李云芝++劉文光++劉惠芬++郭洪恩
摘要 該文根據(jù)我國近幾年脅迫對蜀葵影響的研究報(bào)導(dǎo),從脅迫類型、蜀葵不同時(shí)期對脅迫的反應(yīng)、脅迫對蜀葵物質(zhì)合成的影響等方面論述了脅迫對蜀葵影響的研究進(jìn)展,并就重金屬脅迫對蜀葵種子萌發(fā)和幼苗生長的毒害效應(yīng)研究進(jìn)行了概述,以期為蜀葵抗逆栽培研究提供參考。
關(guān)鍵詞 蜀葵;鹽堿脅迫;重金屬脅迫;脅迫反應(yīng)
中圖分類號 S682.1+62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)24-0144-02
蜀葵(ALthaearosea),別名一丈紅、端午花、熟季花、麻桿花等,是中國的傳統(tǒng)花卉,因最早在四川發(fā)現(xiàn),故得名蜀葵。蜀葵除供觀賞及有很好的環(huán)保作用外,其經(jīng)濟(jì)用途廣泛。蜀葵屬于宿根花卉,具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,能夠在一定程度上抵抗干旱、低溫、瘠薄土壤、鹽堿等不良環(huán)境條件[1]。由于鹽堿地綠化工作的需要,科技工作者們從鹽堿脅迫對種子發(fā)芽情況和物質(zhì)合成的影響,重金屬脅迫對種子萌發(fā)和幼苗生長的影響等方面進(jìn)行了研究。
1 鹽堿脅迫對蜀葵種子發(fā)芽的影響
種子能夠在鹽脅迫下萌發(fā)成苗,是植株在鹽堿條件下生長發(fā)育的前提。因此,研究鹽脅迫下種子萌發(fā)生理具有重要意義[2]。
1.1 鹽脅迫對蜀葵種子發(fā)芽的影響
馬金貴等[3]通過設(shè)置8個(gè)鹽濃度梯度(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%和1.6%NaCl)研究了蜀葵等13種宿根花卉種子萌發(fā)期的耐鹽性。采用李淑君和李青豐的方法[4]對種子的發(fā)芽情況進(jìn)行調(diào)查分析,發(fā)現(xiàn)蜀葵比“金色風(fēng)暴”全緣葉金光菊、“紫色光環(huán)”戴維落新婦和紫花地丁等具有更強(qiáng)的耐鹽性,但是其耐鹽性低于“火尾”抱莖桃葉蓼、矢羽芒和金雞菊等[3]。
田立娟等[5]用NaCl設(shè)置了5個(gè)鹽濃度梯度(0、0.05、0.10、0.15、0.20 mol/L)研究了波斯菊、紫茉莉、蜀葵3種草本花卉種子萌發(fā)期的耐鹽性。測定指標(biāo)為種子萌發(fā)率、種子發(fā)芽勢、胚軸、根長、鹽害指數(shù)等指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果為蜀葵的發(fā)芽率、胚軸長度、根長、發(fā)芽勢、鹽害指數(shù)均介于兩者之間,以波斯菊為強(qiáng)、紫茉莉?yàn)槿?,說明蜀葵的耐鹽性在波斯菊和紫茉莉之間。
許桂芳等[2]以黑心菊、金雞菊、翠菊、蜀葵4種花卉種子為材料,用NaCl和Na2SO4設(shè)置了7個(gè)鹽濃度梯度(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%)研究不同濃度 NaCl和 Na2SO4復(fù)鹽溶液處理下種子及幼苗的耐鹽性,并觀察其相對發(fā)芽率、根長、簡易活力指數(shù)、綜合效應(yīng)。結(jié)果表明:蜀葵的耐鹽力中等,其耐鹽半致死濃度為0.4%,耐鹽極限濃度為1.2%。
劉淑賢通過對幾種露地花卉種子萌發(fā)期耐鹽性研究[6]證明,在萬壽菊、蜀葵、高株翠菊、矮株翠菊4種花卉種子中,以萬壽菊的耐鹽性最強(qiáng),蜀葵次之,高株翠菊、矮株翠菊較差。
1.2 鹽堿脅迫對蜀葵種子發(fā)芽率的影響
鹽脅迫蜀葵種子發(fā)芽率有顯著的抑制作用,蜀葵種子發(fā)芽率隨著鹽堿度的增加呈顯著降低的趨勢;并且種子發(fā)芽率隨著pH值的增加也呈現(xiàn)降低的趨勢。在pH值為 8.13、鹽度為5‰時(shí)蜀葵保持很高的發(fā)芽率,為70.5%,而鹽度升高到20‰時(shí),發(fā)芽率僅為1.0%;在pH值為9.18時(shí),蜀葵種子在鹽度為5‰時(shí)發(fā)芽率只有13.3%??梢娛窨軌蚰褪苓m當(dāng)?shù)柠}度和較低的pH值,在遇到高pH值時(shí)蜀葵種子萌發(fā)率很低[7]。
