摘  要: 以藥用植物羅布麻(Apocynum venetum)和白麻(Apocynum pictum)為試材，采用培養(yǎng)皿法，研究其萌發(fā)期的抗旱性特征，用聚乙二醇(PEG-6000)模擬干旱環(huán)境對種子進行處理，研究不同濃度(0%?5%?10%?15%?20%?25%)PEG溶液對種子萌發(fā)率、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、胚芽、胚根、保護酶活性等指標的影響。結(jié)果表明：1)與對照相比，在5%?10%的PEG環(huán)境下，羅布麻和白麻種子的萌發(fā)指標均無顯著變化；在15%?20%?25%的PEG環(huán)境下，羅布麻和白麻種子萌發(fā)指標出現(xiàn)抑制現(xiàn)象，濃度越大，抑制作用越大；2)羅布麻和白麻幼苗的丙二醛含量有相似的變化規(guī)律，在15%的PEG環(huán)境下達到最大值；SOD活性隨PEG濃度的升高呈先升高后降低的趨勢，在10%的PEG環(huán)境下達到最大值；CAT活性隨PEG濃度的升高呈逐漸下降，在5%的PEG環(huán)境下達到最低值；羅布麻的POD活性在5%的PEG環(huán)境下達到最大值，白麻幼苗的POD活性處理組與對照組無顯著差異。本研究結(jié)果可為干旱區(qū)荒漠植物的人工選育和沙漠化治理提供參考。

關鍵詞:羅布麻；白麻；干旱；聚乙二醇；種子萌發(fā)

 

干旱是世界范圍內(nèi)一種嚴重的氣象災害，它不僅會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重的損失，而且還給人類的社會和經(jīng)濟帶來了巨大的影響。種子萌發(fā)是植物生命周期中既脆弱又重要的階段，對維持種群的存活起著非常重要的作用^[1]。在干旱和半干旱地區(qū)，降水少，蒸發(fā)量多，水分成為種子萌發(fā)以及幼苗成長的主要因子^[2]。干旱環(huán)境下，種子發(fā)芽、生長期間如果無法獲取足夠的水分，會導致其正常的生理代謝功能受損，嚴重的缺水將制約種子的生長發(fā)育，進而影響作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。為應對干旱環(huán)境，植物往往是通過體內(nèi)細胞代謝等來適應逆境達到防御的效果^[3]。藥用植物羅布麻和白麻均是潛水性旱中生的高大植株，它們具有迅速吸收大面量水分來應對炎熱干旱、日照長等沙漠氣候條件的特性。

羅布麻(Apocynum venetum)和白麻(Apocynum pictum)均隸屬于夾竹桃科(Apocynaceae)羅布麻屬(Apocynum)，表現(xiàn)為多年生宿根草本植物的特征^[4]。羅布麻和白麻在我國分布廣泛，集中在秦嶺、淮河、長江流域以及昆侖山北部等自然生態(tài)環(huán)境多樣的地域^[5]。羅布麻和白麻的特點在于其寬廣的生態(tài)幅度和強大的環(huán)境適應能力，這使得它們即便在惡劣的沙漠環(huán)境中也能生存并繁衍。此外，它們還蘊藏著巨大的開發(fā)潛力，作為一種新型的多功能植物資源，它們不僅具有生態(tài)價值，還能為經(jīng)濟和醫(yī)藥領域提供重要資源，展現(xiàn)出了極好的產(chǎn)業(yè)化前景。PEG-6000作為一種高分子量滲透劑，憑借其易控制和周期短的特點，在植物逆境模擬實驗中常被選用來模擬干旱環(huán)境。PEG-6000的應用提供了一種高效且理想的實驗方法，有助于更準確地評估植物在干旱脅迫下的生理響應和適應性。本文以藥用植物羅布麻、白麻為研究對象，通過聚乙二醇(PEG-6000)設置不同程度的干旱處理，探討其發(fā)芽期和幼苗期的抗旱性，為藥用植物羅布麻和白麻在干旱地區(qū)引種栽培馴化提供參考，進而為沙漠化土地上植被的修復和重建提供理論基礎^[6-7]。

