锌胁迫对蓝花鼠尾草种子萌发的影响

    王立凤 庞珊珊

    

    摘要：以蓝花鼠尾草种子为试验材料，研究浓度为0、20、40、60、80、100、120、140、160 mg/L的硫酸锌溶液处理对种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数以及幼苗生长的影响。结果表明，在锌溶液浓度为20～60 mg/L条件下，蓝花鼠尾草种子发芽率、发芽势、发芽指数均表现升高;种子活力指数在锌溶液浓度为20 mg/L时达到最大。在80 mg/L锌溶液浓度处理下平均苗高最高，而在140～160 mg/L锌溶液处理下种子发芽率、发芽势、发芽指数、根长与苗高均明显受到抑制，甚至发生死亡现象。

    关键词：锌胁迫;蓝花鼠尾草种子;种子萌发

    中图分类号：Q945.78? ? ?文献标志码：A? ? ? 文章编号：1001-1463（2021）08-0025-04

    doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.08.007

    Abstract：The effects of zinc sulfate solution at concentrations of 0， 20， 40， 60， 80， 100， 120， 140， and 160 mg/L on seed germination rate， germination potential， germination index， vigor index， and seedling growth were studied with Salvia farinacea seeds as experimental materials. The results showed that the seed germination rate， germination potential and germination index of S. farinacea increased under the cultivation of 20～60 mg/L zinc solution. Seed vigor index reached maximum at 20 mg/L. Under the treatment of 80 mg/L zinc solution concentration， the average seedling height was the highest. The seed germination rate， germination potential， germination index， root length and seedling height were significantly inhibited under 140～160 mg/L zinc solution， and even some seeds died.

    Key words：Zinc stress;Salvia farinacea seeds;Seed germination

    锌是土壤中常見的重金属之一，也是生物体生长中所必需的元素。土壤中的锌是植物体吸收锌的主要来源，适量浓度的锌对植物生长与发育有着促进作用，可以增强植物抗逆性、增加果实产量，还可以提高植物适应不良环境的特性[1 ]。锌含量过高不仅会严重污染土壤环境，减缓土壤有机质的分解，导致土壤微生物活性降低，引起植物代谢失衡[2 ]，还会使植物的光合速率受到影响，引起植物根系与叶片发育缓慢，植物幼嫩部分或者顶端发生失绿现象，叶片变黄或呈灰绿色，甚至会改变细胞膜的结构，导致细胞失活，引起植物更多生长发育上的障碍[3 ]。

    蓝花鼠尾草（Salvia farinacea）是一、二年生或多年生草本植物，花呈紫、青色，有时白色，具有强烈芳香。耐旱、适应性强、喜温暖环境、对土壤要求不高，花色艳丽、花朵繁茂且花期长，高矮适宜，观赏价值高，易于栽培，广泛应用于园林绿化中，有“神奇的花园拯救者”的美称[4 ]。学者对鼠尾草属植物的研究主要集中在化学成分、药理作用、温度和盐胁迫等方面，尚未见到锌胁迫对蓝花鼠尾草生长的相关报道。我们探讨了不同浓度锌溶液处理其种子的萌发和幼苗生长情况，现报道如下。

    1? ?材料与方法

    1.1? ?供试材料

    供试蓝花鼠尾草种子由牡丹江师范学院生命科学与技术学院实验室提供。

    1.2? ?试验方法

    选择干净的培养皿，垫上双层滤纸片。选取颗粒饱满、大小均匀的蓝花鼠尾草种子，在每个培养皿中摆放15粒，种子间隔排开。培养皿中加入浓度分别为0（CK）、20、40、60、80、100、120、140、160 mg/L的硫酸锌溶液，以浸没种子1/3为准。3次重复。将培养皿置于恒温培养箱中，温度维持（25±1） ℃，以12 h光照12 h黑暗为周期培养，每天同一时间观察。及时补充相应浓度的硫酸锌溶液，使种子能在浓度恒定的溶液中萌发。

    1.3? ?测定项目与方法

    每天记录种子萌发数目，处理后第10天测量苗高、根长，计算蓝花鼠尾草种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数。

    发芽率=（发芽的种子数/培养的总种子数）×100%

    发芽势=（萌发达到高峰期时的发芽种子数/培养的总种子数）×100%

    发芽指数（GI）=∑Gt/Dt

    式中，Gt为时间t的发芽数，Dt为相应的发芽天数[5 - 7 ]。

    活力指数（VI）=GI×S

    式中，S为蓝花鼠尾草幼苗高度[8 ]。

    2? ?结果与分析

    2.1? ?锌胁迫对蓝花鼠尾草种子发芽率和发芽势的影响

    由表1可知，当锌溶液浓度为20～60 mg/L时种子发芽率较高，其中20 mg/L锌溶液浓度处理下的发芽率达到最大值，比CK高17.2百分点。在80～120 mg/L锌溶液浓度处理下，种子发芽率和CK差异不明显。用140、160 mg/L浓度锌溶液培养时，蓝花鼠尾草种子发芽率低于CK，其中160 mg/L浓度培养下发芽率最低，比CK降低28.4百分点。

