Effects of Epichloё endophyte on seed germination and seedling growth of Stipa purpurea under salt stress

doi:10.11686/cyxb2021492

Abstract

Abstract:

Stipa purpurea is one of the dominant grass species in alpine grassland in the Qinghai Lake basin， which is severely affected by salinity. S. purpurea maintains a high rate of Epichloё endophyte infection in native grassland， and Epichloё endophyte infection can improve salt tolerance of grasses. However， little research has been reported on Epichloё endophyte effects on the seed germination and seedling growth of S. purpurea under salt stress. This experiment studied the effects of salt stress on the germination and seedling growth of endophyte-infected （E+） and endophyte-free （E-） S. purpurea seeds. The experiment treatments included different concentrations of single salt （NaCl， Na₂SO₄， Na₂CO₃ and NaHCO₃） and compound salt （NaCl+Na₂CO₃） stress. It was found that the germination rate， germination power and germination index of S. purpurea seeds decreased progressively with successive increases in salt concentration， and the presence of Epichloё endophyte suppressed the downward trend for seed germinability. The intensity of seedling and radical growth inhibition increased with salt concentration and， the relative salt damage rate to seed germination also continued to increase. In addition， salt damage originating from Na₂CO₃and Na₂SO₄on seed germination and seedling growth of S. purpurea was higher than other salt types. Thus， Epichloё endophyte infection is one of the reasons why S. purpurea adapts to saline soil in Qinghai Lake Basin and becomes the dominant grass in alpine grassland. This information is relevant to ecological restoration of areas affected by soil salinization and identification of salt-tolerant grass germplasm and indicates the value of using the Epichloё endophyte symbiont with S. purpurea.

Key words: salt stress, salt type, Epichloё endophyte, Stipa purpurea, seed germination, seedling growth, relative salt damage rate

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Figures/Tables 8

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处理 Treatment	df	发芽率Germination rate		发芽势Germination power		发芽指数Germination index
处理 Treatment	df	F （%）	P	F （%）	P	F	P
带菌状态 Endophyte status （E）	1	148.47	<0.01	18.54	<0.01	119.18	<0.01
盐类型 Salt type （ST）	5	154.65	<0.01	42.77	<0.01	148.59	<0.01
盐浓度 Salt concentration （SC）	2	1161.22	<0.01	287.65	<0.01	501.70	<0.01
带菌状态×盐类型 E×ST	5	0.71	0.62	1.28	0.28	7.28	<0.01
带菌状态×盐浓度 E×SC	2	39.47	<0.01	16.01	<0.01	30.74	<0.01
盐类型×盐浓度ST×SC	10	48.07	<0.01	12.85	<0.01	40.76	<0.01
带菌状态×盐浓度×盐类型E×SC×ST	10	2.21	<0.05	1.33	0.22	3.04	<0.01

处理 Treatment	df	发芽率Germination rate		发芽势Germination power		发芽指数Germination index
处理 Treatment	df	F （%）	P	F （%）	P	F	P
带菌状态 Endophyte status （E）	1	148.47	<0.01	18.54	<0.01	119.18	<0.01
盐类型 Salt type （ST）	5	154.65	<0.01	42.77	<0.01	148.59	<0.01
盐浓度 Salt concentration （SC）	2	1161.22	<0.01	287.65	<0.01	501.70	<0.01
带菌状态×盐类型 E×ST	5	0.71	0.62	1.28	0.28	7.28	<0.01
带菌状态×盐浓度 E×SC	2	39.47	<0.01	16.01	<0.01	30.74	<0.01
盐类型×盐浓度ST×SC	10	48.07	<0.01	12.85	<0.01	40.76	<0.01
带菌状态×盐浓度×盐类型E×SC×ST	10	2.21	<0.05	1.33	0.22	3.04	<0.01

处理 Treatment	df	相对盐害率Relative salt damage rate		幼苗高度Seedling height		胚根长度Radicle length
处理 Treatment	df	F （%）	P	F （mm）	P	F （mm）	P
带菌状态 Endophyte status （E）	1	184.23	<0.01	82.03	<0.01	365.87	<0.01
盐类型 Salt type （ST）	5	210.12	<0.01	213.84	<0.01	83.97	<0.01
盐浓度 Salt concentration （SC）	2	1309.83	<0.01	1349.33	<0.01	522.09	<0.01
带菌状态×盐类型 E×ST	5	14.90	<0.01	1.32	0.26	19.55	<0.01
带菌状态×盐浓度 E×SC	2	48.70	<0.01	13.55	<0.01	122.02	<0.01
盐类型×盐浓度ST×SC	10	64.43	<0.01	61.53	<0.01	21.69	<0.01
带菌状态×盐浓度×盐类型E× SC×ST	10	14.48	<0.01	1.67	0.09	4.99	<0.01

处理 Treatment	df	相对盐害率Relative salt damage rate		幼苗高度Seedling height		胚根长度Radicle length
处理 Treatment	df	F （%）	P	F （mm）	P	F （mm）	P
带菌状态 Endophyte status （E）	1	184.23	<0.01	82.03	<0.01	365.87	<0.01
盐类型 Salt type （ST）	5	210.12	<0.01	213.84	<0.01	83.97	<0.01
盐浓度 Salt concentration （SC）	2	1309.83	<0.01	1349.33	<0.01	522.09	<0.01
带菌状态×盐类型 E×ST	5	14.90	<0.01	1.32	0.26	19.55	<0.01
带菌状态×盐浓度 E×SC	2	48.70	<0.01	13.55	<0.01	122.02	<0.01
盐类型×盐浓度ST×SC	10	64.43	<0.01	61.53	<0.01	21.69	<0.01
带菌状态×盐浓度×盐类型E× SC×ST	10	14.48	<0.01	1.67	0.09	4.99	<0.01

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