黑果枸杞成熟种子于2013年9月采自甘肃省张掖市荒漠盐碱地, 为多年生野生种。将种子洗净后, 自然风干, 随即开始试验。

1.2.1 种子萌发指标的测定 选择籽粒饱满、大小一致的种子, 用5%的NaClO消毒3 min, 蒸馏水冲洗6次。设定NaCl的浓度为0、25、50、100、150、200、300 mmol· L^-1共7个处理, 以NaCl浓度0为对照(CK), 添加的甜菜碱浓度为10 mmol· L^-1(表1)。依照国际种子检验规程, 发芽床采用滤纸法, 将吸胀后的种子置于垫有两层滤纸的培养皿中, 分别加入配制好的处理液, 每个培养皿中放50粒种子, 每个处理均设3次重复, 置于人工气候箱中, 设定温度为25 ℃, 光照时间为10 h, 光照强度为2 000 lx。每天观察统计萌发数, 第3天计算发芽势, 第13天计算发芽率、发芽指数、活力指数和相对盐害率。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 盐胁迫及外源甜菜碱对黑果枸杞种子及幼苗的试验处理 Table 1 Experiment treatments on seed and seedings of Lycium ruthenium under NaCl and exogenous glycinebetaine 处理 Treatment NaCl/ mmol· L-1 NaCl+甜菜碱 Betaine/mmol· L-1 CK 0 0+10 T1 25 25+10 T2 50 50+10 T3 100 100+10 T4 150 150+10 T5 200 200+10 T6 300 300+10

表1 盐胁迫及外源甜菜碱对黑果枸杞种子及幼苗的试验处理 Table 1 Experiment treatments on seed and seedings of Lycium ruthenium under NaCl and exogenous glycinebetaine

发芽势(Germination vigor, GV)=(3 d内发芽种子数/供试所有种子数)× 100%。

发芽率(Germination percentage, GP)=(13 d内发芽种子数/供试所有种子数)× 100%。

发芽指数(Germination index, GI)=∑ (G_t / D_t)。;

活力指数(Vigor index, VI)=S× G_i。

式中, G_t为t天的发芽数, D_t为发芽日数, S为平均根长, 根长使用游标卡尺进行测量。

相对盐害率=(对照发芽率-处理发芽率)/对照发芽率× 100%。

1.2.2 幼苗抗氧化酶活性的测定 选取长势良好的幼苗, 将幼苗从培养皿中取出, 根部用无菌蒸馏水冲洗干净, 移入装有蛭石的育苗钵(直径15 cm× 高5 cm)内, 用Hoagland培养液进行浇灌, 在幼苗二叶期时定苗, 每钵留生长一致的幼苗15株, 3个重复, 50 d后进行处理。每天每钵分早晚加5 mL处理液, 以蒸馏水为对照。处理7 d后测定保护酶的活性。过氧化物酶(POD)采用愈创木酚法测量^[13], 以每分钟吸光度的变化表示酶活力的大小, 即以每分钟A值减小0.01定义为1个酶活力单位(U); 超氧化物歧化酶(SOD)采用氮蓝四唑显色法(NBT)测定^[13], 以抑制NBT光化还原50%所需的酶量为1个酶活力单位(U), 然后再计算出酶活力。过氧化氢酶(CAT)采用紫外吸收法测定^[13], 以每分钟A值减小0.1定义为1个酶活力单位(U)。

采用SPSS 17.0对所测数据统计分析, 用平均值和标准误表示测定结果, 对数据进行单因素方差分析(P< 0.05), 并用Duncan法对各测定数据进行多重比较; 采用Excel 2010制图。

不同浓度的盐胁迫都对黑果枸杞的种子萌发产生了影响, 25 mmol· L^-1处理有一定的促进作用, 50~300 mmol· L^-1处理有抑制作用。在NaCl、NaCl+甜菜碱处理下(图1), T1的发芽势分别为55.11%、58.17%, 均显著高于CK(40.83%)(P< 0.05); T2与CK间无显著差异(P> 0.05)。T3~T6, 各处理的发芽率随处理浓度的增大而降低, 且显著低于CK(P< 0.05); 在T6处理中, 发芽势为0。NaCl+甜菜碱处理下, 各处理的发芽势与NaCl胁迫下相比没有明显的增大, 说明添加外源甜菜碱对种子发芽整齐度影响不大。

图1

Fig.1

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	图1 不同处理下黑果枸杞种子的发芽率Fig.1 Germination rate of Lycium ruthenium seeds under different treatments

在NaCl处理下(图2), 25 mmol· L^-1的发芽率(69.17%)高于CK(66.25%), 50 mmol· L^-1(63.33%)的低于CK, 但25、50 mmol· L^-1与CK间无显著差异(P> 0.05)。100~300 mmol· L^-1的发芽率均显著低于CK(P< 0.05), 且随浓度的增大而降低, 在300 mmol· L^-1时为0。在NaCl+甜菜碱处理下, 25 mmol· L^-1(70.51%)、50 mmol· L^-1(68.68%)的发芽率均高于CK(66.25%), 但与CK间无显著性差异(P> 0.05)。100~300 mmol· L^-1, 各处理的发芽率也随处理浓度的增大而降低, 且显著低于CK(P< 0.05)。NaCl+甜菜碱处理下, 50~300 mmol· L^-1的发芽率均比NaCl处理下的高, 且随着浓度的增大下降的趋势变缓。