2 脅迫對蜀葵物質(zhì)合成的影響
2.1 鹽脅迫對蜀葵脯氨酸的影響
脯氨酸是植物在鹽脅迫下的主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一[8],馬書燕等[9]采用盆栽法設(shè)置了5個(gè)鹽濃度梯度(0%、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%),研究了鹽脅迫對幾種宿根花卉脯氨酸含量的影響。結(jié)果認(rèn)為,鹽脅迫下,不同花卉種類體內(nèi)脯氨酸的積累存在較大差異;0.2%的鹽濃度條件下,各品種脯氨酸含量差異較小,鹽濃度達(dá)到0.4%時(shí)各品種體內(nèi)脯氨酸含量均有不同程度的增加,0.6%的鹽濃度條件下,各品種脯氨酸含量增加的順序依次為“火尾”抱莖桃葉蓼>蜀葵>矢羽芒>“玫紅地神”翠菀>“雪冠”假龍頭>“夏日美酒”千葉蓍??梢?,蜀葵是對鹽脅迫較為敏感的品種。該試驗(yàn)與劉寅[10]對龍柏、黃楊、朝鮮黃楊等的研究結(jié)果一致。
2.2 干旱脅迫對蜀葵葉綠素的影響
葉綠素含量往往直接影響著光合作用的速率和光合產(chǎn)物的形成,最終影響作物產(chǎn)量和質(zhì)量的提高。郭小珍[11]以西紅柿和蜀葵2種草本植物的幼苗為研究對象,通過比色法分別測定幼苗葉片中的葉綠素含量,研究了干旱脅迫對植物幼苗葉綠素生理指標(biāo)的影響,干旱條件下蜀葵葉綠素總含量從59.74 mg/L顯著下降到16.73 mg/L;復(fù)水后葉綠素總含量從16.73 mg/L升高到40.53 mg/L,但仍低于正常水平。
3 重金屬脅迫對蜀葵種子萌發(fā)和幼苗生長的毒害效應(yīng)研究
重金屬污染已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重點(diǎn)環(huán)境污染問題,含有重金屬的污染物能夠以不同的途徑進(jìn)入土壤或者水體,造成土壤和水體環(huán)境的污染[12-15]。
3.1 鎘脅迫對蜀葵種子萌發(fā)和幼苗生長的毒害效應(yīng)研究
重金屬鎘是環(huán)境中普遍存在的,并是具有較大危害性的重金屬污染源之一。鎘脅迫能夠嚴(yán)重抑制植物種子萌發(fā),并對幼苗產(chǎn)生傷害。白瑞琴等[16]的研究表明,低濃度鎘對蜀葵、二月藍(lán)種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗長度等均無顯著的影響,但是隨鎘濃度的升高,2種植物種子的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗長度都呈現(xiàn)顯著降低的趨勢;高濃度鎘會(huì)顯著抑制蜀葵、二月藍(lán)萌發(fā)后幼苗形態(tài)建成;蜀葵種子較二月藍(lán)種子具有較高的耐鎘脅迫能力。
3.2 鉛脅迫對蜀葵種子萌發(fā)和幼苗生長的毒害效應(yīng)研究
鉛也是環(huán)境中較為常見且毒害性較強(qiáng)的重金屬污染物之一。植物種子的萌發(fā)和幼苗生長容易受到高濃度鉛的毒害。白瑞琴等[17]的結(jié)果表明,較低濃度的鉛對蜀葵和二月藍(lán)種子的萌發(fā)并無顯著的影響,但是高濃度的鉛能顯著抑制種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等,脅迫嚴(yán)重時(shí)幼苗變褐,甚至死亡。鉛對蜀葵和二月藍(lán)萌發(fā)后幼苗形態(tài)建成均有顯著的抑制作用。
4 現(xiàn)狀及建議