干旱是我國西北地區(qū)植物生存環(huán)境中遇到的主要逆境因子之一。在生理機制上，羅布麻和白麻具有較強的適應力，它通過積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和提高活性氧的清除能力來有效抵御干旱脅迫。王東清等^[8]發(fā)現(xiàn)，羅布麻中丙二醛、脯氨酸含量均隨干旱脅迫程度的增加而升高，而可溶性蛋白含量、超氧化酶和過氧化物酶活性等則表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。羅布麻建植期間表現(xiàn)出了一定的抗旱能力，在適當?shù)母珊堤幚硐?，能促進種子的發(fā)芽和幼苗的生長^[9]。

植物的抗旱能力是一個非常復雜的過程，單一指標往往難以全面揭示其抗旱性的影響機制。因此，需要借助多指標的綜合評價方法，以更加準確、客觀地反映植物種子的抗旱性能。韓福貴等^[10]研究發(fā)現(xiàn)，隨著PEG濃度的逐步增加，羅布麻和白麻種子在萌發(fā)期間的含水率逐漸降低。這一變化導致了相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)均呈顯著的下降趨勢。同時，種子的發(fā)芽日進程被推遲，表明種子的萌發(fā)活力受到了抑制。此外，胚芽和胚根的長度以及幼苗的鮮質(zhì)量也受到了顯著抑制。該研究旨在通過研究藥用植物羅布麻和白麻萌發(fā)期的抗旱性特征，為干旱區(qū)荒漠植物的人工選育和沙漠化治理提供參考。

 

1 材料與方法

1.1 試驗材料

羅布麻和白麻均采自新疆尉犁縣，4℃冰箱貯藏備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子萌發(fā)準備

選擇羅布麻和白麻大小一致，無損傷，顏色良好的種子，測定千粒重、種子長寬和種子活力。

1.2.2 種子萌發(fā)處理

羅布麻和白麻種子均設立了1個對照組(CK)和5個處理組。照組添加蒸餾水；處理組分別加入了不同濃度的PEG-6000水溶液，以模擬不同程度的干旱條件，具體濃度梯度設置為5%?10%?15%?20%和25%。根據(jù)預試驗的結(jié)果，白麻種子用10%次氯酸鈉溶液消毒10min，羅布麻種子用5%次氯酸鈉溶液消毒10min，分別用蒸餾水清洗3次，晾干待用。用雙層濾紙將種子置于培養(yǎng)皿(直徑9cm)中，將上述不同濃度PEG溶液浸透濾紙，每2d加入1次適量的滲透液，使濾紙保持濕潤，并蓋上蓋子防止其揮發(fā)，每一濃度梯度播40粒種子，重復3次，貼上標簽后放入光照培養(yǎng)箱內(nèi)進行發(fā)芽，箱內(nèi)溫度為25℃，培養(yǎng)箱內(nèi)相對濕度為50%，光周期為光照14h光照/10h黑暗。

1.3 項目測定

1.3.1 種子千粒質(zhì)量測定與種子長寬的測定

種子千粒質(zhì)量的測定：羅布麻和白麻種子中各隨機選取1000粒為1組，用電子天平稱重，3次重復，計算千粒質(zhì)量(精確度為0.001g)。種子長寬的測定：羅布麻和白麻種子分別充分混合均勻后，各從中隨機地抽選100粒種子，用游標卡尺測量每顆種子的長、寬再求出羅布麻和白麻的平均長、寬(精確度為0.01mm)。

1.3.2 種子萌發(fā)前期活力的測定

選擇種子大小一致，無損傷，顏色良好的種子，2個品種各40粒，重復3次，用蒸餾水漂洗3次，用過濾紙吸去水分。把種子放入500mL燒杯，加250mL蒸餾水，并放置在室溫下，用DDS-301電導計測量種子的初始滲透導電率，每4h測量一次。計算公式為：種子電導率(μS·cm^-1·g^-1)=(樣品值-對照值)/樣品種子質(zhì)量^[11]。

