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混合鹽堿脅迫下外源茉莉酸甲酯對黑果枸杞種子萌發特性的影響

2022-03-10 10:37巫利梅聶必林如馬南木尼合買提王狄寧呂海英
草原與草坪 2022年6期
關鍵詞:黑果鹽堿外源

巫利梅,聶必林,如馬南木·尼合買提,王狄寧,呂海英*

(1.新疆師范大學 生命科學學院,新疆 烏魯木齊 830054;2.干旱區植物逆境生物學實驗室,新疆 烏魯木齊 830054;3.新疆特殊環境物種保護與調控生物學實驗室,新疆 烏魯木齊 830054)

土壤鹽堿化是當今農牧業區域發展的非生物逆境因子之一[1],嚴重制約著中國甚至全球農牧業的發展。據聯合國教科文組織(UNESCO)和糧農組織(FAO)不完全統計,截至目前,全球鹽漬土壤面積達9.54億hm2,我國約有9 913萬hm2土壤存在不同程度的鹽漬化,且呈現不斷擴張趨勢[2]。如何有效治理和高效利用鹽堿地逐漸成為近年來學者們研究的重點和熱點課題。耐鹽植物的培養及選育是提高鹽堿土壤利用率最直接有效的措施[3-4],不僅可以對鹽堿地起到改良修復作用,還能產生較好的生態和經濟效益[5]。近年來,生長在鹽堿荒漠上的耐鹽植物——黑果枸杞(Lycium ruthenicum)備受人們關注[6],正逐漸用于鹽堿荒漠化治理和小漿果產業發展。

黑果枸杞系茄科(Solanceae)枸杞屬(Lycium)多刺落葉小灌木植物[7],是一種集生態價值和藥用價值于一體的優良資源植物[8]。其生態學價值體現于植株獨特的形態結構,葉片高度肉質化,角質膜增厚,根系屬于根蘗型,主根發達,根毛濃密[9],這些特征使得黑果枸杞對鹽堿、干旱、土壤貧瘠等逆境環境具有很強的耐受性,可作為荒漠干旱地區鹽堿地土壤治理、防風固沙、保持水土的優選樹種[10];其藥用價值體現于果實富含花色苷、枸杞多糖、類黃酮等多種生物活性物質[11],具有抗氧化[12]、延緩衰老[13]、降血糖血脂[14]等多種生理功能,有植物“軟黃金”的美譽[15]。但是,由于人類對其果實掠奪式采摘及原生環境的破壞,黑果枸杞野生群居數量和規模不斷減小,果實產量及荒漠化治理能力遠不能滿足人類需求。同時,經野外調查發現,黑果枸杞雖結實量大,但實生幼苗極少,可能是種子自身特性和鹽堿、干旱等逆境因子限制了種子萌發。

種子萌發是種胚從生命活動相對靜止恢復到生理活躍狀態的生長發育過程,也是植物生活史中對環境刺激最為敏感的階段[16-17]。種子萌發受到外部環境因子和內部生理調控雙重影響,影響種子萌發的外部環境因子很多,如光照、水分、溫度及土壤鹽堿度等[18-20],其中土壤鹽堿度是種子萌發最重要的生態限制因子之一,它通過滲透、離子效應及pH毒害等方式影響種子萌發[21-23];種子萌發的內部調控主要是激素調控,如生長素(IAA)[24]、赤霉素(GA)[25]、脫落酸(ABA)[26]、乙烯(ETH)[27]等,近年來研究發現,茉莉酸類[28]激素在種子萌發和植物逆境脅迫調控方面也具有重要作用。茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)是一類典型的茉莉酸衍生物,化學名為反-3-氧代-2-(順-2-戊烯基)-環戊乙酸甲酯,常溫常壓下為淡黃色液體,難溶于水,易溶于有機溶劑,極易揮發,是一類與損傷相關的植物激素和信號分子[29]。有研究發現,MeJA可傳導逆境信號,誘導植物防御基因表達,以減輕鹽堿、干旱及病原體等逆境脅迫對種子萌發和植物生長過程造成的傷害[30-32]。也有研究認為,MeJA對植物生長發育的調控作用與脫落酸類似,具有抑制種子萌發、胚胎發生、花芽形成等作用[33-34]。那么,MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發是具有傷害緩解效應,還是抑制其萌發有待進一步研究?;谝陨戏治?,本試驗以黑果枸杞種子為材料,探究外源MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發特性的影響,為進一步深入研究黑果枸杞耐鹽堿機制提供基礎數據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

