不同盐浓度对紫花野百合种子萌发特性的影响
马剑 刘霞 陶忠
【摘? ?要】 以紫花野百合的蒴果为试验材料，模拟中性盐胁迫和碱性盐胁迫，对紫花野百合种子在不同Na+浓度下萌发情况进行研究，测定萌发过程中的萌发率、萌发势、萌发指数，分析不同类型盐胁迫对种子萌发参数的影响。结果表明，中性盐胁迫下，Na+浓度为30、50mmol.L-1时，促进种子的提前萌发，种子萌发率、萌发势、萌发指数提高;碱性盐胁迫下，随着Na+浓度的升高，萌发率、萌发势、萌发指数均呈现显著下降趋势，当中性盐和碱性盐Na+浓度分别达到170、130mmol.L-1时，完全抑制种子的萌发。紫花野百合对中性盐的耐受水平比碱性盐高，盐胁迫下表现出增效、负效和完全抑制三个方面的萌发特性。
【关键词】 紫花野百合;中性盐胁迫;碱性盐胁迫;种子萌发
[Abstract] The capsule of Crotalaria sessiliflora L. was used as the experimental material， The germination rate， germination potential and germination index of Crotalaria sessiliflora L. seeds under different Na+ concentrations were studied by simulating neutral salt stress and alkaline salt stress， and the effects of different types of salt stress on seed germination parameters were ana-lyzed.Study results，Under the condition of neutral salt， the concentration of Na+ was 30、50 mmol.L-1， which promoted the early germination of the seeds， the seed germination rate， the germination potential and the germination index;Under alkaline salt stress， the germination rate， germination potential and germination index decreased significantly with the increase of Na+ concentration;When the concentration of neutral salt and alkaline salt Na+ reached 170、130 mmol.L-1， the germination of seeds was completely inhibited.The tolerance level of Crotalaria sessiliflora L. seeds to neutral salt was higher than that of alkaline salt. Under salt stress， the seed showed three germination characteristics： synergistic effect， negative effect and complete inhibition.
[Keywords] crotalaria sessiliflora L.;neutral salt stress;basic salt stress;seed germination
豆科植物历经了漫长的研究过程。一部分研究主要从可食用角度进行;另一部分研究是因为豆科植物观赏价值高、固氮能力强，部分还兼有药用价值。紫花野百合已经记载于《中药大辞典》中，有较高的药用价值。我国的22种野生猪屎豆属植物皆有药用作用，紫花野百合有清热解毒、消积止痛、除淤止血的作用，还可以用于抗肿瘤[1]。
