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外源钙离子对盐胁迫下小麦萌发的影响解读

收稿日期:

2007-06-05

作者简介:

刘丽云（1971-,女,山东德州人,讲师,从事小麦生理生态研究。

*通讯作者

山东农业科学ShandongAgriculturalSciences2007年第5期

外源钙离子对盐胁迫下小麦萌发的影响

刘丽云

1.2

侯传本3,王明友2,郑延海4,贺明荣

1*

（1.山东农业大学/农业部小麦栽培生理与遗传改良重点开放实验室,山东泰安271018;2.德州学院农学系,山东德州253023;3.聊城市农业广播学校,山东聊城252000;

4.德州市农业科学研究院,山东德州253015

摘要:

以耐盐和盐敏感两种不同基因型的冬小麦品种为试材,研究了外源Ca2+对盐胁迫下小麦萌发的影响。

结果表明,盐胁迫下德抗961（耐盐品种和济南17（盐敏感品种小麦种子的发芽率、发芽指数、活力指数和胚乳内可溶性总糖的含量均显著下降,盐敏感品种济南17下降幅度要大于耐盐品种德抗961。

加入外源CaCl2则不同程度缓解盐胁迫对两品种种子萌发的影响,对德抗9610.2%CaCl2缓解效果最好,而对于济南17,0.3%CaCl2的缓解效果最好。

这表明,外源钙离子对两种不同基因型小麦盐胁迫效应均有一定的缓解作用,对盐胁迫下盐敏感品种济南17种子萌发的缓解作用显著好于德抗961。

关键词:

盐胁迫;外源钙离子;小麦;种子萌发

中图分类号:

S5121+101文献标识号:

A文章编号:

1001-4942（200705-0060-03

减少土壤盐碱化蔓延,充分利用具有农用潜力的大面积盐碱土,增加作物的耐盐能力,是一项全球性的研究课题。

由于盐胁迫抑制种子的正常萌发,妨碍植物在盐碱地上出苗而影响产量[1]。

因此,近年来,应用外源物质减轻盐害已成为作物抗（耐盐研究中的热点。

有关盐胁迫对小麦种子萌发的影响研究,前人已有较多的报道[2~4],表明,盐胁迫下的抑制作用主要表现在发芽率、发芽指数和活力指数的明显下降

[5]

。

施加适量的钙,一方面可以缓解因

Ca2+

不足引起的矿质营养胁迫,另一方面可以增强质膜的稳定性和钙信号系统的正常发生和传递,阻止细胞内K+的外流和Na+的大量进入,以维持细胞内离子平衡[6~8]

提高植物的抗盐性。

但前人的研究大多是以Ca（NO32作为Ca2+源,且只是在盐胁迫下研究单一Ca2+浓度对冬小麦萌发的影响,对盐胁迫下外源Ca2+不同浓度梯度对不同基因型小麦萌发的影响尚未见系统的研究报道。

本试验以两种不同基因型小麦品种为试材,研究了盐分胁迫对小麦种子萌发的影响以及不同浓度梯度外源CaCl2对小麦萌发过程中盐害的缓解作用,旨在为小麦抗盐生理研究和应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1供试材料

本试验选用耐盐小麦品种德抗961和盐敏感品种济南17为试验材料。

1.2试验方法

挑选大小一致、饱满的小麦种子用10%次氯酸钠消毒10min,25浸种4h,然后置于铺有一层滤纸的培养皿内,每皿30粒,每品种重复3次。

然后分别加入如下处理溶液:

CK:

1/2Hoagland;!

T1:

1/2Hoagland,1%NaCl;∀T2:

1/2Hoagland,1%NaCl,0.1%CaCl2;#T3:

1/2Hoagland,1%NaCl,0.2%CaCl2;∃T4:

1/2Hoagland,1%NaCl,0.3%CaCl2;%T5:

1/2Hoagland,1%NaCl,0.4%CaCl2。

置于25恒温培养箱中培养3天,每天用相应的处理溶液冲洗材料,以保持处理浓度不变,并记录发芽数（以芽长超过种子长度一半为发芽标准;种子发芽3天后,测量芽长、根长,并记录根数;剥去胚根和胚芽,胚乳用于可溶性糖测定。

参照顾增辉等[5]