1.3.3 種子萌發(fā)指標的測定

每天10：00開始觀測記錄羅布麻和白麻種子萌發(fā)情況當連續(xù)3d內(nèi)均未觀察到新的種子發(fā)芽時，判定種子萌發(fā)試驗結(jié)束。從每一處理組中隨機挑選出10株幼苗，對它們的胚根長度和胚芽長度進行測量；同時，這10株幼苗也將被用于鮮質(zhì)量的測定。統(tǒng)計每日累計萌發(fā)個數(shù)，并以此計算相應發(fā)芽率和發(fā)芽勢等，計算公式^[12]：

發(fā)芽率(Gp)=(萌發(fā)結(jié)束時累計萌發(fā)種子數(shù)/供試種子數(shù))×100；

相對發(fā)芽率(RGp)=(處理組發(fā)芽率/對照組發(fā)芽率)×100；

發(fā)芽勢(Ge)=(第4天累計萌發(fā)個數(shù)/供試種子數(shù))×100；

相對發(fā)芽勢(RGe)=(處理發(fā)芽勢/對照發(fā)芽勢)×100；

發(fā)芽指數(shù)(Gi)=∑(Gt/Dt)；

相對發(fā)芽指數(shù)(RGi)=(處理發(fā)芽指數(shù)/對照發(fā)芽指數(shù))×100；

抗旱指數(shù)=(干旱環(huán)境下種子萌發(fā)指數(shù)/對照種子萌發(fā)指數(shù))×100；

萌發(fā)率(GR）=(每日累計的發(fā)芽粒數(shù)/供試種子數(shù))×100。

1.3.4 幼苗生理指標的測定

測定萌發(fā)后的幼苗4個生理指標：丙二醛含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、氧化物酶(POD)活性和過氧化氫酶(CAT)活性，均采用索萊寶試劑盒進行測定。其中，SOD活性以抑制氮藍四唑光氧化還原50%時的酶量為1個活力單位(U)，POD活性以1min內(nèi)引起OD470變化0.01的酶量為1個活力單位(U)，CAT活性以1min OD240變化0.1的酶量為1個活力單位(U)^[13]。上述4項生理指標均重復測定3次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Origin.2022軟件繪制圖表。采用SPSS 27.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行均值比較，用鄧肯檢驗法進行差異性比較，當P＜0.05為差異顯著，當P＜0.01為差異極顯著。

 

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻種子萌發(fā)指標的影響

2.1.1 種子形態(tài)特征、千粒質(zhì)量測定

由表1可知，羅布麻種子與白麻形態(tài)與顏色基本接近，羅布麻呈棗核形，紅棕色；白麻種子的外形和色澤為卵圓形，棕黃色。在千粒質(zhì)量方面，二者有顯著差異(P<0.05)，羅布麻與白麻千粒質(zhì)量分別為0.31?0.46g，羅布麻與白麻的種子在長、寬度方面均有顯著差異(P<0.05)。羅布麻種子的長與寬分別為2.41?0.62mm；白麻種子長與寬分別為2.54?0.66mm，羅布麻種子的大小和厚度均小于白麻種子。

表1 羅布麻與白麻種子形態(tài)特征

  

注：表中不同小寫字母表示同一指標不同種間差異顯著。下同。

2.1.2 種子電導率與種子活力的關系

細胞膜的完整性與修復能力是衡量種子生活力的一個重要指標^[14]。當種子的細胞膜受到破壞時，細胞質(zhì)的成分就會被釋放出來，細胞質(zhì)物質(zhì)釋放得越多，電導率越高，表明種子活力越低；反之，活力越高。由圖1可知，羅布麻和白麻種子的電導率變化趨勢相似，但電導率值存在較大的差異。羅布麻種子的電導率范圍在6~8μS/(cm·g)；白麻種子的電導率范圍在15~17μS·cm^-1·g^-1)。綜上所述，電導率測定試驗，并不是唯一測定種子活力的方法，后期試驗會進一步驗證羅布麻和白麻種子活力。

