新津春四号的发芽指数较高，浓度上升至100 mmol/L时，仅唐山秋瓜发芽指数高于对照；盐浓度达到150 mmol/L时，6个品种发芽指数均低于对照。说明低盐浓度对种子萌发不起抑制作用，但盐浓度较高时，对种子萌发的影响较大。由结果还可见，随盐处理浓度上升，相对电导率在一定范围内呈上升趋势。根据隶属函数法综合分析供试材料抗盐性强弱依次为春夏秋王>津研四号>唐山秋瓜>新津优一号>新津春四号>新津研七号。研究认为春夏秋王为抗盐性最强的品种，新津研七号抗盐性最弱。

关键词：黄瓜；盐胁迫；相对电导率；发芽指数；隶属函数分析

中图分类号： S642.201文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）07-0111-04

土壤盐渍化具有严重的环境危害，会对农业生产造成重大影响，我国盐渍土总面积约为3 600 hm2，占全国可利用土地面积的4.88%[1]。造成土壤盐渍化的成因多样，栽培设施的封闭性特点或水肥管理不当，导致设施土壤中盐类积聚，严重影响栽培设施的利用效率，不利于设施蔬菜栽培的可持续发展[2]。

黄瓜（Cucumis sativus L.）为葫芦科黄瓜属植物，起源于喜马拉雅山的热带雨林地区，是世界各地普遍种植的蔬菜作物，我国是世界上黄瓜种植面积最大的国家[3]。在我国北部地区，黄瓜为设施栽培的主要蔬菜。近年来，栽培设施内土壤盐渍化问题日益严重，导致蔬菜产量下降，因此选择更具耐盐性的黄瓜品种并进行耐盐栽培是生产中亟需解决的问题。大量研究结果表明，不同浓度盐处理对植物生长发育的影响具有明显的差异。王春林等在对甜瓜种子进行盐胁迫处理时发现，种子在吸胀阶段受盐胁迫影响较小，当种子萌动后高盐浓度对种子吸水有抑制作用[4]。卢艳敏等采用不同浓度的不同盐溶液对白三叶种子进行胁迫处理，结果显示随着Na2SO4及NaCl+Na2CO3+Na2SO4混合液浓度的增加，白三叶种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数呈先上升后下降趋势，幼苗的根长和苗高呈下降趋势[5]。杜景红等的研究表明，水稻种子萌发能忍耐的NaCl处理浓度为0.5%以下，高于05%的NaCl对水稻发芽起显著抑制作用[6]。本研究以6个品种的黄瓜为材料，研究不同浓度盐溶液对黄瓜种子萌发中各项生理指标的影响，总结盐胁迫下黄瓜种子萌发的特点，旨在为耐盐性黄瓜品种的鉴定、筛选以及设施条件下黄瓜品种的选择提供一定的参考依据。

1材料与方法

1.1供试材料

试验材料为黄瓜品种唐山秋瓜、新津优一号、新津春四号、津研四号、春夏秋王、新津研七号，具体情况见表1。

1.2盐胁迫处理

设NaCl处理浓度分别为0（CK）、50、100、150 mmol/L，将籽粒饱满、大小一致的种子，先分别用4个处理液在（25±1） ℃的条件下浸种处理6 h，然后取出种子，置于洗净烘干的铺有2层定性滤纸的培养皿中，加入相应浓度的溶液至滤纸吸水饱和，每个处理重复3次。对试验材料进行暗培养，处理期间NaCl浓度保持相对稳定。处理48 h后逐日统计发芽数及胚根长度，于萌发6 d后结束测量。

1.3DAB组织染色

本试验参照Jiao等的方法，采用二氨基联苯胺（3，3-diaminobenzidine，DAB）染色方法检测不同盐浓度处理下黄瓜幼苗中内源H2O2的组织分布变化[7]。取黄瓜整株幼苗，用蒸馏水洗净后将其置于具塞试管中，加入适量的DAB染液后避光放置24h后弃去各管染液，加入80%乙醇，沸水浴至植株脱色。

1.4指标测定与方法

参照以下公式计算发芽指数：发芽指数（GI）=∑在不同时间的发芽数/相应发芽时间[8]。采用黄紅英等的方法[9]测定相对电导率：相对电导率=浸泡液电导率/煮沸后浸提液电导率×100%。