的方法计算发芽率（Gr、发芽指数（Gi和活力指数（Vi。

可溶性总糖含量测定用蒽酮比色法。

2结果与分析

2.1盐胁迫下钙离子对小麦发芽率、发芽指数和活力指数的影响

2.1.1对发芽率的影响由图1可见,1%NaCl（T1胁迫下两个不同类型的小麦品种的发芽率均有所下降,盐敏感品种济南17下降幅度极大,耐盐品种德抗961下降不明显;外源CaCl2处理显著缓解盐胁迫对济南17发芽率的抑制作用,随CaCl2浓度的增加缓解作用逐渐增强,当浓度达到0.3%时缓解作用达最强,然后随浓度增加缓解作用减弱;外源CaCl2处理对盐胁迫下耐盐品种德抗961的发芽率没有缓解,而且随浓度增大抑制作用增强,但浓度达0.4%时抑制作用减小。

这说明钙离子对盐胁迫的缓解作用不仅与钙离子浓度有关,

也与基因型有关。

图1盐胁迫下钙离子对小麦种子发芽率的影响

2.1.2对发芽指数的影响研究表明（图2,1%NaCl处理使小麦种子的发芽指数显著下降;外源CaCl2处理可不同程度缓解NaCl对小麦种子萌发的抑制作用,随CaCl2浓度的增加对盐敏感品种济南17缓解作用逐渐增强,CaCl2浓度达0.3%缓解作用达最强,然后随CaCl2浓度增加缓解作用减弱;外源CaCl2处理对盐胁迫下耐盐品种德抗961的发芽指数缓解作用不显著,0.1%CaCl2对德抗961缓解作用最好,然后随浓度增

加而抑制发芽指数。

图2盐胁迫下钙离子对小麦种子发芽指数的影响

2.1.3对活力指数的影响由图3可以看出,1%NaCl处理使耐盐品种德抗961和盐敏感品种济南17小麦种子的活力指数均大幅度下降;外源CaCl2处理可不同程度缓解NaCl处理对小麦种子萌发的抑制作用,随CaCl2浓度的增加缓解作用逐渐增强,达一定浓度后减弱;0.2%CaCl2对盐敏感品种济南17缓解作用最好,浓度过高其缓解作用逐渐减弱;0.1%CaCl2对耐盐品种德抗961缓解作用最好,

浓度增加将抑制其活力指数。

图3盐胁迫下钙离子对小麦活力指数的影响

2.1.4对初生根条数的影响由图4可以看出,1%NaCl（T1胁迫下两个不同类型的小麦品种的初生根条数均有所下降,盐敏感品种济南17下降明显,耐盐品种德抗961下降不明显;外源CaCl2处理显著缓解盐胁迫对济南17初生根条数的抑制作用,随CaCl2浓度的增加缓解作用逐渐

增强,当浓度达到0.2%时缓解作用达最强,然后随浓度增加缓解作用减弱;外源CaCl2处理对盐胁迫下耐盐品种德抗961的初生根条数没有缓解,

而且随浓度增大抑制作用增强。

图4盐胁迫下钙离子对小麦初生根数的影响

2.2盐胁迫下钙离子对萌发种子胚乳内可溶性总糖含量的影响

由图5可见,1%NaCl胁迫条件下,两种不同类型小麦胚乳内可溶性总糖含量均比对照显著下降,盐敏感品种济南17的下降幅度大于耐盐品种德抗961。

而添加CaCl2可有效降低盐胁迫对两

品种胚乳内可溶性总糖含量的影响,且其作用有

随CaCl2浓度的增加而增强的趋势。

这说明,盐胁迫下外源钙盐可以提高小麦胚乳内可溶性总糖含量,钙对盐敏感品种济南17胚乳内的可溶性糖含量影响要大于耐盐品种德抗961

。

图5盐胁迫下钙离子对萌发的小麦种子胚乳内

可溶性总糖含量的影响

3小结与讨论

盐处理使两个不同基因型品种（耐盐和盐敏感品种种子的发芽率、发芽指数和活力指数显著

下降,盐敏感小麦种子的下降幅度大于耐盐小麦,这与赵旭等人研究结果一致[2]。

1%NaCl胁迫处理可抑制济南17、德抗961的种子萌发,对盐敏感品种济南17的抑制作用大于耐盐品种德抗961;盐胁迫对耐盐品种德抗961的发芽率、初生根数影响较小,对发芽指数和活力指数影响较大;但对盐敏感品种济南17的发芽率、发芽指数和活力指数、初生根数均有较大影响。