  

圖1 羅布麻白麻種子的電導率變化

2.1.3 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻種子萌發(fā)率的影響

由圖2可知，隨PEG-6000濃度的增大，羅布麻和白麻種子的萌發(fā)率為先上升后趨于平緩。羅布麻種子在第2天開始萌發(fā)；第3天時，在CK和5%的PEG-6000處理進入萌發(fā)盛期，分別達到為50.83%和44.16%；第4天時，在10%和15%的PEG-6000處理進入萌發(fā)盛期，分別達到45%和37.5%；第5天時，在20%和25%的PEG-6000處理進入萌發(fā)期，分別達到24.16%和4.16%。白麻種子在第2天開始萌發(fā)；第3天時，在CK、5%的PEG-6000處理進入了萌發(fā)盛期分別為62.15%?52.14%；第4天時，在10%?15%?20%?25%的PEG-6000處理進入萌發(fā)盛期分別為61.25%?58.51%?59.16%?46.10%。總體而言，在輕度干旱環(huán)境下(5%的PEG-6000)，羅布麻種子和白麻的萌發(fā)率分別在處理第2天和第3天達到最高；在重度干旱環(huán)境下(20%~25%的PEG-6000)，羅布麻和白麻種子的萌發(fā)率分別在第6天和第7天達到最高。

  

圖2 PEG-6000對羅布麻與白麻種子萌發(fā)率的影響

注：羅布麻萌發(fā)圖：H0：對照組、H1：5%PEG、H2：10%PEG、H3：15%PEG、H4：20%PEG、H5：25%PEG；白麻萌發(fā)圖：B0：對照組、B1：5%PEG、B2：10%PEG、B3：15%PEG、B4：20%PEG、B5：25%PEG

2.1.4 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻種子發(fā)芽率、相對發(fā)芽率等影響

由表2可知，與對照相比，輕度干旱環(huán)境下(5%的PEG-6000)，羅布麻的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均無顯著變化；在中度干旱環(huán)境下(10%~15%的PEG-6000)，羅布麻的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢均顯著下降，在15%的PEG條件下發(fā)芽率和發(fā)芽勢急劇下降，分別比對照減少了19.16%和24.33%；在重度干旱環(huán)境下(20%~25%的PEG-6000)，羅布麻的發(fā)芽率和發(fā)芽勢有顯著差異變化，在20%的PEG環(huán)境下發(fā)芽率和發(fā)芽勢呈下降趨勢，分別比對照減少了37.5%?39.33%。但在25%的PEG環(huán)境下發(fā)芽率和發(fā)芽勢急劇下降分別為5.18%?4.16%，分別比對照相比下降了60%?57.67%。與對照相比，在5%的PEG環(huán)境下，白麻的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢均無顯著變化，但發(fā)芽勢顯著下降，為59.16%,比對照相比下降了18.33%；在15%的PEG環(huán)境下，白麻的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均顯著變化，分別為66.67%和34.8%，分別比對照下降了15.83?18.33%；在25%的PEG環(huán)境下，白麻的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均發(fā)生顯著差異變化，與對照相比分別減少了45.00%?47.49%?21.58%。將羅布麻與白麻的對照相比發(fā)現(xiàn)，相同濃度處理時，白麻的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢較羅布麻的高。從整體上看，羅布麻種子的抗旱性要低于白麻種子，輕度干旱(5%的PEG-6000)對羅布麻種子和白麻種子的萌發(fā)無顯著影響；中度干旱(10%~15%的PEG-6000)對羅布麻和白麻種子的萌發(fā)有顯著差異；而重度干旱(20%~25%的PEG-6000)則能顯著地抑制羅布麻種子和白麻種子的萌發(fā)。

表2 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻種子發(fā)芽率、相對發(fā)芽率等影響

  

2.1.5 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻種子萌發(fā)指數(shù)、抗旱指數(shù)的影響

