精品论文

盐胁迫对绿豆发芽率的影响

刘文英,刘建霞,张永芳

(山西大同大学 生命科学学院,山西 大同 037009)

摘  要土壤盐碱化致使种子发芽、幼苗生长等都受到不同程度的影响,尤其是对种子的发芽影响尤为严重。我国绿豆品种众多,不同地区的绿豆的播种期、花期、产量等各不相同。因此,研究盐胁迫下绿豆种子的发芽率并对其进行染色体数目分析则非常必要。本实验以河北省唐山当地的绿豆(Vigna radiata)种子为材料,研究了不同浓度NaCl、Na2CO3对绿豆种子发芽率的影响,并对绿豆的染色体数目进行了初步研究,结果显示:发芽率结果为,在低浓度Na2CO3胁迫下,绿豆种子发芽率受到较大影响,说明绿豆不耐碱性盐Na2CO3,而NaCl对绿豆种子发芽率影响较小,且低浓度的NaCl对种子发芽有促进作用,高浓度的NaCl对种子发芽才有一定的胁迫效应。

关键词绿豆;发芽率;盐胁迫

中图分类号:S522                 文献标识码:A

 

基金项目:山西省青年科技研究基金(项目编号:2010021026-2),山西大同大学博士科研资助项目[2010-B-14].

 

1 前言

绿豆(Vigna radiata)为豆科、蝶形花亚科豇豆属的一年生直立草本,主要分布在我国华北地区及黄河、淮河流域的平原地区,其中以河北、河南、山东、安徽等省栽培面积最广[1]。在不同盐类及盐浓度下研究绿豆发芽率,可对今后在不同土壤类型中进行绿豆的栽培和选育提供指导,同时对其进行染色体数目的研究,将有利于进一步研究其优良遗传性状及进行基因定位,为其优良基因转移、作物育种等提供依据。所以,开展绿豆种子发芽率及染色体数目确定研究无论在实际应用方面还是基础研究方面都具有重要意义。

1.1 绿豆简介

绿豆又称为青小豆,在我国已有两千多年的栽培历史,是一年生直立草本,种子供食用,亦可提取淀粉,制作豆沙、粉丝等,可制成芽菜供蔬食。入药,有清凉解毒、利尿明目之效[2]。全株是很好的夏季绿肥。

绿豆具有丰富的食用价值。绿豆中蛋白质的含量高达22%~26%,是小麦面粉的2.4倍,在绿豆蛋白质中,人体所需的8种必需氨基酸的含量是禾谷类的2.5~5.5倍。绿豆含有50%左右的淀粉,且纤维素含量较高,一般在2.5%~4.5%。绿豆含有丰富的矿物质、B族维生素等营养成分以及众多生物活性物质。绿豆具有多种药用功效。绿豆是我国重要的食用豆,在调整种植业结构和发展优质、高效农业中具有重要作用。随着人们膳食结构的调整和保健意识的增强,绿豆作为药食兼用的重要资源,在现代功能型食品开发中的地位迅速上升。

1.2 盐胁迫对绿豆种子萌发的影响

随着工业现代化,灌溉地和塑料大棚面积的不断扩大,土壤次生盐碱化程度日渐加重。作物耐盐性的提高、盐碱土的综合开发和生物治理是未来农业的重大问题,土壤盐碱化对农业的威胁是一个全球性的问题,全球10亿m2的盐碱土地大约占世界陆地总面积的将近7.6%。中国的盐碱地主要分布于西北、华北、东北和沿海地区,约2000 万m2,占了我国总耕地面积的10%左右。绿豆作为我国北方的重要粮食作物及经济作物,具有清热解毒、消暑的功效,并且营养价值也非常高。种子的萌发期往往是对盐胁迫的敏感期,不同种类的盐以及不同浓度的同种盐对于绿豆种子的发芽率都有一定程度的影响,而影响程度的大小有待进一步的研究。

2 材料与方法

2.1 材料

本试验所用种子均为2012年采自河北省唐山市玉田县农村普遍种植的绿豆种子,供试绿豆种子均成熟饱满,且为自然干燥后保存。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

