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摘要:以M0901-2-2-5(1#)等9个结球甘蓝为试验材料,研究不同浓度NaCl对甘蓝种子发芽率及幼苗根长、苗长的影响。结果表明,随NaCl浓度增大,9个结球甘蓝品种的种子发芽率逐渐降低,其幼苗的根长、苗长逐渐变小;NaCl处理浓度与M0901-2-2-5、ZS-2-1-3-3(7#)、0905-1-12-2-5(8#)、G013-2-3(9#)这4个甘蓝种子的发芽率及幼苗根长、苗长有一定的负相关性,NaCl对甘蓝幼苗根的抑制作用强于苗;不同甘蓝品种对NaCl溶液的耐受能力不同,品种ZS-2-1-3-3、G013-2-3的耐盐性能相对最佳;0.2% NaCl浓度处理对ZS-2-1-3-3根、0905-1-12-2-5幼苗生长有促进作用。
关键词:甘蓝;NaCl;发芽率;幼苗;根
中图分类号: S635.01 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2017)01-0114-03
盐土(solonchak)是指表土层含水溶性盐类较多、可溶性盐含量超过0.6%~2.0%的一类低产土壤,其常见的水溶性盐类有钠、钾、钙、镁的氯化物、硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐等。一般而言,以氯化物为主的盐土毒性相对较大,含盐量下限为0.6%;以硫酸盐为主的盐土毒性相对较小,含盐量下限为2.0%;氯化物-硫酸盐或硫酸盐-氯化物组成的混合盐土毒性居中,含盐量下限为1.0%。目前,在我国现存的大面积盐渍化土地中,钠盐是形成盐土的主要盐类[1]。
甘蓝(Brassica oleracea L.)为十字花科芸薹属1年生或2年生草本植物,是重要的蔬菜之一。除芥蓝原产中国外,甘蓝的各个变种都起源于地中海至北海沿岸,在4 000~4 500年前古罗马和古希腊人就有所栽培。甘蓝喜温、湿润及充足的光照,对土壤的选择不很严格,具有耐寒、抗病、适应性强、易贮耐运、产量高、品质好等特点。结球甘蓝(Brassica oleracea var. capitata)别称洋白菜、圆白菜、高丽菜、包菜、包心菜、莲花菜,为甘蓝变种,在我国各地普遍栽培,是中国东北、西北、华北等地区春、夏、秋季的主要蔬菜之一[2]。目前,国内外关于结球甘蓝的研究主要集中在栽培技术、成分分析和抗病虫害等方面,有关其在盐胁迫下的发芽率、幼苗生长、生理特性等报道相对较少[3-4]。有研究认为,高浓度盐胁迫对果树作物种子萌发有显著的抑制作用,低浓度盐可促进其种子的萌发[5];盐胁迫下,草地早熟禾种子的活力指数超过对照[6]。种子能否在盐胁迫下萌发成苗是植物在盐碱条件下生长发育的前提,研究盐胁迫下种子的萌发状况具有重要的现实意义。本试验以结球甘蓝为材料,研究不同浓度NaCl处理对结球甘蓝发芽率及幼苗生长的影响,以期为耐盐结球甘蓝品种的筛选提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选用9个结球甘蓝品种(表1)的种子,由江苏省农业科学院蔬菜研究所于2015年4月提供;将市购NaCl分别配制成浓度为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的溶液。
1.2 试验方法
试验于2015年5月6—15日进行。将9个品种的结球甘蓝种子用70%乙醇溶液处理10 s,4%次氯酸钠溶液处理20 min;无菌水冲洗5次,自然风干[7];将种子放在铺有6层滤纸、直径为7 cm的玻璃组培瓶中,每个组培瓶中摆放40粒甘蓝种子,重复3次;每个组培瓶中加入3 mL不同浓度的NaCl溶液(此时种子不浸在溶液中,倾斜容器时有少许溶液),盖紧瓶盖,置于28 ℃温室中正常光照(10 000 lx)下生长4 d;每天开盖记录1次发芽种子的个数,统计种子发芽率;选取长势较好的4个品种培养到9 d(苗长2~3 cm),取出,测量幼苗的苗长、根长等,计算相对抑制率,公式为:相对抑制率=(0% Nacl处理时的根长或苗长-其他NaCl浓度处理时的根长或苗长)/ 0% NaCl处理时的根长或苗长×100%。试验数据采用Excel软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对不同结球甘蓝种子发芽率的影响