萌發(fā)指數(shù)可以較好地反映出種子生長狀況以及在不同濃度條件下的抗旱性。從表3可以看出，羅布麻種子和白麻種子的萌發(fā)指數(shù)均呈降低變化趨勢。與對照相比，在5%PEG濃度處理的羅布麻萌發(fā)指數(shù)有顯著變化，比CK減少了13.22；在10%PEG濃度處理的羅布麻萌發(fā)指數(shù)有顯著變化，與對照相比減少了14.42；在15%、20%和25%濃度PEG處理的羅布麻萌發(fā)指數(shù)有顯著差異，分別比對照減少了18.82?22.12?32.64。與對照相比，白麻種子的萌發(fā)指數(shù)在5%?10%?15%和20%的PEG處理下無顯著變化；白麻種子的萌發(fā)指數(shù)在25%的PEG處理下有顯著差異，比CK減少了21.58。當PEG溶液濃度在5%?10%時，羅布麻抗旱指數(shù)分別為62.36%?58.94%，白麻抗旱指數(shù)分別為93.90%?93.39%。羅布麻和白麻種子在25%PEG時抗旱指數(shù)分別為7.06%和44.78%。綜上所述，通過對PEG環(huán)境下羅布麻和白麻種子的萌發(fā)指數(shù)、抗旱指數(shù)的分析，其的耐旱性強弱順序為：白麻>羅布麻。

表3 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻種子萌發(fā)指數(shù)、抗旱指數(shù)的影響

  

2.1.6 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻種子胚根胚芽長度和鮮質(zhì)量的影響

從表4可以看出，與對照相比，5%PEG濃度處理的羅布麻胚根長和胚芽長無顯著變化；10%和15%PEG濃度處理的羅布麻胚根長和胚芽長顯著變化呈降低趨勢，15%濃度處理時種子的胚根長和胚芽長分別為1.16?2.53mm；20%PEG濃度處理時羅布麻胚根、胚芽生長受到抑制，相對胚根長≤0.26，相對胚芽長≤0.46；25%PEG濃度處理時胚根長和胚芽長有顯著變化，在這濃度下胚根長、胚芽長達到最小值，分別為0.69?0.92mm。與對照相比，輕度干旱環(huán)境下(5%的PEG-6000)，白麻種子的胚根長、胚芽長無顯著變化；中度干旱環(huán)境下(10%~15%的PEG-6000)，白麻種子的胚根長、胚芽長顯著降低，在15%的PEG環(huán)境下胚根長和胚芽長急劇下降，分別為2.85mm和3.31mm，分別比對照下降了2.43、1.07mm；重度干旱環(huán)境下(20%-25%的PEG-6000)，白麻種子的胚根長和胚芽長均有顯著變化，并在25%PEG濃度處理的白麻種子胚根長和胚芽長達到最低值，分別為1.50、0.09mm。與對照相比，5%PEG濃度處理的羅布麻幼苗鮮質(zhì)量無顯著差異；10%?15%?20%和25%PEG濃度處理的羅布麻幼苗鮮質(zhì)量有顯著差異，分別比CK減少了0.33?0.48?0.63。與對照相比，5%PEG濃度處理的白麻鮮質(zhì)量無顯著差異；10%?15%?20%和25%PEG濃度處理的白麻鮮質(zhì)量有顯著差異，并在25%PEG濃度處理的白麻鮮質(zhì)量達到最低值，為0.09mm。從整體上看，在5%~15%的PEG-6000環(huán)境下羅布麻和白麻的胚根長、胚芽長和幼苗鮮質(zhì)量的變化規(guī)律趨勢基本一致，其中羅布麻幼苗的受害程度較大，而白麻幼苗則相對較小。

表4 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻種子胚根胚芽長與鮮質(zhì)量的影響

  

