不同外源物质对盐、碱及干旱胁迫下草木樨种子萌发、幼苗生长及生理的影响

doi:10.11686/cyxb2023369

摘要/Abstract

摘要：

为筛选出促进盐、碱及干旱胁迫下草木樨种子萌发和幼苗生长的最佳外源物质及其处理浓度，采用培养皿滤纸发芽法，研究不同浓度赤霉素（GA）和褪黑素（MT）浸种6 h对盐、碱及干旱胁迫下草木樨种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明，盐胁迫下，200 mg·L^-1的GA是促进种子萌发的最佳处理，50 μmol·L^-1的MT是提高幼苗超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性的最佳处理。在碱胁迫下，200 μmol·L^-1的MT则使幼苗胚轴长出现最大值。在干旱胁迫下，100 mg·L^-1的GA使草木樨种子发芽率和胚根长出现最大值。隶属函数综合评价得出，缓解盐胁迫的最佳外源物质是GA，最佳处理浓度是200 mg·L^-1，缓解碱和干旱胁迫的最佳外源物质是MT，最佳处理浓度分别是50和100 μmol·L^-1。综上所述，MT和GA浸种能够在盐、碱及干旱胁迫下促进草木樨种子萌发和幼苗生长，研究结果可为提高草木樨对盐、碱及干旱胁迫的耐受能力提供参考。

关键词: 外源物质, 盐、碱、干旱胁迫, 草木樨, 种子萌发, 幼苗生长, 抗氧化酶活性

Abstract:

The aim of this study was to determine the best exogenous substance， and its optimal concentration， to promote the seed germination and seedling growth of Melilotus suaveolens under salt， alkali， and drought stress. Seeds of M. suaveolens were germinated in Petri dishes on filter paper with gibberellin （GA） and melatonin （MT） at various concentrations. The effects of these substances on the seed germination and seedling growth of M. suaveolens， as well its responses to 6-h salt， alkali， and drought stress treatments， were evaluated. The results showed that 200 mg·L^-1 GA was the best treatment to promote seed germination， and 50 μmol·L^-1 MT was the best treatment to improve the activities of superoxide dismutase （SOD）， peroxidase （POD）， and catalase （CAT） in seedlings under salt stress. Under alkali stress， the maximum hypocotyl length of seedlings was in the 200 μmol·L^-1 MT treatment. Under drought stress， the maximum germination rate and radicle length were in the 100 mg·L^-1 GA treatment. According to a multivariate evaluation using a membership function method， the best exogenous substance for alleviating salt stress was GA， and the optimal concentration was 200 mg·L^-1. The best exogenous substance for alleviating alkali stress and drought stress was MT， and the optimal concentration was 50 and 100 μmol·L^-1， respectively. In conclusion， MT and GA can promote the seed germination and seedling growth of M. suaveolens under salt， alkali， and drought stress. These findings provide reference data for improving the tolerance of M. suaveolens to salt， alkali， and drought stress.

Key words: exogenous substances, salt， alkali and drought stress, Melilotus suaveolens, seed germination, seedling growth, antioxidant enzyme activity

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图/表 8

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处理 Treatment	胁迫处理 Stress treatment	外源物质 Exogenous substance
CK	蒸馏水Distilled water	蒸馏水Distilled water
S₀	100 mmol·L^-1NaCl	蒸馏水Distilled water
SM₁	100 mmol·L^-1NaCl	50 μmol·L^-1MT
SM₂	100 mmol·L^-1NaCl	100 μmol·L^-1MT
SM₃	100 mmol·L^-1NaCl	200 μmol·L^-1MT
SG₁	100 mmol·L^-1NaCl	50 mg·L^-1GA
SG₂	100 mmol·L^-1NaCl	100 mg·L^-1GA
SG₃	100 mmol·L^-1NaCl	200 mg·L^-1GA
A₀	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	蒸馏水Distilled water
AM₁	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	50 μmol·L^-1MT
AM₂	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	100 μmol·L^-1MT
AM₃	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	200 μmol·L^-1MT
AG₁	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	50 mg·L^-1GA
AG₂	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	100 mg·L^-1GA
AG₃	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	200 mg·L^-1GA
D₀	10% PEG-6000	蒸馏水Distilled water
DM₁	10% PEG-6000	50 μmol·L^-1MT
DM₂	10% PEG-6000	100 μmol·L^-1MT
DM₃	10% PEG-6000	200 μmol·L^-1MT
DG₁	10% PEG-6000	50 mg·L^-1GA
DG₂	10% PEG-6000	100 mg·L^-1GA
DG₃	10% PEG-6000	200 mg·L^-1GA

处理 Treatment	胁迫处理 Stress treatment	外源物质 Exogenous substance
CK	蒸馏水Distilled water	蒸馏水Distilled water
S₀	100 mmol·L^-1NaCl	蒸馏水Distilled water
SM₁	100 mmol·L^-1NaCl	50 μmol·L^-1MT
SM₂	100 mmol·L^-1NaCl	100 μmol·L^-1MT
SM₃	100 mmol·L^-1NaCl	200 μmol·L^-1MT
SG₁	100 mmol·L^-1NaCl	50 mg·L^-1GA
SG₂	100 mmol·L^-1NaCl	100 mg·L^-1GA
SG₃	100 mmol·L^-1NaCl	200 mg·L^-1GA
A₀	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	蒸馏水Distilled water
AM₁	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	50 μmol·L^-1MT
AM₂	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	100 μmol·L^-1MT
AM₃	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	200 μmol·L^-1MT
AG₁	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	50 mg·L^-1GA
AG₂	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	100 mg·L^-1GA
AG₃	pH 8.0碱溶液pH 8.0 alkali solution	200 mg·L^-1GA
D₀	10% PEG-6000	蒸馏水Distilled water
DM₁	10% PEG-6000	50 μmol·L^-1MT
DM₂	10% PEG-6000	100 μmol·L^-1MT
DM₃	10% PEG-6000	200 μmol·L^-1MT
DG₁	10% PEG-6000	50 mg·L^-1GA
DG₂	10% PEG-6000	100 mg·L^-1GA
DG₃	10% PEG-6000	200 mg·L^-1GA