由表2可见,随NaCl溶液浓度的增大,9个结球甘蓝的种子发芽率多呈逐渐降低的趋势;不同品种的种子对NaCl的耐受能力不同,1#、7#、9#种子的发芽率明显高于其他品种,说明这3个结球甘蓝种子对NaCl的耐受能力明显高于其他品种;NaCl浓度为1.0%时,3#、5#种子的发芽率分别仅为5.00%、7.00%,说明这2个结球甘蓝种子对NaCl的耐受能力相对较弱;NaCl浓度为0%时,6#种子的发芽率仅为18.00%,这可能是由于试验时种子处于休眠状态或者种子的活力相对比較弱。
对1#、7#、8#、9#这4种发芽率相对较高的品种作发芽率动态变化图,对其发芽率与NaCl浓度进行相关性分析。由图1可见,1#、7#、8#、9#种子的发芽率均在培养1 d时相对较低,在培养2 d时发芽率有大幅度的升高。由图2可见,NaCl浓度与4个结球甘蓝种子的发芽率有一定的负相关性;1#品种的负相关性相对较好(r2>0.9),7#、8#、9#这3个品种的r2处于0.75~0.80之间,负相关性相对较差。
2.2 盐胁迫对不同品种甘蓝幼苗生长的影响
由图3可见,NaCl浓度为0.2%时,7#品种幼苗的根长相对抑制率为-12.00%,8#品种幼苗的苗长相对抑制率为 -3.00%(表3),说明0.2% NaCl浓度处理可能对7#幼苗的根、8#苗的生长有促进作用;随NaCl浓度的增大,1#、7#、8#、9# 幼苗的根、苗长基本呈逐渐变小趋势,而不同结球甘蓝幼苗对NaCl的耐受能力不同。试验结果表明,1#幼苗的根长>苗长,7#、8#、9#幼苗的根长<苗长,且7#、8#、9#的根长、苗长均大于1#,这说明7#、8#、9#甘蓝幼苗对NaCl的耐受能力相对更强;随NaCl浓度的增大,1#、7#、8#、9#的根长变小情况比苗长更加明显,这可能是由于NaCl多积累在根部,NaCl对根的抑制作用强于苗。 3 结论与讨论
盐胁迫对植物生长发育最普遍、最显著的效应是抑制植物生长、降低植物的生物量[8-9]。土壤中盐分过多会造成植物的渗透胁迫,影响营养离子的平衡,导致植物生理过程发生改变,进而影响植物的新陈代谢,限制植物生长和发育[10-11]。本试验结果表明,随NaCl处理浓度的增大,9个结球甘蓝种子的发芽率逐渐降低, 其幼苗的根长、苗长逐渐变小;NaCl处理浓度与4个甘蓝品种的种子发芽率及幼苗根长、苗长有一定的负相关性;不同品种对NaCl的耐受能力不同,M0901-2-2-5(1#)、ZS-2-1-3-3(7#)、G013-2-3(9#)种子的发芽率和对NaCl的耐受能力明显高于其他品种。
在环境因素作用下,根冠比是经过植物体内许多基因变化过程和自我适应自我调节后最终表现出的综合指标[12]。NaCl浓度为0.2%时,品种ZS-2-1-3-3幼苗的根长相对抑制率为-12.00%,品种0905-1-12-2-5(8#)幼苗的苗长相对抑制率为-3.00%,说明0.2% NaCl浓度处理可能对ZS-2-1-3-3幼苗的根、0905-1-12-2-5苗的生长有促进作用;品种ZS-2-1-3-3、0905-1-12-2-5、G013-2-3幼苗的根长、苗长较M0901-2-2-5长,说明这3个结球甘蓝幼苗对NaCl有较强的耐受能力;随NaCl浓度的增大,ZS-2-1-3-3、0905-1-12-2-5、G013-2-3、M0901-2-2-5幼苗根长变小情况比苗长更加明显,即根冠比减小,说明盐对地下部分的抑制作用相对较大。
参考文献:
[1]夏尚光,张金池,梁淑英. NaCl胁迫3种榆树幼苗生理特性的影响[J]. 河北农业大学学报,2008(2):53-56.