2.2 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻幼苗生理生化指標的影響

2.2.1 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻幼苗丙二醛(MDA)含量的影響

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的產(chǎn)物，也是細胞膜損傷的重要特征^[15]。羅布麻幼苗與白麻幼苗的丙二醛含量對干旱環(huán)境的響應有相似的變化規(guī)律。從圖3可以看出，與對照相比，5%PEG濃度處理的羅布麻MDA含量無顯著變化，為15.12nmol·g^-1；10%和15%PEG濃度處理羅布麻MDA含量有顯著變化，比對照升高了5.34nmol·g^-1和6.14nmol·g^-1。與對照相比，5%和10%PEG濃度處理的白麻MDA含量無顯著變化；15%PEG濃度處理的白麻MDA含量有顯著差異，比對照上升了26.30nmol·g^-1，15%PEG濃度處理的白麻MDA含量與5%、10%PEG濃度處理的白麻MDA含量之間也有顯著差異，分別相比升高了22.02?16.06nmol·g^-1。

  

圖3 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻幼苗丙二醛(MDA)含量的影響

2.2.2 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響

由圖4可知，羅布麻幼苗與白麻幼苗對干旱環(huán)境的響應相似，均呈先升高后降低的趨勢，均在10%PEG濃度處理時達到最大值。與對照相比，輕度干旱環(huán)境下(5%的PEG-6000)羅布麻種子的SOD活性無顯著差異；中度干旱環(huán)境下(10%~15%的PEG-6000)羅布麻種子的SOD活性有顯著差異，10%PEG濃度處理的SOD活性為133.13U·g^-1，比對照升高了68.30U·g^-1，而15%PEG濃度處理的SOD活性為110.34U·g^-1，比對照升高了45.34U·g^-1。對照相比，輕度干旱環(huán)境下(5%的PEG-6000)白麻種子的SOD活性無顯著差異；中度干旱環(huán)境下(10%~15%的PEG-6000)白麻種子的SOD活性有顯著差異，并在15%PEG濃度處理的白麻SOD活性達到最大值，為196.93U·g^-1，比對照升高了101.02U·g^-1。

  

圖4 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻幼苗SOD活性的影響

2.2.3 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻幼苗過氧化氫酶(CAT)活性的影響

從圖5可以看出，羅布麻和白麻幼苗的CAT活性在不同濃度PEG環(huán)境條件下的變化趨勢基本一致。與對照相比，5%?10%和15%的PEG-6000處理羅布麻種子的CAT活性均有顯著差異，分別為127.56?128.05U·g^-1和85.66U·g^-1，分別比CK減少了47.44?46.95U·g^-1和89.34U·g^-1而10%和15%的PEG-6000處理羅布麻種子的CAT活性之間無顯著差異。與對照相比，5%?10%和15%的PEG-6000處理羅布麻種子的CAT活性均有顯著差異，分別比CK減少了97.00?77.03?167.45U/g在15%PEG濃度時CAT活性達到最低值,為152.14U·g^-1，與對照相比下降了172.86U·g^-1。

  

圖5 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻幼苗CAT活性的影響

2.2.4 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻幼苗過氧化物酶(POD)的影響

POD是一種廣泛存在于生物體中的酶類，它主要具有催化過氧化物分解的能力。由圖6可以看出，與對照相比，5%PEG濃度處理的羅布麻POD活性顯著增加，并達到最大值，為1.70×104U·g^-1，比CK增加了6.06×103U·g^-1；10%和15%PEG濃度處理的羅布麻POD活性無顯著變化。與對照相比，5%?10%?15%PEG濃度處理的白麻均無顯著變化，說明干旱環(huán)境下白麻幼苗POD能保持較高活性，有利于清除體內(nèi)自由基，提高抗旱性。

  

圖6 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻幼苗過氧化物酶(POD)的影響

 