紫花野百合（Crotalaria seeiliflora Linn）是豆科碟形花亚科猪屎豆属圆柱果系的乡土植物，生于荒山路旁，蓝色、蓝紫色花，通常在林中、林缘结合设置溪流、水池，给人舒适恬静之感 [2]。紫花野百合是冬季罕见且花色雅致、果实丰硕、叶子繁茂的植物，可以补偿冬天花少、园林色彩单调等不足，含野百合碱，能清热解毒，有抗癌作用，有固氮作用，进行复合种植，还可以保持水土、清新空气、肥土护土、改善环境，有耐旱耐瘠薄、耐修剪的作用，具有较高的观赏和运用价值，作为地被植物或是低矮绿篱，并定期进行修剪必能形成很好的景观效果[3]。国内外都有对紫花野百合進行过分子水平的研究，曾军英等人利用柱色谱技术分离纯化、核磁共振及质朴鉴定化合物结构的方法，从紫花野百合中提取出11种黄酮类化合物。
土壤盐分是影响植物生长和生产最重要的因素之一，适当浓度的盐分可以促进植物的萌发和生长，而高浓度盐分会造成植物的萎蔫、腐烂，从而导致植物减产甚至死亡。不同的植物对盐胁迫的耐受水平不同。盐分贯穿了植物生长发育的全过程，包括萌发、出苗、生长、开花、结果和凋零，然而种子的萌发是植物生长的前提，盐胁迫对种子的萌发便成为种子萌发出苗成功长出植株的关键。
有学者对不同豆科植物进行复合盐胁迫处理，并分析出其耐受能力强弱。
1? 材料与方法
1.1? 材料来源
试验材料为紫花野百合蒴果内种子，采集海拔在1281～1353m之间的荒地路旁及林地边缘，采集已成熟但未开裂的紫花野百合荚果，放置种子袋中阴干至自然裂开，取出种子，去除杂质，选择均一饱满的种子备用。紫花野百合的鉴定是通过植物的样地采摘，根据《中国植物志》进行株高、生境、营养器官等形态特征观察鉴定得出，并发往西双版纳中国科学院标本馆确认。
1.2? 胁迫处理
NaCl、Na2SO4和NaHCO3、Na2CO3以摩尔质量1：1混合模拟中性盐胁迫（A）和碱性盐胁迫（B），Na+浓度设10个水平，对照组（Na+浓度mmol.L-1）pH值为（7.00-7.19）之间，中性盐胁迫（Na+浓度mmol.L-1）的pH值在（7.11～7.36）之间，碱性盐胁迫（Na+浓度mmol.L-1）的pH值在（10.28～10.50）之间。紫花野百合种子采种样地土壤pH值在（5.03～5.27）之间。
1.3? 方法
选择均一饱满的种子，放入广口瓶中盛蒸馏水浸泡12h。培养皿中放200g高压灭菌后的石英砂，每皿放50粒种子于石英砂表面，分别用以上中性盐和碱性盐各9组胁迫处理液50ml处理使石英砂浸湿，蒸馏水作为对照，共19组处理，每组重复3次，将种子置于25℃的隔水式恒温箱中避光催芽。从培养第一天开始每天进行萌发种子数据统计，培养10d，在发芽期间，保持发芽床湿润。培养皿上标注置床日期、编号、品种名称和重复次数。
1.4? 数据统计
利用SPSS16.0进行回归方程求解，One-Way ANO-VA显著性分析。每个数据均是三次重复的平均值，数据以（平均值）（Mean）表示，0.01 2? ?结果分析 2.1? 紫花野百合生境对种子萌发的影响 紫花野百合生于荒地路旁、竹林和山谷草地、林下、林边等一些荒野地带，土壤pH值在4.25～5.27之间。两地采集的种子，其中一地的荚果大且种子数量多，植株长势较好，可见土壤的pH值对紫花野百合生长影响显著;紫花野百合种子的千粒重、硬实率也有差异。 2.2? 不同盐浓度对紫花野百合萌发过程中生长参数的影响 2.2.1盐胁迫对种子开始萌发和半数萌发的影响? ?见（图1，2），随着盐、碱胁迫浓度的增加，种子开始萌发（种子萌发率>0.00%）时间有的出现提前状态，而大部分推迟。在中性盐Na+浓度为30、50 mmol.L-1时，紫花野百合开始萌发时间比对照组提前1d;中性盐Na+浓度为70、100、130、150mmol.L-1和碱性盐Na+浓度为30mmol.L-1时，种子开始萌发时间与对照组相同，培养3d后开始萌发，不受盐、碱浓度变化影响;其余碱性盐胁迫下，紫花野百合种子开始萌发时间出现延迟，碱性盐Na+浓度为50、70mmol.L-1时，培养4d后开始萌发，碱性盐Na+浓度为100mmol.L-1时，种子开始萌发时间更晚，有的培养5d后开始萌发，有的培养6d后开始萌发。且不同浓度盐、碱下，种子开始萌发时间的差异达到显著水平（p<0.01）。由此可见较低Na+浓度的中性盐有利于紫花野百合种子的较快萌发，随着中性盐Na+浓度的增加，紫花野百合开始萌发时间不受影响，而碱性盐胁迫下，随着Na+浓度的升高，种子开始萌发时间逐渐推迟。 不同类型的盐胁迫下培养10d后，紫花野百合的种子萌发数均没有达到半数（种子萌发率=50.00%），发芽数最多是中性盐Na+浓度为50 mmol.L-1时（22），占供试种数的44%，碱性盐胁迫下，发芽数最高为Na+浓度为30 mmol.L-1时（16），占供试种数的31.33%。 