黑果枸杞種子采集自新疆庫爾勒市哈拉玉宮鄉黑果枸杞人工種植基地。地理位置為N 41°25'22″,E 86°01'39″,海拔892 m。種子采集后人工去除果肉,漂洗干凈并自然風干,保存于5 ℃冰箱中。

MeJA于2020年10月購買于北京索萊寶科技股份有限公司,密度1.03 g/mL (25 ℃),純度≥95%。取適量MeJA于燒杯中,先用少量95%乙醇溶解,再用蒸餾水配成濃度為1 mmol/L的MeJA溶液為母液。取適量母液,稀釋成濃度為10 μmol/L(MJ-10)、20 μmol/L(MJ-20)、40 μmol/L(MJ-40)、80 μmol/L (MJ-80)的試驗處理液各100 mL,以等量蒸餾水為對 照,記 為MJ-0。其 他 試 劑(NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3)均為分析純級別。

1.2 試驗設計

試驗共涉及到鹽堿組成、鹽堿濃度和茉莉酸甲酯濃度3個因素。其中,鹽堿組成因素包括3個水平,即將中性鹽NaCl、Na2SO4和堿性鹽NaHCO3、Na2CO3按不同配比混合,以堿性鹽占比例遞增方式配置成中性混合鹽(L=10∶10∶0∶0)、中度堿性混合鹽(M =1∶9∶9∶1)、重度堿性混合鹽(H=9∶1∶1∶9)。鹽堿濃度因素在預試驗和前人基礎上[35],每組按Na+濃度由低到高設定50、100、200 mmol/L共3個鹽堿濃度梯度;茉莉酸甲酯濃度設置0、10、20、40、80 μmol/L共5個梯度,分別記為MJ-0、MJ-10、MJ-20、MJ-40、MJ-80。鹽堿組成和鹽堿濃度兩因素共模擬出9個鹽堿度及濃度不相同的鹽堿組合方式,各鹽堿組合的鹽分組成及pH值詳見表1,表中pH值利用PHS-3C型精密酸度計測定。鹽堿組成、鹽堿濃度和茉莉酸甲酯濃度3因素共計45個處理,標記方式如表2。

表1 混合鹽堿組成及pHTable 1 The composition and pH of compound salt-alkali

表2 MeJA和鹽堿脅迫組合處理及標記方式Table 2 Combinations treatment of MT and saline-alkali stress and labeling methods

萌發試驗參照《林木種子檢驗規程》(GB2772-1999),按紙床發芽法,挑選適量大小均一且飽滿的黑果枸杞種子,于40 ℃的恒溫水浴鍋中催芽24 h,將催芽后的種子再次挑選后整齊擺入直徑120 mm、墊有3層濾紙的培養皿中,每皿50粒,分別施加10 mL處理溶液,蓋上皿蓋,每個處理設3次重復。將所有培養皿

按隨機區域方式置于RXZ智能型人工氣候箱,設置晝夜周期16 h/8 h,晝夜溫度25 ℃/15 ℃,晝夜相對濕度75%/85%,晝夜相對光照強度100%/0。萌發過程中,每5 d更換1次對應的組合處理溶液,期間利用稱重法每1 d補充一次蒸餾水,以保證處理溶液的濃度穩定。從培養第2天開始,每24 h觀察統計種子的萌發狀況,萌發以肉眼看到白色幼根為標準。所有處理連續7 d無新增萌發時結束試驗。

1.3 指標測定

1.3.1幼苗生長指標試驗結束時,從每個培養皿中隨機選取5株發芽幼苗,不足5株的全部選擇,蒸餾水清洗干凈并吸干表面水分,先用體視顯微鏡(Nikon SMZ1270)對幼苗進行觀察拍攝,并使用測量功能測出 幼 苗 根 長(length of root,LR)和 莖 長(length of stem,LS),然后用電子天平(METTLER TOLEDOAL204)稱得幼苗鮮重。

1.3.2萌發指標計算發芽率(germination percentage,GP)、發芽勢(germination rate,GR)、發芽指數(germination index,GI)、活力指數(vigor index,VI)、異 狀 發 芽 率(heteromorphic germination percentage,HGP)、日相對萌發率(daily germination percentage,DGP),各指標計算公式如下[35]:

式中:n為萌發結束時發芽種子總數,N為試驗種子總數,Gt為第t日發芽種子數,Dt為Gt的對應發芽天數,S為幼苗鮮重(mg),Wt為第t天的種子萌發數,Wt-1為第t-1天的萌發種子數。

1.4 數據分析

試驗數據用Microsoft Excel 2019 、SPSS 19.0和ANOVE LSD法進行分析整理、多因素方差分析及對不同變量多重比較;用origin 8.5和Photoshop CS6繪圖。

2 結果與分析

2.1 外源茉莉酸甲酯(MeJA)和混合鹽堿作用下黑果枸杞種子萌發期多因素方差分析

不同鹽堿組成和鹽堿濃度組合脅迫下施加不同濃度MeJA后,對黑果枸杞種子萌發期GP、GR、GI、VI、HGP、LS和LR 7個指標進行多因素方差分析(表3)。結果顯示,上述7個指標在不同鹽堿組成之間、不同鹽堿濃度之間、不同MeJA濃度之間以及鹽堿組成、鹽堿濃度和MeJA濃度交互作用之間均存在極顯著差異(P<0.01)。

表3 外源MeJA及混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發指標的多因素方差分析Table 3 Multivariate ANOVE of exogenous MeJA on germination indexes of Lycium ruthenicum under compound salt-alkali stress

2.2 外源茉莉酸甲酯(MeJA)對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞萌發進程的影響

黑果枸杞種子萌發進程因混合鹽堿組成、濃度以及MeJA濃度有所不同(圖1)。L和M混合鹽堿在濃度為50、100 mmol/L時,均在第4天開始有種子萌發,第15天后無新增種子萌發,發芽延續11 d;在濃度為200 mmol/L時,萌發均開始于第6天,分別結束于第12天和第10天,發芽延續6 d和4 d。H混合鹽堿在濃度為50 mmol/L時,萌發起始和結束時間分別在第6天和第12天;濃度為100、200 mmol/L時,均在第7天開始有種子萌發,第11天結束萌發,發芽延續4 d。各混合鹽堿脅迫下,黑果枸杞種子萌發高峰集中于播種后的第9天。施加外源MeJA后,各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發起始和結束時間沒有明顯變化,萌發高峰也多集中在第9天,但低中濃度MeJA(MJ-10、MJ-20)處理后,各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞的日相對萌發率有明顯升高趨勢,高(MJ-80)濃度MeJA處理后,日相對萌發率明顯下降。以上說明,中性混合鹽(L)和中度堿性混合鹽堿(M)在適當低、中濃度時能在一定程度上加速黑果枸杞種子萌發,延長萌發總時長,重度堿性混合鹽堿(H)則使黑果枸杞的萌發起始時間延后,萌發總時長縮短;MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發起止時間和發芽延續時間沒有明顯影響,但適當低、中濃度MeJA能在一定程度上提高混合鹽堿脅迫下黑果枸杞的日相對萌發率。

圖1 外源MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發進程的影響Fig 1 Effect of exogenous MeJA on the germination process of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.3 外源茉莉酸甲酯(MeJA)對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞發芽率(GP)和發芽勢(GR)的影響

在L、M、H 3種混合鹽中,黑果枸杞種子的GP均隨鹽堿脅迫濃度升高而降低,濃度為50 mmol/L最大,與濃度為100、200 mmol/L差異顯著(P<0.05)。施加外源MeJA后,各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GP表現出相同規律,均隨外源MeJA濃度遞增呈現先升后降的變化趨勢,峰值出現在MJ-20處理,并與MJ-10處理間差異不顯著,且MJ-40與MJ-0差異不顯著,MJ-80顯著低于MJ-0(P<0.05)。3種混合鹽堿中,GR隨鹽堿濃度升高也表現為逐漸降低;GR隨外源MeJA濃度升高的變化趨勢與GP一致,均為先升后降,在MJ-20處理時出現峰值(圖2)。以上結果表明,鹽堿脅迫對黑果枸杞種子萌發具有明顯的抑制作用;外源MeJA對各類混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的萌發具有傷害緩解和傷害加劇雙重作用,適當低中濃度(MJ-10、MJ-20)能夠在一定程度上緩解鹽堿脅迫的傷害作用,高濃度則使傷害加?。∕J-40、MJ-80),以MJ-20處理的緩解效果更佳。