1.5耐盐性综合评价

采用隶属函数法对数据进行分析，以确定各指标对黄瓜耐盐性影响的程度，评价其抗盐能力。隶属函数公式：Tij=（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）。式中：i为某个黄瓜品种；j为某项指标；Tij为i种类j指标抗盐隶属函数值；Xij为i种类j指标测定值；Xjmin为所有品种所有盐度梯度下j指标最小值；Xjmax为所有品种所有盐度梯度下j指标最大值。假如某项指标与抗盐性呈负相关，则用1减去正相关的隶属函数值即为该项目的隶属函数值。本试验中发芽数为处理3 d指标，胚根长及相对电导率为6 d指标，以此进行综合评价。

1.6数据处理

用Excel 2003软件进行试验数据的统计，用SPSS 13.0软件进行单因素方差分析与多重比较，检验不同NaCl浓度处理下黄瓜种子萌发的差异性。

2结果与分析

2.1NaCl处理对生长形态的影响

6个品种的黄瓜在不同浓度NaCl处理下子叶、下胚轴和根系生长发育形态有所差异。由图1可以看出，与对照组相比，不同浓度处理组均出现较大的形态差异。对照组中6个品种黄瓜种子均长出子叶和细长的下胚轴，根部有二级侧根生成。NaCl处理浓度为50 mmol/L时，与对照组相比，子叶更为肥厚，下胚轴短粗，根系长度较短。NaCl浓度上升至 100 mmol/L 时，与对照组相比，种子生长受到明显的抑制作用：6个品种子叶均未完全脱离种皮，下胚轴短小；新津研七号仅长出短小的主根，其余5个品种的主根上有少量侧根出现。NaCl处理浓度上升至150 mmol/L时，6个品种仅有根部长出，其中唐山秋瓜种子在该浓度下主根上长出短小侧根，其余5个品种仅有主根突破种皮。

低盐浓度（50 mmol/L）处理黄瓜种子时，子叶生长更为肥厚；下胚轴半径明显大于对照组，但是下胚轴伸长受到明显的抑制；根系发育方面，侧根长度与对照组相比较长，但主根伸长受到抑制作用。NaCl处理浓度达到100 mmol/L及以上时，种子萌发受到明显的抑制作用，子叶和下胚轴发育受到明显影响。因此可知，NaCl处理浓度达到100 mmol/L时，对黄瓜种子萌发起到明显的抑制作用。

2.2NaCl处理对胚根长的影响

由表2可以看出，对照组中新津优一号胚根最长，新津研七号胚根最短，新津优一号长度可达到新津研七号的2.6倍。NaCl为50 mmol/L时，6个品种黄瓜胚根长度呈大幅下降趋势，长度均小于20 cm，与对照组相比差异显著，其中新津优一号胚根长度依旧是6个品种中最长的，达到18.33 cm，新津春四号为6个品种中最短的，仅有10.78 cm。NaCl浓度为 100 mmol/L 时，6个品种黄瓜胚根长度继续呈下降趋势，6个品种与对照组相比均出现显著差异；与50 mmol/L浓度处理组相比，新津研七号胚根长差异显著，其余5个品种差异不显著。NaCl浓度为150 mmol/L时，与对照组相比所有品种在0.05水平上有显著差异，但是与100 mmol/L处理组相比无显著差异，其中春夏秋瓜下降幅度最小，津研四号下降幅度最大。6个品种黄瓜种子在不同浓度NaCl处理的情况下与对照组相比均有显著差异，表明NaCl处理对黄瓜种子胚根发育具有明显的抑制作用，且各品种对NaCl的敏感度不同。

2.3NaCl处理对发芽指数的影响

发芽指数综合了种子萌发的数量、速度以及整齐程度3个因素，比单纯的发芽率更能全面地反映种子的萌发情况[10]。由表3可以看出，对照组中发芽指数最高的为新津优一号，发芽指数最低的品种为新津研七号。在NaCl浓度为50 mmol/L时，新津研七号、津研四号、唐山秋瓜及新津春四号发芽指数均稍有上升，其中津研四号上升幅度最大；仅春夏秋王、新津优一号2个品种呈下降趋势。NaCl浓度为100 mmol/L时，除唐山秋瓜发芽指数为14.23，高于对照组外，其余品种发芽指数均低于對照，新津研七号下降最多，降低了2.81；新津优一号下降最少，降低了0.12。当NaCl浓度上升至150 mmol/L时，与100 mmol/L时相比所有品种发芽指数均呈下降趋势，唐山秋瓜降幅最大，新津春四号降幅最小；各品种在 150 mmol/L 浓度下，新津优一号的发芽指数最高，新津研七号的发芽指数最低。