2.2.2萌发率? 不同类型盐胁迫下，紫花野百合种子萌发率呈现显著差异（见图1，2）。中性盐胁迫下（见图1），Na+浓度为30、50 mmol.L-1时表现为萌发率高于对照组及其他各发芽胁迫处理组，培养10d萌发率分别高了3.33%、8.00%、12.00%、16.67%、20.00%、6.00%和10.67%、14.67%、20.00%、22.67%;在Na+浓度为70～150 mmol.L-1时，紫花野百合萌发率有显著变化，随着Na+浓度的升高，逐渐降低，分别比对照组降低了4.67%、8.67%、13.33%和16.67%;当Na+浓度达到170 mmol.L-1时，紫花野百合种子完全不萌发，萌发率比Na+浓度为150 mmol.L-1时降低了21.33%，下降速度极快;当Na+浓度为200、250mmol.L-1时，同Na+浓度为170 mmol.L-1时，完全抑制种子的萌发。不同中性盐浓度处理组之间，随着胁迫强度的增大，萌发率呈曲线变化，其回归方程为（y=4.881x-3.911，R2=0.925）。 两种类型盐胁迫下（见图1，2），各胁迫处理组均呈现一致的变化趋势，随着发芽日期的增加种子萌发率逐渐增大，萌发在7d后趋于平缓;碱性盐胁迫下（见图2），随着Na+浓度的升高，紫花野百合种子萌发率逐渐下降，在Na+浓度为30、50、70、100mmol.L-1时，种子萌发率分别比对照组降低了6.67%、16.67%、25.33%和34.00%，且下降趋势比中性盐胁迫下大，随着萌发率的降低，中性盐胁迫下，萌发率分别降低了为2.67%、3.33%、4.67%、4.00%、4.66%和3.34% ，碱性盐胁迫下，萌发率分别降低了6.67%、10%、8.66%和8.67%。碱性盐胁迫下，不同浓度处理组之间，随着胁迫强度的增大，萌发率呈曲线变化，其回归方程为（y=4.881x-3.91，R2=0.925）。 两种盐胁迫下，紫花野百合种子对中性盐的耐受水平比碱性盐的高。中性盐胁迫下，Na+浓度达到150mmol.L-1时，种子依然萌发，但碱性盐胁迫下，Na+浓度到100 mmol.L-1时，便不再萌发。可见低Na+浓度（30、50 mmol.L-1）的中性鹽胁迫能够促进种子萌发，极高Na+浓度（中性盐170～250 mmol.L-1和碱性盐130～250 mmol.L-1）的中性盐和碱性盐胁迫显著抑制了紫花野百合种子萌发。 2.2.3萌发势? 中性盐胁迫下，Na+浓度为30、50 mmol.L-1时表现为萌发势高于对照组及其他各发芽胁迫处理组，培养7d后紫花野百合萌发势分别高了4.67%、8.67%、14.00%、16.67%、20.00%和5.33%、9.33%、14.67%、17.33%、20.67%;在Na+浓度为70～150 mmol.L-1时，紫花野百合萌发势有显著变化，随着Na+浓度的升高，不同的胁迫浓度试验组之间，萌发势逐渐降低，分别比对照组降低了4.00%、9.33%、12.00%和15.33%;在Na+浓度为170～250 mmol.L-1之间时，由于紫花野百合种子没有萌发，萌发势均为0.00%。 碱性盐胁迫下，不同的胁迫处理浓度试验组之间，随Na+浓度的升高，紫花野百合种子萌发势均呈现下降趋势，在Na+浓度为30-100 mmol.L-1之间，萌发势比对照降低了5.33%、16.67%、22.67%和32.00%，且下降趋势比中性盐胁迫下大，随着萌发势的降低，中性盐胁迫下，紫花野百合种子的萌发势分别降低了0.67%、4.67%、4.00%、5.33%、2.67%和3.33%，碱性盐胁迫下，其萌发势分别降低了5.33%、16.67%、22.67%和32.00%。同一胁迫浓度下，碱性盐胁迫分别比相同浓度中性盐胁迫下降低了10.00%、22.00%、18.67%、22.67%、24.00%和20.67%。 2.2.4萌发指数? 中性盐和碱性盐胁迫下，紫花野百合种子萌发指数在不同处理组之间有显著差异（见图4）。中性盐胁迫下，不同的胁迫浓度试验组之间，随Na+浓度的升高，萌发指数显示出不同程度的变化，其回归方程为（y=-0.102x+23.196，R2=0.824），当Na+浓度为30、50 mmol.L-1时，表现为萌发指数高于对照组及其他各发芽胁迫处理组，萌发指数分别高了4.13 %、6.10% 、8.04 %、10.06% 、11.75%和6.71% 、8.68% 、10.62% 、12.65% 、14.33%;在Na+浓度为70～150 mmol.L-1时，紫花野百合萌发指数有显著变化，随着Na+浓度的升高，逐渐降低，分别比对照组降低了1.96 %、3.90 %、5.93 %和7.61%。 