圖2 外源MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子發芽率和發芽勢的影響Fig.2 Effect of exogenous MeJA on the germination percentage and germination rate of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.4 外源茉莉酸甲酯(MeJA)對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞發芽指數(GI)和活力指數(VI)的影響

各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GI、VI表現出與GP和GR一致的變化規律,即L、M、H 3種混合鹽堿中,GI和VI隨鹽堿脅迫濃度升高呈現降低趨勢,濃度為50 mmol/L時最大,均顯著高于濃度為100、200 mmol/L處理(P<0.05)。施加外源MeJA后,各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GI和VI均表現出隨外源MeJA濃度遞增呈先升后降的變化趨勢。在L和M混合鹽堿中,3種鹽堿濃度脅迫下,黑果枸杞種子GI和VI的峰值均出現在MJ-20處理時,與MJ-10處理差異不顯著,且GI在MJ-40處理時與對照MJ-0差異不顯著,MJ-80處理時顯著低于MJ-0(P<0.05);VI在MJ-80處 理 時 顯 著 低 于MJ-0(P<0.05)。H混合鹽堿中,鹽堿濃度為50和100 mmol/L時,GI的峰值出現在MJ-20處理,鹽堿濃度為200 mmol/L時GI的在MJ-10處理時出現峰值;3種鹽堿濃度脅迫下黑果枸杞種子VI的峰值均出現在MJ-10(圖3)。以上結果表明,混合鹽堿組成、鹽堿濃度及外源MeJA對黑果枸杞種子的GI和VI均有明顯影響。各鹽堿脅迫降低了黑果枸杞種子的GI和VI;施加外源MeJA能夠在一定程度上提高鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GI和VI,MeJA濃度過高則使混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子的GI和VI進一步降低,以MJ-10或MJ-20處理綜合提升效果更佳。

圖3 外源MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子發芽指數和活力指數的影響Fig.3 Effect of exogenous MeJA on the germination index and vigor index of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.5 外源茉莉酸甲酯(MeJA)對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子異狀發芽率(HGP)的影響

黑果枸杞種子的HGP與鹽堿脅迫程度密切相關。當鹽堿濃度一定時,堿性鹽占比例增加(L→M→H),黑果枸杞種子的HGP明顯增大,H混合鹽堿中,3種鹽堿濃度脅迫下黑果枸杞種子的HGP均為100%;當鹽堿組成一致時,黑果枸杞種子的HGP均隨鹽堿濃度升高而增大,濃度升高到200 mmol/L時,3種混合鹽堿的HGP均達100%。施加外源MeJA后,L混合鹽中,3種鹽堿濃度脅迫下黑果枸杞種子的HGP均隨外源MeJA濃度遞增而先降后升,鹽堿濃度為50、100 mmol/L時,HGP峰值出現在MJ-20處理,分別為5.82%、

34.26%;鹽堿濃度為200 mmol/L時,HGP的峰值出現在MJ-10,為96.67%。M混合鹽堿中,50、100 mmol/L鹽堿濃度脅迫下,HGP隨外源MeJA濃度增加呈現先降后升趨勢,峰值均出現在MJ-20,分別為26.54%、61.28%;當鹽堿濃度升高到200 mmol/L時,各MeJA濃度處理下,黑果枸杞種子的HGP均達100%。H混合鹽堿中,除50 mmol/L鹽堿濃度脅迫下的MJ-10、MJ-20處理以外,其他處理的HGP均為100%。

圖4 外源MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子異狀發芽率的影響Fig.4 Effect of exogenous MeJA on the heteromorphic germination percentage of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.6 外源茉莉酸甲酯(MeJA)對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞莖長(LS)和根長(LR)的影響

