NaCl处理对不同品种小白菜种子萌发和根毛形态的影响

(上饶师范学院生命科学学院，江西 上饶 334001)

小白菜(Brassicacampestrisssp.chinensisL.)原产中国，是人们喜爱的大众化蔬菜，中国目前栽培广泛[1]。据世界教科文组织和粮农组织统计，全世界有10%的陆地面积为盐碱地[2]。我国有各类盐碱地面积总计9 913.3万hm2，并且近年来设施土壤次生盐渍化现象日益严重[3]。

不同小白菜品种抗盐性差异较大，发现和利用现有耐盐物种是改变盐碱土壤环境最便捷的手段[4]。植物在萌发及幼苗期耐盐性最差，其次是生殖期，而其它发育阶段对盐胁迫相对不敏感。因而，耐盐性的选择应在早期进行[5]。本试验选用耐盐性不同的5个小白菜品种，比较它们萌发期的抗盐性大小，以期为设施栽培和盐渍化土壤小白菜的栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小白菜品种为秦白二号、超三角、四倍体矮脚黄、长江五号和京冠。

1.2 试验方法

精选均匀一致的5个品种小白菜种子，浸种消毒后置于培养皿(直径为9 cm)，每皿100粒种子。每个品种设置0(对照)，100，150，200 mmol·L-1NaCl共4个处理，每个培养皿加入10 mL处理液(对照用去离子代替)，每处理重复3次，于人工气候箱(25 ℃)中发芽。每天用称重法补充所蒸发的水分，以保证NaCl浓度的恒定。

1.3 测定指标

发芽率：培养第2天，开始观察种子萌发情况，以后每隔6 h观察1次，5 d后统计发芽率。

发芽率(%)=(已发芽的种子数/供试种子总数)×100%。

胚芽长、胚根长和胚鲜重：胁迫处理10 d后，从每个培养皿取10株生长状态相对一致的幼苗，分别测定其芽长、根长和幼苗鲜重。

根系和根毛的形态参数测定：先用直尺测量主根长，然后用剪刀剪下根端约2 cm长的细根，置于NIKON 7500型显微镜下观察，用显微测微尺和Motic Images Plus 2.0软件测量根毛直径、根毛密度和根毛长度。每株苗测定5个视野，结果取平均数。

1.4 数据分析

用Excel软件和DPS软件进行数据处理和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 5个小白菜品种在NaCl处理下种子的萌发和胚生长情况

由表1可知，不同品种小白菜对盐胁迫反应差异较大。京冠发芽率、胚根长、胚芽长和胚鲜重均随盐处理浓度的增加而降低，100 mmol·L-1NaCl处理下胚芽长和胚根长受到显著抑制(p<0.05)，150 mmol·L-1NaCl处理下胚芽长和胚根长受到显著抑制(p<0.05)。其他4个品种胚根长、胚芽长和胚鲜重等3个指标均表现出如下趋势：在100 mmol·L-1NaCl处理下高于ck，以后随NaCl处理浓度的增加而减小，且均表现出胚根长显著超过了ck(p<0.01)。从整个生长期间的表现也可以看出，在所有指标中，各品种均表现出胚根长在不同浓度的NaCl处理间差异最大，与ck相比，100～150 mmol·L-1NaCl处理胚轴更粗壮、子叶更厚，但根很短。

表1 NaCl处理对不同品种小白菜种子萌发和胚生长的影响

品种名称NaCl浓度/(mmol·L-1)发芽率/%胚根长/cm胚芽长/cm胚鲜重/g京冠068.0aA1.08aA0.70aA0.040aA10058.0aA0.58bB0.63bA0.036aAB15056.0bA0.37cC0.53cB0.030bB2000.0cB0.00dD0.00dC0.000cC超三角084.0aA1.00bB0.68bB0.057aA10086.0aA2.00aA0.98aA0.073abAB15070.0bB0.80cB0.66bB0.064bcAB〛20050.0cC0.30dC0.52cB0.048cB秦白二号076.0bA1.92bB0.78bB0.065aAB10082.0aA2.54aA1.04aA0.078aA15066.0cB0.72cC0.64bB0.074bB20032.0dC0.38dD0.42cC0.053bC长江五号0100.0aA1.12bB0.86aA0.072bB100100.0aA1.78aA0.94aA0.100aA150100.0aA0.90cB0.66bB0.092aA20094.0bA0.54dC0.56bB0.062cB矮脚黄0100.0aA2.44bB0.96abA0.080bB100100.0aA2.98aA1.06aA0.107aA15098.0aA2.18bB0.92bAB0.085bB20096.0aA1.50cC0.78cB0.078bB

注：表中同列不同小写字母表示差异显著(p<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(p<0.01)。下同。