碱性盐胁迫下，不同的胁迫浓度试验组之间，随Na+浓度的升高，萌发指数显示出显著下降趋势，其回归方程为（y=-0.072x+13.06，R2=0.73），在Na+浓度为30～100 mmol.L-1之间，萌发指数比对照降低了2.67 %、9.15 %、11.92 %和16.28%，且下降趋势比中性盐胁迫下大，随着萌发指数的降低，中性盐胁迫下，紫花野百合种子的萌发指数分别降低了2.58 %、4.13 %、1.96 %、1.94 %和2.03%，碱性盐胁迫下，其萌发指数分别降低了2.67 %、6.48 %、2.77 %和4.37%。同一胁迫浓度下，碱性盐胁迫分别比相同浓度中性盐胁迫下降低了6.80 %、15.86 %、9.95 %、12.38 %、11.61 %和9.93%。 3? 结论 本文研究了不同类型盐浓度对紫花野百合种子萌发特性的影响，试验表明，盐胁迫对紫花野百合种子萌发影响主要分为三个方面，即促进、抑制或完全抑制。低浓度的中性盐胁迫（Na+浓度为30、50mmol.L-1）可以使紫花野百合种子提前萌发，且提高种子萌发率、萌发势和萌发指数;高浓度盐胁迫完全抑制种子的萌发;一定浓度的中性盐和碱性盐对种子萌发起抑制作用，碱性盐对紫花野百合种子萌发影响更为显著。紫花野百合种子对盐胁迫有一定的耐受能力，且对中性盐的耐受水平更高，在Na+浓度为150mmol.L-1时，还能继续萌发，不过推迟了萌发时间，当Na+浓度为170mmol.L-1时，完全抑制种子萌发，碱性盐的耐受水平较低，在Na+浓度达到130mmol.L-1时，完全抑制种子萌发。 4? ?讨论 从紫花野百合萌发率数据中得出（见图1， 2），紫花野百合在盐胁迫下，萌发率很低，中性盐胁迫下，萌发率最高位44.00%，碱性盐胁迫下最高为31.33%，在暗处理不受盐分影响情况下，萌发率为38%。 从紫花野百合种子硬实率、千粒重的相关数据推断，紫花野百合种子萌发率低与种子硬实率低试验采用的紫花野百合种子采种海拔均在1281～1353m之间，两地植株长势和种子大小、质量有较大差异，其中一地植株相对高而且分枝多、荚果大、种子粒数多。这可能导致试验中，影响种子的萌发率，有学者进行了种子大小对种子萌发的影响，发现种子千粒重大的，其萌发能力强。采种时发现，荚果中有部分种子受到雨水、暴晒等因素影响已坏死，选用种子进行试验时，处于荚果中间的饱满种子也许能提高紫花野百合的种子萌发率;由于猪屎豆属种子多硬实率较高，在种子萌发试验前进行种子预处理，（如75℃温水浸泡24h、砂纸摩擦种皮5-7min、浓H2SO4浸泡等），可以提高种子萌发率。 本文探索了中性盐和碱性盐不同盐浓度对紫花野百合萌发特性的影响，得出了紫花野百合胁迫的盐浓度范围，但是试验中还存在着很多待完善之处： 供试种子挑选时，通过种子饱满度、颜色、大小和种子浸泡12h后选出植入发芽床，建议在种子的选择时，增强种子的选种方法，提高种子的萌发率，减少种子对盐碱萌发参数的影响;本次试验胁迫处理设置中性盐（NaCl、Na2SO3）和碱性盐（NaHCO3、Na2CO3）以摩尔质量1：1混合，Na+浓度设10个水平，紫花野百合中性盐抑制萌发浓度在150～170 mmol.L-1之间，碱性盐在100～130 mmol.L-1之间，中性盐胁迫促进萌发最大值在50～70 mmol.L-1之间，建议类似的盐碱试验可以减小浓度间差值，查找最适宜浓度和临界浓度，过高浓度可以不设置;试验时采用石英砂作为栽培基质，在15cm的培养皿中放入200g石英砂，每皿放入50粒种子，加入50ml处理液，10个处理水平，重复3次，建议以后研究可以在石英砂上加两张滤纸、直接用两张滤纸或其他处理，以增加盐溶液与种子充分接触，重复次数增多，每皿中种子数增加，以降低误差。 参考文献： [1] 韩丙军，林靖凌，张 月，李建国.超声提取和气相色谱-质谱联用测定猪屎豆种子中野百合碱含量[J].广东农业科学2014，41（08）：131-133. [2] 兰思仁.福建省野生观赏植物资源调查与观花植物的观赏特性评价[J].中国园林，2014，26（12）：63-67. [3] 楊宇娴，林正眉，李莹莹.猪屎豆Crotalaria pallida的生物学特性及园林应用研究[J].广东园林，2018，40（01）：74-77.