3 討論

3.1 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻植物種子萌發(fā)指標的影響

在一定濃度的PEG-6000溶液下可以人工模擬自然干旱的條件，讓植物組織和細胞處于干旱環(huán)境中，植物體為應對干旱環(huán)境會做出響應，是研究植物種子萌發(fā)時期抗旱性研究的有效方法^[16]。不同植物個體對于干旱環(huán)境下的響應不同，某些植物在干旱脅迫下會出現(xiàn)各種指標的顯著降低，它們在低濃度時對種子萌發(fā)有促進作用，而在高濃度時則表現(xiàn)抑制。根據(jù)朱慧等^[17]研究表明：在針對五爪金龍種子的研究中，采用PEG模擬干旱環(huán)境的方法，發(fā)現(xiàn)水分對種子的萌發(fā)過程具有顯著的抑制效應。郭晉梅等^[18]的研究揭示了白羊草種子在應對不同濃度條件下的響應。在低濃度條件下，白羊草種子的萌發(fā)會受到積極的促進作用；隨著濃度的升高，其萌發(fā)過程則表現(xiàn)出明顯的抑制效應。試驗發(fā)現(xiàn)，與對照相比，在5%?10%的PEG環(huán)境下，羅布麻和白麻種子的萌發(fā)指標均無顯著變化；在15%?20%?25%的PEG環(huán)境下，羅布麻和白麻種子萌發(fā)指標出現(xiàn)抑制現(xiàn)象，濃度越大，抑制作用越大。

3.2 干旱環(huán)境對羅布麻和白麻植物幼苗生理指標的影響

生命活動最小最基本的單元是細胞，干旱環(huán)境可破壞細胞膜的穩(wěn)定性，導致胞內(nèi)電解質(zhì)外流。該研究干旱環(huán)境下羅布麻與白麻丙二醛含量的總體變化趨勢，隨著PEG濃度的增加而逐漸增大，與前人研究結(jié)論一致^[19]。本試驗結(jié)果表明：羅布麻幼苗和白麻幼苗在15%PEG濃度時MDA含量達到最大值，可能是二者此時干旱環(huán)境尚未對細胞膜系統(tǒng)造成嚴重損傷，細胞膜有能力保持著相對較好的流動性和選擇性；羅布麻和白麻幼苗SOD活性均呈先升高后降低趨勢；羅布麻和白麻幼苗CAT活性隨著PEG濃度的增加呈降低趨勢；羅布麻幼苗POD活性在5%PEG濃度時達到最大值，而白麻幼苗POD活性各處理組與對照組無顯著差異，說明干旱環(huán)境下白麻幼苗POD能保持較高活性，有利于清除體內(nèi)自由基，提高抗旱性。羅布麻總體MDA?SOD?CAT?POD活性基本均低于羅布麻，可能是白麻種子整體活力優(yōu)于羅布麻，或者是羅布麻種子放置時間過久，種子出現(xiàn)干癟、受損等情況所導致。

 

4 結(jié)論

一定程度的干旱對羅布麻和白麻種子萌發(fā)無顯著影響，羅布麻種子在0-15%PEG濃度下，白麻種子在0-20%PEG濃度下能夠較好地萌發(fā)；在此基礎上，隨著干旱程度的增加，羅布麻和白麻種子萌發(fā)率發(fā)芽勢、胚芽長、胚根長遞減；羅布麻和白麻幼苗的MDA含量隨著PEG濃度升高而呈上升趨勢；羅布麻幼苗與白麻幼苗的SOD活性對干旱環(huán)境的響應基本相似，均呈先升高后降低的趨勢，均在10%PEG濃度處理時達到最大值；羅布麻幼苗與白麻幼苗的CAT活性基本呈下降趨勢，均在15%PEG濃度處理時達到最低值；5%PEG濃度處理時羅布麻POD活性達到最大值，而白麻幼苗的CK和5%?10%和15%PEG濃度處理組均無顯著差異。綜合種子萌發(fā)數(shù)、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、抗旱指數(shù)等分析發(fā)現(xiàn)，白麻的抗旱性優(yōu)于羅布麻。因此，開展植物種子萌發(fā)特征及其耐旱機制的理論研究，在生態(tài)環(huán)境中具有重要的科學價值，并且為沙漠化土地上植被的修復和重建提供理論基礎。

 

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文章摘自:韓占江，馬淑英，吳校鋒，姜黎．羅布麻和白麻萌發(fā)期的抗旱性特征研究[J/OL]．北方園藝.https://link.cnki.net/urlid/23.1247.S.20250407.1749.002。