图2

Fig.2

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	图2 不同处理下黑果枸杞种子的发芽势Fig.2 Germination vigor of Lycium ruthenium seeds under different treatments

在NaCl处理下(图3), T1的发芽指数与CK间差异不显著(P> 0.05); T2~T6的发芽指数均显著低于CK(P< 0.05), 且随浓度的增大而降低, 在T6时为0。在NaCl+甜菜碱处理下, T1的发芽指数(8.13)显著高于CK(7.63), T2~T6的发芽指数均显著低于CK。

图3

Fig.3

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	图3 不同处理下黑果枸杞种子的发芽指数Fig.3 Germination index of Lycium ruthenium seeds under different treatments

在NaCl、NaCl+甜菜碱处理下(图4), T1~T6的活力指数均低于CK, 并随浓度的增大而降低; 在NaCl处理下, 各处理与CK间存在显著性差异(P< 0.05)。但在NaCl+甜菜碱处理下, 各处理的活力指数与NaCl胁迫下相比均有不同程度的增大, 说明外源甜菜碱可缓解盐胁迫对种子萌发的影响。

图4

Fig.4

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	图4 不同处理下黑果枸杞种子的活力指数Fig.4 Vigor index of Lycium ruthenium seeds under different treatments

在NaCl+甜菜碱处理下, T2~T6的发芽率均比NaCl处理下的高, 但各处理的发芽势与NaCl胁迫下相比没有明显的增大, 说明添加外源甜菜碱对种子发芽整齐度影响不大; 发芽率, 发芽势、发芽指数和活力指数均有所增大(图1-4)。

在NaCl处理下(图5), T1的相对盐害指数最小, 为-4.4%, T6最大, 为100%; T1、T2与CK之间没有显著性差异(P> 0.05), T3~T6均显著高于CK(P< 0.05)。在NaCl+甜菜碱处理下, T1的相对盐害指数更小, 为-9.47, T6最大, 为100%; T1、T2与CK之间没有显著性差异(P> 0.05), T3~T6各处理均显著高于CK(P< 0.05)。在NaCl+甜菜碱处理下, 与NaCl相比, T1降低了115.23%, T2降低了84.77%, 但T6没有降低, 说明添加甜菜碱能缓解低浓度的盐胁迫伤害, 但对高浓度盐胁迫作用不明显。

图5

Fig.5

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	图5 不同处理下黑果枸杞种子的相对盐害率Fig.5 Relative salt damage rate of Lycium ruthenium seeds under different treatments

在NaCl处理下(图6), 幼苗中POD含量随浓度的增加而呈现出了先升高后降低的趋势, 在T3时最大, 为6.28 U· g^-1, 是CK的165%, T6时最小, 为1.99 U· g^-1; 在NaCl+甜菜碱处理下, 幼苗中POD活性均比NaCl处理下的有不同程度地增加, 但也随着处理浓度的增加而逐渐下降; T2~T6各处理均与CK间存在显著性差异(P< 0.05)。其中NaCl+甜菜碱处理下的T3最大, 为7.59 U· g^-1, 是NaCl处理下T3的121%; T4~T6, 在NaCl+甜菜碱处理下较NaCl处理, 幼苗中POD活性下降的幅度减小。

图6

Fig.6

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	图6 不同处理下黑果枸杞幼苗POD的活性Fig.6 POD activity of Lycium ruthenium seedling leaves under different treatments

在NaCl和NaCl+甜菜碱处理下(图7), 幼苗中SOD活性均随浓度的增加呈现先升高后降低的趋势, 在T3时最大, 分别为9.28、11.59 U· g^-1, 分别是CK的292%、364%。在NaCl处理下, T1~T6与CK间均存在显著性差异(P< 0.05), 而在NaCl+甜菜碱处理下, T2~T5与CK间均存在显著性差异; NaCl+甜菜碱处理相比于NaCl处理, 幼苗中SOD含量均出现了不同程度的增加, 且在T4-T6处理间, 随浓度增大而下降, 但下降的幅度较小。

图7

Fig.7

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	图7 不同处理下黑果枸杞幼苗SOD的活性Fig.7 SOD activity of Lycium ruthenium seedling leaves under different treatments

在NaCl和NaCl+甜菜碱处理下(图8), 幼苗中CAT活性均随处理浓度的增加呈现先升高后降低的趋势, 在T3时最大, 分别为6.28、8.59 U· g^-1, 分别是CK的224%、307%。在NaCl处理下, T1~T5与CK间均存在显著性差异(P< 0.05), 而在NaCl+甜菜碱处理下, T2~T5与CK间均存在显著性差异; NaCl+甜菜碱相比于NaCl处理, 幼苗中CAT含量均出现了不同程度的增加, 其中最大增加了36.78%; 在T4~T6处理时, CAT活性均随浓度增大而下降, 但NaCl+甜菜碱处理下的下降幅度较小。

图8

Fig.8

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	图8 不同处理下黑果枸杞幼苗CAT的活性Fig.8 CAT activity of Lycium ruthenium seedling leaves under different treatments