[2]黄小云,陶 鹏,王五宏,等. 结球甘蓝立体叶片不定芽的再生研究[J]. 浙江农业科学,2014(1):34-38.
[3]Verma R,Maurya B R,Meena V S. Integrated effect of bio-organics with chemical fertilizer on growth,yield and quality of cabbage (Brassica oleracea var. capitata)[J]. Indian Journal of Agricultural Sciences,2014,84(8):914-919.
[4]Choi S H,Park S,Lim Y P,et al. Metabolite profiles of glucosinolates in cabbage varieties (Brassica oleracea var. capitata) by season,color,and tissue position[J]. Horticulture Environment and Biotechnology,2014,55(3):237-247.
[5]Balakrishnan K,Rajendran C,Kulandaivelu G. Differential responses of iron,magesium,and zinc deficiency on pigment composition,nutrient content,and photosynthetic activity in tropical fruit crops[J]. Photosynthetica,2000,38(3):477-479.
[6]Hormann H,Neubauer C,Schreiber U. On the relationship between chlorophyll fluorescence quenching and the quantum yield of electron trans port in isolated thylak oids[J]. Photosynthesis Research,1994,40(1):93-106.
[7]劉思言,关淑艳,姚 丹,等. 番茄种子消毒方法及愈伤组织诱导的初步研究[J]. 河南农业科学,2012,41(3):113-115.
[8]王宝山. 逆境植物生物学[M]. 北京:高等教育出版社,2010:209-215.
[9]谢英赞,何 平,王朝英,等. 外源Ca2 、SA、NO对盐胁迫下决明幼苗生理特性的影响[J]. 西南大学学报(自然科学版),2013,35(3):36-43.
[10]谭会娟,李新荣,赵 昕.红砂愈伤组织适应盐胁迫的渗透调节机制研究[J]. 中国沙漠,2011,31(5):1119-1123.
[11]张丽丽,张 战,赵一洲,等. NaCl胁迫对水稻苗期生长及离子吸收和转运的影响[J]. 北方水稻,2014,44(3):10-13.
[12]马红媛,梁正伟,孔祥军,等. 盐分、温度及其相互作用对羊草种子发芽率和幼苗生长的影响[J]. 生态学报,2008,28(10):4710-4717.王彩云,王 永,严显进,等. 黔西北优质蜜环菌菌株的初步筛选[J]. 江苏农业科学,2017,45(1):117-119.
关键词:甘蓝;NaCl;发芽率;幼苗;根
中图分类号: S635.01 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2017)01-0114-03
盐土(solonchak)是指表土层含水溶性盐类较多、可溶性盐含量超过0.6%~2.0%的一类低产土壤,其常见的水溶性盐类有钠、钾、钙、镁的氯化物、硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐等。一般而言,以氯化物为主的盐土毒性相对较大,含盐量下限为0.6%;以硫酸盐为主的盐土毒性相对较小,含盐量下限为2.0%;氯化物-硫酸盐或硫酸盐-氯化物组成的混合盐土毒性居中,含盐量下限为1.0%。目前,在我国现存的大面积盐渍化土地中,钠盐是形成盐土的主要盐类[1]。