不同鹽堿組成和鹽堿濃度脅迫對黑果枸杞幼苗LS和LR的影響程度不同。當鹽堿濃度一定時,堿性鹽所占比例增加(L→M→H)時,黑果枸杞幼苗的LS和LR均呈現明顯降低趨勢。當鹽堿組成一致時,L、M和H 3種混合鹽堿中,LS和LR隨鹽堿濃度升高逐漸降低,各鹽堿濃度脅迫均顯著低于CK(P<0.05)。施加外源MeJA后,各鹽堿脅迫下黑果枸杞的LS和LR均呈先升后降的變化趨勢,除M混合鹽的LS和L混合鹽的LR在濃度為200 mmol/L時的峰值出現在MJ-10處理外,其他鹽堿組成和鹽堿濃度脅迫下,黑果枸杞LS和LR的峰值均出現在MJ-20,且MJ-10和MJ-20處理間多差異不顯著(P>0.05),MJ-40低 于MJ-0,MJ-80均 顯 著 低 于MJ-0(P<0.05)(圖5)。以上結果說明,低濃度中性混合鹽(L)對黑果枸杞萌發期幼苗生長具有一定促進作用,中度(M)和重度(H)堿性混合鹽及高濃度中性混合鹽則對黑果枸杞萌發期幼苗生長具有明顯抑制作用;適當濃度外源MeJA(MJ-10、MJ-20)能夠在一定程度上緩解鹽堿脅迫對黑果枸杞幼苗生長的傷害效應,高濃度外源MeJA(MJ-40、MJ-80)則使鹽堿脅迫對黑果枸杞幼苗生長的傷害效應加劇,以MJ-10或MJ-20處理的傷害緩解效果更佳。

圖5 外源MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞幼苗芽長和根長的影響Fig.5 Effect of exogenous MeJA on the length of root and stem of Lycium ruthenicum seed under compound salt-alkali stress

2.7 外源茉莉酸甲酯(MeJA)對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發期生長表型的影響

在不施加外源MeJA的情況下(MJ-0),鹽分組成一致時,隨鹽堿濃度增加,黑果枸杞幼苗長勢明顯減弱;當鹽堿濃度相同時,黑果枸杞幼苗的長勢隨堿性鹽占比增加(L→M→H)而減弱,且鹽堿濃度和堿性鹽所占比例增加對黑果枸杞幼苗根部的影響明顯高于地上部分。施加適當濃度外源MeJA(MJ-10、MJ-20)后,各混合鹽堿脅迫下黑果枸杞幼苗的長勢均有所改善,外源MeJA濃度過高時(MJ-40、MJ-80),黑果枸杞幼苗長勢較混合鹽堿脅迫更弱,這說明MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞幼苗生長的緩解效應有明顯的劑量效應,適當低、中濃度MeJA能夠緩解混合鹽堿脅迫對黑果枸杞幼苗生長的傷害效應,過高濃度MeJA使傷害效應加?。▓D6)。這與外源MeJA對黑果枸杞幼苗LS和LR的分析結果基本一致。

圖6 外源MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發21 d后生長表型的影響Fig.6 Effect of exogenous MeJA on the phenotype of Lycium ruthenicum seeds under compound salt-alkali stress after 21 days germination

3 討論

3.1 黑果枸杞種子萌發對不同鹽堿組成和鹽堿濃度脅迫的響應

植物耐鹽能力的大小是一種綜合性狀的表現,受植物體多種因素共同控制,而種子萌發作為植物生長發育和接受鹽堿脅迫的起點,是植物耐鹽性鑒定及耐鹽個體與品種早期選擇的基礎[36]。前人研究表明,鹽堿脅迫對種子萌發的影響與鹽類型、鹽濃度及植物自身耐鹽能力等因素有關[37-39]。本試驗對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發期GP、GR、GI、VI、HGP、LS、LR指標的多因素方差分析結果支持這一觀點,發現不同鹽堿組成之間、不同鹽堿濃度之間以及兩者交互作用下各萌發指標均具有極顯著差異(P<0.01),且各指標的F值均表現為鹽堿組成>鹽堿濃度,說明鹽堿組成、鹽堿濃度是影響黑果枸杞種子萌發的重要因素,且兩者之間鹽堿組成的影響更大。對不同程度混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發期各指標進一步分析發現,黑果枸杞種子的GP、GR、GI、VI、LS、LR在中性混合鹽(L)、中度(M)和重度(H)堿性混合鹽處理下均隨鹽堿濃度升高而降低,說明鹽堿脅迫對黑果枸杞種子萌發具有抑制作用,且隨堿性鹽占比升高和鹽堿脅迫濃度升高抑制作用越強。分析原因可能是在中性混合鹽條件下,鹽濃度較低時,Na+和Cl-等可作為肥料效應促進黑果枸杞種子萌發或Na+與Cl-同SO2-4相互偶聯在一定程度上緩解了Na+的毒害作用[22],鹽濃度過高時,過量Na+和Cl-引起種子質膜破壞,選擇透性部分或全部喪失,內外離子平衡失調,物質代謝出現紊亂[40],種子萌發被嚴重抑制;堿性鹽脅迫下,不僅有Na+為主的離子脅迫和滲透脅迫,還有離子間相互作用產生的pH脅迫[39],其抑制效果遠大于單一脅迫的簡單加和效應。王恩軍等[41]就中性鹽(NaCl)和堿性鹽(Na2CO3)脅迫下黑果枸杞種子萌發的研究結果顯示,低濃度鹽促進黑果枸杞種子萌發,高濃度則抑制萌發,且堿性鹽更適合黑果枸杞種子萌發和幼苗生長,這與本實驗研究結果部分不一致,造成這一現象的原因可能是混合鹽堿脅迫多離子共同作用與單鹽脅迫對種子萌發的調控機制不同[42],也可能是黑果枸杞種源差異導致。