2.2 方法

采用纸上发芽法[3]测定绿豆种子的发芽率。

从待实验的绿豆种子中挑选出籽粒饱满、大小均匀的绿豆种子,并将选出的绿豆种子用12%双氧水消毒3 min,然后用蒸馏水冲洗5遍待用。分别设置NaCl 、Na2CO3溶液的500 mg/L、1000 mg/L、2000 mg/L、3000 mg/L、4000 mg/L各5个浓度梯度处理,并设置蒸馏水作为浓度空白对照,试验为随机区组设计,共11个处理组合。将消毒后的绿豆种子分别浸泡在不同浓度的NaCl 、Na2CO3溶液中3 h。将用不同浓度的盐溶液和蒸馏水浸泡后的绿豆种子分别放在铺有滤纸的培养皿中,每个培养皿中100粒种子,每处理3次重复,置于20~25 ℃恒温培养箱中培养。每隔8 h对各个培养皿中的绿豆种子的发芽情况进行详细记录,以根长为种子长的1/2作为发芽标准,最后计算种子的发芽率。发芽率=(发芽种子数目/接种种子数目)×100%。

3 结果与分析

如图1所示,在正常情况与盐胁迫下的绿豆种子发芽状况明显不同,正常情况下绿豆种子发芽率高于盐胁迫下绿豆种子发芽率。

 

 

 

 

 

 

 

(a)正常的发芽种子         (b)盐胁迫下的发芽种子

图1 正常情况与盐胁迫下的绿豆种子发芽对比图

绿豆种子经过蒸馏水和不同浓度的 NaCl、Na2CO3浸泡处理后,其发芽率受到不同程度的影响,如图2、图3所示,且表1展现了不同盐溶液及不同浓度下绿豆种子发芽率。结果表明:溶液浓度低于1000 mg/L时,NaCl和Na2CO3对绿豆种子发芽率的影响较小;溶液浓度高于1000 mg/L时,对绿豆种子发芽有抑制作用,且随着溶液浓度的不断升高抑制作用逐渐增强。同时发现低浓度的NaCl对种子发芽有促进作用,高浓度的NaCl对种子发芽才有一定的胁迫效应。并且相同浓度下Na2CO3溶液对绿豆种子发芽的抑制作用明显强于NaCl溶液,说明绿豆不耐碱性盐Na2CO3

 

 

 

 

 

 

 

(a)蒸馏水浸泡         (b) 500 mg/L NaCl浸泡     (c)1000 mg/L NaCl浸泡

 

 

 

 

 

 

(d) 2000 mg/L NaCl浸泡    (e) 3000 mg/L NaCl浸泡    (f) 4000 mg/L NaCl 浸泡

图2 蒸馏水及不同浓度NaCl溶液浸泡后绿豆发芽图

 

 

 

 

 

 

 

 

(a)蒸馏水浸泡         (b) 500 mg/L Na2CO3浸泡    (c) 1000 mg/L Na2CO3浸泡

 

 

 

 

 

 

 

 

(d) 2000 mg/L Na2CO3浸泡   (e) 2000 mg/L Na2CO3浸泡    (f) 2000 mg/L Na2CO3浸泡

图3蒸馏水及不同浓度Na2CO3溶液浸泡后绿豆发芽图

 

表1 不同盐溶液及不同浓度下绿豆种子发芽率

  溶液 浓度
0 mg/L 500 mg/L 1000 mg/L 2000 mg/L 3000 mg/L 4000 mg/L
 NaCl 97% 98% 97% 90% 85% 80%
Na2CO3 97% 95% 92% 86% 78% 69%

 

4 讨论

实验过程中,有些种子产生了霉变,影响了种子的发芽率。这可能是实验前对种子消毒时间太短,消毒液浓度偏低或试剂选择不当造成的。由于绿豆种子本身带菌, 如果消毒不彻底,则在适宜的培养条件下,菌丝大量萌发,导致种子产生霉变,就会使种子发芽率降低。

实验中,采用了4 ℃的溶液和蒸馏水对绿豆种子进行了浸泡,浸泡时间为4 h,是否用常温下的溶液和蒸馏水对种子进行浸泡且延长浸泡时间更有利于种子的萌发,这还需进一步的研究和讨论。

参考文献

[1] 王文采,潘开玉,李振宇.中国植物志(第69卷)[M].北京:科学出版社,1990:125-158.

[2] 中国农业百科全书[M].北京:中国农业出版社,1998: 270.325.605.

[3] 王建波,方呈祥,鄢惠民等.遗传学实验教程[M].武汉:武汉大学出版社, 2004: 43-49.

 

作者简介:刘文英(1981-),女,山西大同人,博士,讲师,研究方向:植物基因克隆。

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本文已公开发表在《农业与技术》杂志2014年第05期