甘蓝(Brassica oleracea L.)为十字花科芸薹属1年生或2年生草本植物,是重要的蔬菜之一。除芥蓝原产中国外,甘蓝的各个变种都起源于地中海至北海沿岸,在4 000~4 500年前古罗马和古希腊人就有所栽培。甘蓝喜温、湿润及充足的光照,对土壤的选择不很严格,具有耐寒、抗病、适应性强、易贮耐运、产量高、品质好等特点。结球甘蓝(Brassica oleracea var. capitata)别称洋白菜、圆白菜、高丽菜、包菜、包心菜、莲花菜,为甘蓝变种,在我国各地普遍栽培,是中国东北、西北、华北等地区春、夏、秋季的主要蔬菜之一[2]。目前,国内外关于结球甘蓝的研究主要集中在栽培技术、成分分析和抗病虫害等方面,有关其在盐胁迫下的发芽率、幼苗生长、生理特性等报道相对较少[3-4]。有研究认为,高浓度盐胁迫对果树作物种子萌发有显著的抑制作用,低浓度盐可促进其种子的萌发[5];盐胁迫下,草地早熟禾种子的活力指数超过对照[6]。种子能否在盐胁迫下萌发成苗是植物在盐碱条件下生长发育的前提,研究盐胁迫下种子的萌发状况具有重要的现实意义。本试验以结球甘蓝为材料,研究不同浓度NaCl处理对结球甘蓝发芽率及幼苗生长的影响,以期为耐盐结球甘蓝品种的筛选提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选用9个结球甘蓝品种(表1)的种子,由江苏省农业科学院蔬菜研究所于2015年4月提供;将市购NaCl分别配制成浓度为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的溶液。
1.2 试验方法
试验于2015年5月6—15日进行。将9个品种的结球甘蓝种子用70%乙醇溶液处理10 s,4%次氯酸钠溶液处理20 min;无菌水冲洗5次,自然风干[7];将种子放在铺有6层滤纸、直径为7 cm的玻璃组培瓶中,每个组培瓶中摆放40粒甘蓝种子,重复3次;每个组培瓶中加入3 mL不同浓度的NaCl溶液(此时种子不浸在溶液中,倾斜容器时有少许溶液),盖紧瓶盖,置于28 ℃温室中正常光照(10 000 lx)下生长4 d;每天开盖记录1次发芽种子的个数,统计种子发芽率;选取长势较好的4个品种培养到9 d(苗长2~3 cm),取出,测量幼苗的苗长、根长等,计算相对抑制率,公式为:相对抑制率=(0% Nacl处理时的根长或苗长-其他NaCl浓度处理时的根长或苗长)/ 0% NaCl处理时的根长或苗长×100%。试验数据采用Excel软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对不同结球甘蓝种子发芽率的影响
由表2可见,随NaCl溶液浓度的增大,9个结球甘蓝的种子发芽率多呈逐渐降低的趋势;不同品种的种子对NaCl的耐受能力不同,1#、7#、9#种子的发芽率明显高于其他品种,说明这3个结球甘蓝种子对NaCl的耐受能力明显高于其他品种;NaCl浓度为1.0%时,3#、5#种子的发芽率分别仅为5.00%、7.00%,说明这2个结球甘蓝种子对NaCl的耐受能力相对较弱;NaCl浓度为0%时,6#种子的发芽率仅为18.00%,这可能是由于试验时种子处于休眠状态或者种子的活力相对比較弱。
对1#、7#、8#、9#这4种发芽率相对较高的品种作发芽率动态变化图,对其发芽率与NaCl浓度进行相关性分析。由图1可见,1#、7#、8#、9#种子的发芽率均在培养1 d时相对较低,在培养2 d时发芽率有大幅度的升高。由图2可见,NaCl浓度与4个结球甘蓝种子的发芽率有一定的负相关性;1#品种的负相关性相对较好(r2>0.9),7#、8#、9#这3个品种的r2处于0.75~0.80之间,负相关性相对较差。
2.2 盐胁迫对不同品种甘蓝幼苗生长的影响
由图3可见,NaCl浓度为0.2%时,7#品种幼苗的根长相对抑制率为-12.00%,8#品种幼苗的苗长相对抑制率为 -3.00%(表3),说明0.2% NaCl浓度处理可能对7#幼苗的根、8#苗的生长有促进作用;随NaCl浓度的增大,1#、7#、8#、9# 幼苗的根、苗长基本呈逐渐变小趋势,而不同结球甘蓝幼苗对NaCl的耐受能力不同。试验结果表明,1#幼苗的根长>苗长,7#、8#、9#幼苗的根长<苗长,且7#、8#、9#的根长、苗长均大于1#,这说明7#、8#、9#甘蓝幼苗对NaCl的耐受能力相对更强;随NaCl浓度的增大,1#、7#、8#、9#的根长变小情况比苗长更加明显,这可能是由于NaCl多积累在根部,NaCl对根的抑制作用强于苗。 3 结论与讨论