说明盐胁迫下,耐盐小麦种子的萌发优于盐敏感小麦。

Ca2+

在提高植物抗盐性中的作用是多方面的[9],一方面,钙行使一些基本功能,如钙促进钾、硝酸盐和磷的吸收[10]

维持膜的稳定性,增强酶活性[11],保持植物的正常生长;另一方面,钙在信号传导中行使重要的功能。

外源钙素对盐胁迫下小麦种子发芽率、发芽指数及活力指数有一定的影响。

这与王宝山等人的研究结果一致[12]。

本试验结果表明,1%NaCl胁迫下,0.3%CaCl2可显著减轻盐敏感品种济南17的盐害作用,提高其发芽率、发芽指数;0.2%CaCl2可提高其活力指数和初生根条数。

1%NaCl胁迫下,CaCl2对耐盐品种德抗961作用不大,钙离子浓度超过0.2%则有加重盐害的趋势。

说明钙离子对盐胁迫的缓解作用不仅与钙离子浓度有关,也与品种基因型有关,盐敏感品种缓解盐胁迫所需的钙离子浓度较高,耐盐品种缓解盐胁迫所需的钙离子浓度相对较低,钙离子浓度过高对不同基因型的小麦品种都有加重盐害的趋势。

外源钙处理种子能提高胚乳中可溶性糖的含量,从而缓解盐抑制种子萌发的效应,可能是因为盐胁迫降低了水解酶特别是-淀粉酶的活性,而-淀粉酶是含Ca2+

的金属蛋白,外源钙处理种子可增加种子中K+的积累,减少Na+积累[13],提高-淀粉酶的活性,从而增加可溶性糖的含量。

耐盐品种德抗961萌发过程中胚乳可溶性糖的含量高于盐敏感品种济南17,盐胁迫下胚乳中的可溶性糖含量也较济南17高,说明德抗961萌发过程中碳代谢优于济南17,因此,盐抑制作用相对较小。

外源钙处理虽然能缓解小麦种子萌发过程中的盐胁迫效应,提高幼苗的耐盐性,但是这种效应不是持久性的,因此对于如何延长钙对小麦的耐盐效应,还有待于更进一步研究。

参考文献:

[1]余叔文,汤章城.植物生理与分子生物学（第二版[M].北

京:

科学出版社,2000,752769.

[2]赵旭,王林权,周春菊,等.钙离子对两种基因型冬小麦萌

发过程中盐胁迫效应的影响[J].土壤通报,2006,27（4:

748751.

[3]蔡蕾,丁同楼,王宝山.外源GA3、ABA和Ca（NO32缓

解盐对小麦种子萌发的抑制作用[J].西北植物学报,2004,24（4:

583587.

[4]张士功,高吉寅,宋景芝.硝酸钙对小麦萌发过程中盐害的

缓解作用[J].作物研究,1998,3:

2023.

[5]顾增辉,宋剑辉.大豆抗冷性生理生化指标的筛选[J].中国

农业科学,1992,25（4:

1523.

[6]CramerGR.DisplacementofCa2+andNa+fromtheplas

malemmaofrootcells[J].PlantPhysiol.,1985,79:

207211.

[7]赵可夫,王韶唐.植物抗性生理[M].北京:

中国农业科技出

版社,1990,2541.

[8]赵可夫.Ca对小麦幼苗降低盐害效应的研究[J].植物学

报,1993,35（1:

5156.

[9]章文华.钙在植物细胞盐胁迫信号中的作用[J].植物生理

学通讯,2000,36（2:

146153.

[10]HanSenE,HkmumnSDN.EffectofCaSO4andNaClon

mineralcontentofLeucaenaleucoephala[J].PlantandSoil,1988,107:

101105.

[11]GreenwaY,HkmumnSR.Mechanismofsalttolerancein

nonhalophytes[J].Annu.Rev.PlantPhysiol.,1980,31:

149190.

[12]傅秀云,范海,陈梅,等.盐碱地耐盐小麦覆膜栽培高产

机理的研究[J].西北植物学报,2000,20（5:

746753.[13]戴高兴,彭克勤,皮灿辉.钙对植物耐盐性的影响[J].中国

农学通报,2003,19（3:

97101.