处理 Treatment	发芽率 Germination rate （%）	发芽势 Germination potential （%）	发芽指数 Germination index	活力指数 Vitality index	胚根长 Radicle length （mm）	胚轴长 Hypocotyl length （mm）	鲜重 Fresh weight （g·plant^-1）
CK	84.44±1.93b	82.22±1.92abc	40.46±3.99bc	1356.86±130.34c	33.54±0.58c	34.83±0.62b	0.16±0.01ab
S₀	76.67±3.34c	70.00±3.33d	33.07±2.01d	782.47±77.13d	23.63±1.09d	27.97±2.69c	0.12±0.01c
SM₁	91.11±1.92a	86.67±3.34ab	42.86±0.98bc	1792.30±45.45b	41.82±0.39ab	34.21±1.37b	0.15±0.01ab
SM₂	93.33±3.34a	87.78±5.09ab	44.97±2.66b	1937.73±159.52b	43.05±1.04ab	36.77±5.39ab	0.17±0.02a
SM₃	84.44±1.93b	81.11±1.92bc	42.77±3.65bc	1896.60±139.17b	44.38±1.32a	40.19±1.89a	0.15±0.01ab
SG₁	85.55±3.85b	75.56±5.09cd	39.44±3.96c	1356.52±133.39c	34.41±0.93c	35.24±0.97b	0.14±0.02bc
SG₂	92.22±5.09a	87.78±3.85ab	45.13±2.05b	1825.67±47.94b	40.53±2.57b	38.59±1.61ab	0.17±0.02a
SG₃	93.33±0.00a	88.89±5.09a	55.42±1.25a	2374.63±179.43a	42.89±3.80ab	40.24±1.27a	0.18±0.02a

处理 Treatment	发芽率 Germination rate （%）	发芽势 Germination potential （%）	发芽指数 Germination index	活力指数 Vitality index	胚根长 Radicle length （mm）	胚轴长 Hypocotyl length （mm）	鲜重 Fresh weight （g·plant^-1）
CK	84.44±1.93b	82.22±1.92abc	40.46±3.99bc	1356.86±130.34c	33.54±0.58c	34.83±0.62b	0.16±0.01ab
S₀	76.67±3.34c	70.00±3.33d	33.07±2.01d	782.47±77.13d	23.63±1.09d	27.97±2.69c	0.12±0.01c
SM₁	91.11±1.92a	86.67±3.34ab	42.86±0.98bc	1792.30±45.45b	41.82±0.39ab	34.21±1.37b	0.15±0.01ab
SM₂	93.33±3.34a	87.78±5.09ab	44.97±2.66b	1937.73±159.52b	43.05±1.04ab	36.77±5.39ab	0.17±0.02a
SM₃	84.44±1.93b	81.11±1.92bc	42.77±3.65bc	1896.60±139.17b	44.38±1.32a	40.19±1.89a	0.15±0.01ab
SG₁	85.55±3.85b	75.56±5.09cd	39.44±3.96c	1356.52±133.39c	34.41±0.93c	35.24±0.97b	0.14±0.02bc
SG₂	92.22±5.09a	87.78±3.85ab	45.13±2.05b	1825.67±47.94b	40.53±2.57b	38.59±1.61ab	0.17±0.02a
SG₃	93.33±0.00a	88.89±5.09a	55.42±1.25a	2374.63±179.43a	42.89±3.80ab	40.24±1.27a	0.18±0.02a

处理 Treatment	发芽率 Germination rate （%）	发芽势 Germination potential （%）	发芽指数 Germination index	活力指数 Vitality index	胚根长 Radicle length （mm）	胚轴长 Hypocotyl length （mm）	鲜重 Fresh weight （g·plant^-1）
CK	84.44±1.93b	82.22±1.92a	40.46±3.99c	1356.86±130.34d	33.54±0.58cd	34.83±0.62a	0.16±0.01cde
A₀	77.78±1.92c	67.78±1.92b	33.92±0.91d	731.18±31.87e	21.57±1.14f	24.34±1.35c	0.14±0.01f
AM₁	94.44±1.93a	91.11±5.09a	66.01±1.98a	1911.30±99.61c	28.95±1.01e	30.11±2.13b	0.18±0.02bc
AM₂	91.11±3.85a	84.44±7.70a	59.28±2.88b	1999.42±10.32bc	33.77±1.43cd	32.92±1.21ab	0.19±0.01b
AM₃	88.89±3.85ab	82.22±8.39a	56.76±2.61b	2063.34±63.28b	36.38±1.08ab	35.18±0.42a	0.21±0.01a
AG₁	92.22±5.09a	88.89±1.92a	66.24±1.59a	2086.20±126.70b	31.49±1.53d	32.90±2.50ab	0.15±0.01ef
AG₂	91.11±1.92a	86.67±3.34a	65.79±1.26a	2350.59±25.87a	35.74±0.87bc	33.33±1.04a	0.16±0.00de
AG₃	88.89±1.92ab	85.56±5.09a	64.56±2.65a	2467.89±70.52a	38.30±2.62a	34.50±2.56a	0.17±0.00cd