盐胁迫对植物生长发育最普遍、最显著的效应是抑制植物生长、降低植物的生物量[8-9]。土壤中盐分过多会造成植物的渗透胁迫,影响营养离子的平衡,导致植物生理过程发生改变,进而影响植物的新陈代谢,限制植物生长和发育[10-11]。本试验结果表明,随NaCl处理浓度的增大,9个结球甘蓝种子的发芽率逐渐降低, 其幼苗的根长、苗长逐渐变小;NaCl处理浓度与4个甘蓝品种的种子发芽率及幼苗根长、苗长有一定的负相关性;不同品种对NaCl的耐受能力不同,M0901-2-2-5(1#)、ZS-2-1-3-3(7#)、G013-2-3(9#)种子的发芽率和对NaCl的耐受能力明显高于其他品种。
在环境因素作用下,根冠比是经过植物体内许多基因变化过程和自我适应自我调节后最终表现出的综合指标[12]。NaCl浓度为0.2%时,品种ZS-2-1-3-3幼苗的根长相对抑制率为-12.00%,品种0905-1-12-2-5(8#)幼苗的苗长相对抑制率为-3.00%,说明0.2% NaCl浓度处理可能对ZS-2-1-3-3幼苗的根、0905-1-12-2-5苗的生长有促进作用;品种ZS-2-1-3-3、0905-1-12-2-5、G013-2-3幼苗的根长、苗长较M0901-2-2-5长,说明这3个结球甘蓝幼苗对NaCl有较强的耐受能力;随NaCl浓度的增大,ZS-2-1-3-3、0905-1-12-2-5、G013-2-3、M0901-2-2-5幼苗根长变小情况比苗长更加明显,即根冠比减小,说明盐对地下部分的抑制作用相对较大。
参考文献:
[1]夏尚光,张金池,梁淑英. NaCl胁迫3种榆树幼苗生理特性的影响[J]. 河北农业大学学报,2008(2):53-56.
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[4]Choi S H,Park S,Lim Y P,et al. Metabolite profiles of glucosinolates in cabbage varieties (Brassica oleracea var. capitata) by season,color,and tissue position[J]. Horticulture Environment and Biotechnology,2014,55(3):237-247.
[5]Balakrishnan K,Rajendran C,Kulandaivelu G. Differential responses of iron,magesium,and zinc deficiency on pigment composition,nutrient content,and photosynthetic activity in tropical fruit crops[J]. Photosynthetica,2000,38(3):477-479.
[6]Hormann H,Neubauer C,Schreiber U. On the relationship between chlorophyll fluorescence quenching and the quantum yield of electron trans port in isolated thylak oids[J]. Photosynthesis Research,1994,40(1):93-106.
[7]劉思言,关淑艳,姚 丹,等. 番茄种子消毒方法及愈伤组织诱导的初步研究[J]. 河南农业科学,2012,41(3):113-115.
[8]王宝山. 逆境植物生物学[M]. 北京:高等教育出版社,2010:209-215.
[9]谢英赞,何 平,王朝英,等. 外源Ca2 、SA、NO对盐胁迫下决明幼苗生理特性的影响[J]. 西南大学学报(自然科学版),2013,35(3):36-43.
[10]谭会娟,李新荣,赵 昕.红砂愈伤组织适应盐胁迫的渗透调节机制研究[J]. 中国沙漠,2011,31(5):1119-1123.
[11]张丽丽,张 战,赵一洲,等. NaCl胁迫对水稻苗期生长及离子吸收和转运的影响[J]. 北方水稻,2014,44(3):10-13.
[12]马红媛,梁正伟,孔祥军,等. 盐分、温度及其相互作用对羊草种子发芽率和幼苗生长的影响[J]. 生态学报,2008,28(10):4710-4717.王彩云,王 永,严显进,等. 黔西北优质蜜环菌菌株的初步筛选[J]. 江苏农业科学,2017,45(1):117-119.