目前對蜀葵脅迫的研究比較少,且大多停留在鹽堿及重金屬對種子萌發(fā)及幼苗常規(guī)指標(biāo)的考察上,對于干旱脅迫及鹽堿脅迫引起的其他變化、脅迫機(jī)理的研究相對較少,而對于基因如何調(diào)控、耐旱基因如何協(xié)同作用、信號如何傳導(dǎo)、滲透調(diào)節(jié)機(jī)制等方面還未見報(bào)道,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,蜀葵受到的脅迫往往是綜合因素引起的,如何從鹽堿、干旱、低溫等不同脅迫條件對田間性狀、生理生化、蛋白質(zhì)、分子水平進(jìn)行研究還有大量工作需要科技工作者們?nèi)プ觥?/p>
5 參考文獻(xiàn)
[1] 王少平,林紫玉,劉改芬.不同濃度硼酸對蜀葵種子發(fā)芽的影響[J].北方園藝,2007(10):128-130.
[2] 許桂芳,劉明久,黃小玲.鹽分脅迫對4種花卉種子萌發(fā)的影響[J].種子,2007(8):39-41.
[3] 馬金貴,郭淑英,馬雨露.幾種宿根花卉種子萌發(fā)期耐鹽性研究[J].北方園藝,2013(14):95-97.
[4] 李淑君,李青豐.種子發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)的確定[J].中國草地,1995(4):52-55.
[5] 田立娟,劉方明.程海濤,等.三種草本花卉種子萌發(fā)期耐鹽性測定[J].科技信息,2012(26):126.
[6] 劉淑賢.幾種露地花卉種子萌發(fā)期耐鹽性研究[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,17(3):228-230.
[7] 孫萍.濱海重鹽堿區(qū)幾種水培植物的耐鹽堿性及其凈化氮磷效果的研究[D].青島:中國海洋大學(xué),2015.
[8] 楊升,張華新,張麗.植物耐鹽生理生化指標(biāo)及耐鹽植物篩選綜述[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2010,25(3):59-65.
[9] 馬書燕,馬金貴,郭淑英,等.鹽脅迫對幾種宿根花卉脯氨酸含量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(33):16075-16076.
[10] 劉寅.天津?yàn)I海耐鹽植物篩選及植物耐鹽性評價(jià)指標(biāo)研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2011.
[11] 郭小珍.干旱脅迫對番茄和蜀葵幼苗葉片葉綠素含量的影響[J].農(nóng)業(yè)科技通訊,2014(11):116-117.
[12] 張春榮,夏立江,杜相革,等.鎘對紫花苜蓿種子萌發(fā)的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2004,20(5):253-255.
[13] NICHOLSON F A,JONES K C.Effect of phosphate fertilizers and atmo-spheric deposition on long-term changes in the cadmium content of soil and crop[J].Envon Sci Tech,1994(28):2170-2175.
[14] 陳懷滿.土壤-植物系統(tǒng)中的重金屬污染[M].北京:科學(xué)出版社,1996.
[15] 孫鐵珩,周啟星,李培軍.土壤污染形成機(jī)理與修復(fù)技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2005:1-3.
[16] 白瑞琴,晁公平,孫華,等.重金屬鎘脅迫對蜀葵、二月藍(lán)種子萌發(fā)和幼苗生長的毒害效應(yīng)研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2009,24(2):134-138.
[17] 白瑞琴,韓蕾,李燕,等.重金屬鉛對蜀葵、二月藍(lán)種子萌發(fā)和幼苗生長的毒害效應(yīng)研究[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,30(1):1-5.