    由表1可知，当锌溶液浓度为20～120 mg/L时，蓝花鼠尾草种子发芽势均大于CK，其中在20 mg/L锌溶液浓度处理下，种子发芽势达到最大值，为80.0%，此时种子发芽速度和整齐度均最好。随着锌溶液浓度的不断增大，发芽势则呈现不断降低的趋势。用140、160 mg/L锌溶液浓度处理种子时发芽势低于CK。

    2.2? ?锌胁迫对蓝花鼠尾草种子发芽指数与活力指数的影响

    發芽指数是种子的活力指标，而种子的活力指数又可以对种子的发芽速度和整体情况做出反映，这是判断种子是否优质的重要指标。由表1可知，在低浓度的锌溶液培养下，种子发芽指数均高于CK，锌溶液浓度为20 mg/L时发芽指数达到最高;随着锌溶液浓度不断升高，发芽指数呈现下降趋势。锌溶液浓度为140～160 mg/L时，发芽指数均低于CK。

    活力指数在20～100 mg/L处理下均高于CK。当锌溶液浓度大于100 mg/L时，蓝花鼠尾草种子活力指数则显著降低，浓度达到160 mg/L时活力指数最低，仅为2.535（表1）。可见，低浓度的锌可以促进蓝花鼠尾草种子生长并提高种子活力。

    锌溶液浓度为120 mg/L时，种子发芽指数高于CK，而活力指数却比CK低。产生这种现象的原因是适量的锌离子浓度有助于植物体内生长素合成，促进植物生长，但锌浓度太高又会影响生长素合成，种子萌发阶段对锌离子有抗性，随着幼苗不断生长，种子不断浸泡在锌溶液中，通过根系不断吸收锌离子，体内堆积的锌含量也不断增加，从而使蓝花鼠尾草种子对锌离子的抗性逐渐减弱，进而导致幼苗生长受到阻碍。种子活力指数还受到苗高的影响，锌溶液浓度为120 mg/L时，即便种子发芽指数较高，但种子活力指数仍低于CK。

    2.3? ?锌胁迫对蓝花鼠尾草根长与苗高的影响

    随着锌溶液浓度地不断增加，蓝花鼠尾草根长和苗高呈现先增长后下降的趋势。浓度为20 mg/L时，根长达到最大值。苗高在锌溶液浓度为80 mg/L时达到最大，为1.133 cm。锌溶液浓度为160 mg/L时，苗高最矮，为0.125 cm。观察发现，锌溶液浓度为160 mg/L时，大多数幼苗在未达到测量标准时就已发生死亡现象。

    3? ?结论

    低浓度锌溶液对蓝花鼠尾草种子发芽率、发芽势、发芽指数以及活力指数有促进作用，而高浓度锌对其都有抑制作用。锌溶液浓度为20 mg/L时，发芽率、发芽势、发芽指数以及活力指数最好。不同浓度的锌对种子根、苗发育的影响也有不同作用，促进根生长的适宜锌溶液浓度为20 mg/L，而苗生长的最适宜锌溶液浓度为80 mg/L。在锌锌溶液浓度高于120 mg/L时，蓝花鼠尾草种子生长发育受到了明显的毒害。

    参考文献：

    [1] SINCLAIR S A，KR？魧MER U.? The zinc homeostasis network of land plants[J].? BBA-Molecular Cell Research，2012，1823（9）：1553-1567.

    [2] 龚红梅，李卫国.? 锌对植物的毒害及机理研究进展[J].? 安徽农业科学，2009，37（29）：14009-14015.

    [3] MICHAEL P I，KRISHNASWAMY M.? The effect of zinc stress combined with high irradiance stress membrane damage and antioxidative response in bean seedlings[J].? Environmental and Experimental Botany，2011，74：171-177.

    [4] 杨建玉，陈洪伟，刘克锋，等.? 北京地区常见蓝花鼠尾草属植物AFLP亲缘关系分析[J].? 安徽农业科学，2010，38（8）：3938-3940.

    [5] 陆嘉惠，吕? ?新，吴? ?玲，等.? 三种药用甘草种子对盐渍环境的萌发响应及其适宜生态种植区[J].? 草业学报，2013，22（2）：195-202.

    [6] 马学才，孙丽霞，方? ?彦，等.? NaCl胁迫对白菜型冬油菜种子萌发的影响[J].? 甘肃农业科技，2020（11）：30-36.

    [7] 杨晓平，陈修斌，李翊华，等.? 外源SA对盐胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响[J].? 甘肃农业科技，2019（1）：43-47.

    [8] 向明龙，易自力，郑? ?铖，等.? 环境因子和播种深度对南荻种子萌发及幼苗生长的影响[J].? 湖南农业大学学报（自然科学版），2018，44（1）：45-50.

    （本文责编：郑丹丹）