3.2 外源MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發的調控作用

植物防御反應是植物在長期進化過程中形成的保護機制,用于抵御各種不良生存環境及病原微生物的侵襲[43]。MeJA作為一種普遍存在于植物界的信號調控物質,對植物生長具有極為廣譜的防御保護效應,山雨思等[44]研究表明,外源MeJA能在一定程度上緩解鹽脅迫對顛茄(Atropa belladonna)的傷害效應;衛昭君等[45]研究發現,MeJA預處理能不同程度的緩解鹽堿脅迫對偏關苜蓿(Medicago sativa ‘Pianguan’)種子的鹽害作用,以25 μmol/L的MeJA浸種3 h的促進效果最佳。本實驗對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子施加外源MeJA,證實了外源MeJA對黑果枸杞鹽堿脅迫同樣具有傷害緩解效應。不同混合鹽堿脅迫下,黑果枸杞種子的GP、GR、GI、VI均隨外源MeJA濃度升高先升后降,HGP的變化趨勢恰好相反,峰值出現在MJ-20或MJ-10,且各項萌發指標多在MJ-20與MJ-10處理間差異不顯著,MJ-80均顯著低于MJ-0(P<0.05);同時,隨鹽堿脅迫濃度和堿性鹽占比升高,外源MeJA對各項萌發指標的緩解效應變差。這說明外源MeJA緩解黑果枸杞鹽堿脅迫的傷害具有明顯劑量效應,適當低中濃度起緩解傷害效應,高濃度使傷害加??;同時,MeJA具有對各類鹽堿脅迫都起防御作用的共性,也有對不同種類和濃度鹽堿脅迫下調控能力的差異性。原因可能是MeJA作為一種信號轉導分子,能夠誘導啟動黑果枸杞種子內一系列與抗鹽害有關基因的表達,促進多種抗逆物質合成,達到抵御鹽堿脅迫的目的[46],同時MeJA也有與脫落酸類似的調控作用[33-34],抑制種子萌發,實際效果取決于促進和抑制作用之和[47]。另外,對黑果枸杞萌發期幼苗LS和LR分析發現,隨外源MeJA濃度升高,幼苗LS和LR也呈現先升后降的變化趨勢,除L和H混合鹽堿在濃度為200 mmol/L的峰值出現在MJ-10,其他混合鹽堿處理下的峰值均出現在MJ-20,說明MeJA對混合鹽堿脅迫下黑果枸杞幼苗生長同樣具有傷害緩解和傷害加劇雙重作用,濃度為10 μmol/L或20 μmol/L時緩解效果更佳,進一步的生長表現分析結果很好的支持了這一結論。

4 結論

混合鹽堿脅迫下黑果枸杞種子萌發與鹽堿組成和鹽堿濃度密切相關,中性混合鹽(L)、中度(M)及重度堿性混合鹽(H)在50、100、200 mmol/L濃度下對黑果枸杞種子萌發均具有抑制作用。外源MeJA可有效緩解混合鹽堿脅迫對黑果枸杞種子萌發的傷害效應,但緩解效果有明顯的劑量效應,以MeJA濃度為20 μmol/L時的整體緩解效果最佳。施加外源MeJA能在一定程度上提高黑果枸杞種子的抗鹽性,這為MeJA在黑果枸杞生產中的合理運用提供了一定理論依據。

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