新津研七号在NaCl处理浓度为50 mmol/L时发芽指数与对照组相比差异不显著；盐浓度上升到100 mmol/L时，发芽指数与对照在0.05水平上差异显著；NaCl浓度为 150 mmol/L 时，与对照组差异显著，但是与100 mmol/L处理组差异不显著。说明该品种在NaCl浓度50 mmol/L时，发芽指数未受明显影响，浓度达到100 mmol/L时，NaCl处理才对其起到明显的胁迫作用。津研四号、春夏秋王、唐山秋瓜及新津优一号处理浓度为50、100 mmol/L时与对照组相比差异均不显著，NaCl浓度为150 mmol/L时表现出显著性差异，说明NaCl处理浓度达到150 mmol/L时，对其发芽指数起到明显的影响。新津春四号在NaCl浓度≤100 mmol/L时，发芽指数与对照组无显著差异；处理浓度上升到150 mmol/L时，出现显著性差异；50、100、150 mmol/L 3个处理组之间差异显著。以上试验结果表明，不同品种黄瓜对于NaCl处理浓度的敏感程度不同，新津优一号在50 mmol/L NaCl处理时发芽能力最强，新津研七号发芽能力最弱。处理浓度为50 mmol/L时，新津研七号等的发芽指数虽然高于对照，但是在0.05水平上的差异均不显著，因此NaCl浓度较低时对种子发芽指数并没有显著影响。NaCl处理浓度为150 mmol/L时，所有品种与对照在0.05水平上均有显著差异，因此NaCl浓度≥150 mmol/L 对所有黄瓜品种有明显的抑制作用。

2.4NaCl处理对相对电导率的影响

由表4可以看出，在NaCl浓度50 mmol/L时，仅有津研四号相对电导率低于对照，其余各品种相对电导率均高于对照，其中新津春四号提高幅度最大。NaCl浓度上升到 100 mmol/L 时，津研四号、唐山秋瓜和新津优一号的相对电导率达到最大值，此时6个品种黄瓜的细胞膜透性均呈上升趋势，相对电导率超过50%。NaCl浓度达到150 mmol/L时，新津研七号、春夏秋王及新津春四号相对电导率呈上升趋势，6个黄瓜品种的相对电导率均超过80%，新津研七号和新津春四号指标超过90%。

新津研七号在NaCl处理浓度为50 mmol/L时与对照组相比相对电导率的差异不显著，NaCl浓度≥100 mmol/L时，与对照组相比差异显著，说明NaCl浓度≥100 mmol/L时对该品种细胞膜有明显的影响。津研四号和新津春四号2个品种在各浓度NaCl处理下，各处理组与对照组相比差异显著，表明这2个品种的黄瓜在50 mmol/L浓度时细胞膜透性已经受到显著影响。新津研七号、唐山秋瓜和新津优一号在NaCl处理浓度为50 mmol/L时与对照组差异不显著，处理浓度 ≥100 mmol/L 时与对照组差异显著，说明这3个品种的黄瓜在NaCl处理浓度为100 mmol/L时细胞膜受到明显伤害。研究结果表明，新津春四号膜伤害最为严重，说明该品种对NaCl的耐受性较差。

2.5DAB组织化学定位

DAB染色技术是对H2O2进行原位定位染色的方法。DAB可以与H2O2在产生处发生反应，形成红褐色斑点，因此利用DAB染色可以对植株进行组织化学原位检测，通过观察产生的斑点便可以检测过氧化氢的聚集情况[11]。根据图2可以看出，DAB主要的染色部位集中于植株的根部。NaCl处理浓度为50 mmol/L时，仅唐山秋瓜和新津优一号2个品种根部染色浓度比对照组浓度高，且靠近根部的下胚轴染色浓度高于对照，其余品种与对照组相比染色浓度差异不明显。NaCl浓度上升至100 mmol/L时，新津研七号、津研四号和春夏秋王植株根部染色浓度明显加大，唐山秋瓜、新津优一号和新津春四号仅根尖部位染色浓度加大。春夏秋王下胚轴靠近胚根部分染色浓度高。NaCl浓度上升至150 mmol/L时，唐山秋瓜和新津春四号仅于根尖处染色浓度较高，新津研七号、津研四号、春夏秋王和新津优一号整个根部均被染色。

2.66个黄瓜品种抗盐性综合评价

隶属函数法通常用来评价植物的抗盐能力，其隶属函数值越大，抗盐能力越强，反之抗性越弱。由表5可以看出，通过对6种黄瓜的发芽数、胚根长和相对电导率的综合分析发现，春夏秋王的平均隶属度最大，为0.85，表明该品种的黄瓜抗盐能力最强，新津研七号平均隶属度最低，仅为0.06。盐胁迫下6种黄瓜的抗盐能力由强到弱依次为春夏秋王>津研四号>唐山秋瓜>新津优一号>新津春四号>新津研七号。