5种小白菜品种对NaCl胁迫反应差异较大。NaCl显著抑制秦白二号、超三角和长江五号3个品种胚根长的浓度均为150 mmol·L-1(p<0.05)，而显著抑制四倍体矮脚黄胚根长的浓度为200 mmol·L-1(p<0.05)；显著抑制秦白二号、超三角、四倍体矮脚黄和长江五号4个品种胚芽长的NaCl浓度均为200 mmol·L-1(p<0.05)，显著抑制京冠胚芽长的NaCl浓度均为100 mmol·L-1(p<0.05)；NaCl显著抑制秦白二号、超三角和长江五号3个品种胚鲜重的浓度均为200 mmol·L-1(p<0.05)，200 mmol·L-1NaCl胁迫下，仅四倍体矮脚黄胚鲜重与ck差异不显著。说明，不同品种对NaCl胁迫的敏感性不同，同一品种的不同发芽指标对NaCl胁迫的敏感性也不同。从本实验结果可以看出，四倍体矮脚黄对盐胁迫的抗性最强，'京冠'最弱，不同的发芽指标以胚根长对NaCl胁迫最敏感，胚芽长其次，发芽率最不敏感。

2.2 5个小白菜品种在不同NaCl处理下的根毛生长情况

表2根毛的生长指标与表1的发芽指标表现出相似趋势。除京冠所有盐处理均无根毛分化外，其他4个品种盐处理均有根毛分化，且均在100 mmol·L-1NaCl处理下根毛长度、根毛直径和根毛密度等超过了ck，其中根毛长度、根毛直径显著超过了ck(p<0.01)。四倍体矮脚黄在150 mmol·L-1NaCl处理下3个指标也均显著高于ck(p<0.01)。NaCl显著抑制京冠、超三角、秦白二号、长江五号和四倍体矮脚黄5品种3个根毛形态指标的浓度分别为100，150，150，150，200 mmol·L-1。

表2 NaCl处理对不同品种小白菜根毛生长的影响

品种NaCl浓度/(mmol·L-1)根毛长/mm根毛直径/μm根毛密度/根京冠00.021aA8.0aA4aA1000.000bB0.0bB0bB1500.000bB0.0bB0bB2000.000bB0.0bB0bB超三角00.363bB10.0bB10bAB1000.513aA17.0aA15aA1500.190cC13.0cC6cB2000.000dD0.0dD0dC秦白二号00.185bB17.3bB11aAB1000.400aA20.0aA12aA1500.078cC13.5cC10aAB2000.060cC10.5dD7bB长江五号00.575bB15.0bB11aAB1000.820aA20.0aA14aA1500.450cC12.0cC10bB2000.317dD10.0dD9bB四倍体矮脚黄00.400cC15.0cC20bB1000.800aA20.0aA25aA1500.598bB17.5bB23aA2000.300dD12.0dD12cC

注：根毛密度为每mm根长的根毛数。

3 小结与讨论

由各发芽指标分析可以得出以下结论： 1) 低浓度(≤100 mmol·L-1)NaCl对小白菜种子萌发和胚生长的影响不大，甚至对有些品种有一定促进作用，高浓度(≥150 mmol·L-1)NaCl胁迫对小白菜生长影响较大，150 mmol·L-1可作为筛选小白菜耐盐品种的浓度； 2) 各个指标中，受NaCl影响最大的是根长，其次是胚芽长，可能与盐胁迫下根系吸水受阻，细胞伸长生长受到抑制有关； 3) 四倍体矮脚黄在200 mmol·L-1NaCl胁迫下胚根长和胚芽长受到显著抑制，而对发芽率和胚鲜重没有显著影响，从耐受盐胁迫的浓度比较来看，四倍体矮脚黄抗盐性较强。

由各品种根毛生长指标分析得出如下结论： 1) 各品种ck的根系发达，根毛较为浓密、饱满，根系分支良好，低浓度(≤100 mmol·L-1)NaCl对小白菜根毛生长影响不大(除'京冠'受到显著抑制外，其他品种均为促进作用)，而高浓度(≥150 mmol·L-1)盐胁迫下胚根短，根尖变褐，侧根数量明显减少，根毛分化极少。 2) NaCl显著抑制京冠、超三角、秦白二号、长江五号和四倍体矮脚黄5品种3个根毛形态指标的浓度分别为100，150，150，150，200 mmol·L-1，也可以得出同样的结论，四倍体矮脚黄抗盐性最强，与发芽和胚生长指标一致。

低浓度的NaCl处理对小白菜种子萌发和胚生长具有一定的促进作用，而高浓度时会产生抑制作用。这与薛莉[5]和杨飞等[6]的研究结果一致。可能与低盐促进细胞渗透调节有关，也可能是微量的无机离子对呼吸酶有一定的激活作用；在高浓度胁迫下，由于溶液中盐分过多，水势降低，种子幼芽胚吸水困难，使植物细胞造成渗透胁迫，使种子萌发过程中生理缺水，因而抑制种子的萌发、胚根的生长和活力[5]。高浓度NaCl胁迫抑制小白菜根毛生长，这一研究结果与卢学琴等[7]在剑麻上的研究结果一致，高浓度NaCl胁迫抑制了根毛的分化是导致幼苗盐害的主要原因。

从各指标受盐胁迫伤害的程度看，根毛长度、根毛直径和胚根长受伤害最大，胚鲜重和发芽率受影响最小。推测，盐胁迫影响小白菜生长的主要原因在于对根系生长，尤其是根毛分化的抑制。而根毛区是根系吸收水分和无机盐的主要区域，所以提高作物抗盐性的关键在于保障盐胁迫下根毛的正常分化。