3讨论

盐胁迫是影响植物生长、降低产量的主要逆境因素之一，种子萌发是植物生命起始的重要事件，也是植物最早接受盐胁迫的阶段[12]。本试验研究了NaCl处理对黄瓜种子萌发生理特性的影响，分析了在盐胁迫下黄瓜种子萌发指标发生的变化，对不同品种黄瓜的抗盐性有了初步的了解。

大多数研究认为NaCl胁迫对种子萌发具有抑制作用[13]，但也有研究表明，低盐浓度可以促进种子萌发[14]。樊瑞苹等的试验表明，短时间内盐胁迫促进了高羊茅根的生长[15]。本试验中也得到了相似的结论，在黄瓜种子萌发特性的试验中发现，在低盐浓度下部分品种黄瓜发芽指数高于对照组。高盐环境对种子的萌发起到明显的抑制作用，王清华等对辣椒进行盐胁迫处理，发现当盐浓度达到0.5%时，其发芽率、发芽势及相对盐害率均超过对照[16]。王娟娟等的试验表明，盐胁迫对四翅滨藜种子的萌发具有明显的抑制作用，表现在降低种子的萌发率、推迟种子的初始萌发时间，使胚根和胚轴生长受到抑制[10]。本试验在NaCl处理浓度达到150 mmol/L 时，黄瓜发芽指数、胚根长等指数均受到明显抑制，与前人的试验结果基本相同。

4结论

综上所述，高盐处理对黄瓜种子萌发具有明显的抑制作用，同时低盐浓度处理对种子萌发的抑制作用不显著。在黄瓜引种栽培过程中，应充分考虑盐分因素，防止对植株的损伤。在植物不同的生长阶段对盐的耐受性不同，黄瓜在其他生长阶段抗盐性尚待进一步研究。

参考文献：

[1]王佳丽，黄贤金，钟太洋，等. 盐碱地可持续利用研究综述[J]. 地理学报，2011，66（5）：673-684.

[2]杨霄乾，靳亚忠，何淑平.NaCl盐胁迫对番茄种子萌发的影响[J]. 蔬菜，2008（4）：31-33.

[3]王涛. 温室白粉虱危害对无毛黄瓜次生代谢的影响[D]. 泰安：山东农业大学，2011.

[4]王春林，张玉鑫，陈年来. NaCl脅迫对甜瓜种子萌发的影响[J]. 中国蔬菜，2006（5）：7-10.

[5]卢艳敏，苏长青，李会芬.不同盐胁迫对白三叶种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 草业学报，2013，22（4）：123-129.

[6]杜景红，李北齐，薛庆喜. NaCl浸种对水稻种子发芽的影响[J]. 中国农学通报，2013，29（3）：33-35.

[7]Jiao C J，Jiang J L，Li C，et al. β-ODAP accumulation could be related to low levels of superoxide anion and hydrogen peroxide in Lathyrus sativus L.[J]. Food and Chemical Toxicology，2011，49（3）：556-562.

[8]王激清，刘社平，白晓瑛. 盐胁迫对不同品种甜菜种子萌发特性的影响[J]. 江苏农业科学，2015，43（3）：96-98.

[9]黄红英，窦新永，邓斌，等. 不同次生种源码疯树对高温胁迫的响应[J]. 林业科学，2009，45（7）：150-155.

[10]王娟娟，张文辉，刘新成. NaCl胁迫对3种不同处理四翅滨藜种子萌发的影响[J]. 西北农业学报，2010，19（1）：104-111.

[11]张小莉，王鹏程，宋纯鹏. 植物细胞过氧化氢的测定方法[J]. 植物学通报，2009，44（1）：103-106.

[12]常琳琳，周守标，晁天彩，等. 盐胁迫对鸭儿芹种子萌发的影响[J]. 上海交通大学学报（农业科学版），2013，31（3）：22-28.

[13]段才绪，何平，谢英赞，等. 盐胁迫对决明种子萌发和幼苗生理特性的影响[J]. 西南师范大学学报（自然科学版），2013，38（2）：73-78.

[14]宋旭丽，侯喜林，胡春梅，等. NaCl胁迫对超大甜椒种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 西北植物学报，2011，31（3）：569-575.

[15]樊瑞苹，周琴，周波，等. 盐胁迫对高羊茅生长及抗氧化系统的影响[J]. 草业学报，2012，21（1）：112-117.

[16]王清华，杨建平，张中华，等. 盐胁迫对不同品种辣椒种子萌发特性的影响[J]. 西北农业学报，2007，16（3）：136-140.