劉攀 耿興敏 李娜
摘要:[目的]研究輻射對鹽堿脅迫杜鵑花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響,為杜鵑花耐鹽堿品種選育提供技術支持。[方法]以60Co-γ射線為輻射源,分3批對不同種杜鵑花種子進行不同劑量輻射,分析輻射對杜鵑花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響,以確定適宜輻射劑量;選取輻射處理的馬銀花和映山紅種子進行鹽堿脅迫,分析輻射對鹽堿脅迫杜鵑花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。[結果]輻射處理對不同種杜鵑花種子萌發(fā)率的影響存在種間差異,5種杜鵑花種子的半致死劑量(LD50)為121-213 Gy,排序為映山紅>大白杜鵑>羊躑躅>滿山紅>鹿角杜鵑,杜鵑花種子的適宜輻射劑量為100~150 Gy。輻射劑量與杜鵑花種子萌發(fā)率、出苗率、成苗率呈負相關,但100 Gy處理可提高馬銀花和映山紅種子萌發(fā)率,50 Gy處理可促進映山紅、鹿角杜鵑和滿山紅幼苗生長,150 Gy處理可促進大白杜鵑幼苗生長。鹽堿脅迫可抑制馬銀花和映山紅種子萌發(fā)和幼苗生長,但100 Gy輻射處理提高了馬銀花和映山紅種子在鹽堿脅迫下的萌發(fā)率,在一定程度上緩解了鹽害程度。在酸性環(huán)境(pH 5.0)和中性環(huán)境(pH 6.5)下馬銀花和映山紅種子萌發(fā)較好,在堿性環(huán)境下(pH 8.0)種子萌發(fā)受到抑制。[結論]60Co-γ輻射可作為提高馬銀花和映山紅種子萌發(fā)期耐鹽堿性的一種手段,適宜的輻射劑量為100~150 Gy。
關鍵詞:杜鵑花;60Co-γ;脅迫;種子萌發(fā);幼苗生長
中圖分類號:S685.210.36 文獻標志碼:A 文章編號:2095-1191(2018)03-0516-09
0引言
[研究意義]杜鵑花(Rhododendron sp.)是我國十大名花之一,花葉兼美,具有很高的園林應用價值(陳俊愉和程緒珂,1990)。杜鵑花喜酸l生疏松土壤,不耐鹽堿(張杰,2015;肖政等,2016),但全球超過20%的耕地受鹽堿脅迫影響(Gupta and Huang,2014),我國鹽堿地總面積約9913萬ha(楊佳佳等,2011),分布廣,生境惡劣,極大限制了野生杜鵑花的引種栽培及園藝栽培品種的推廣應用,亟需選育抗鹽堿新品種。輻射育種是選育新品種的重要手段之一,因此,研究輻射對杜鵑花耐鹽堿性的影響,對杜鵑花抗鹽堿新品種選育及其在鹽堿地區(qū)的園林應用具有重要意義。[前人研究進展]目前,60Co-γ射線是應用最多的輻射源,植株突變率高,創(chuàng)造出新種質資源的可能性較大,可加快育種進程(戴思蘭,2013)。已有大量研究表明,適宜劑量的輻射處理能提高植物對鹽、重金屬等非生物逆境脅迫的抗性(Chen eta1.,2011;Qi et a1.,2014,2015)。但有關對杜鵑花進行輻射誘變的研究報道極少。王長泉和宋恒(2003)以v射線作誘變劑,對杜鵑無菌苗葉片產生的不定芽進行了耐鹽篩選,結果表明,該方法可篩選出耐0.5%、0.7%和1.0%NaCl的變異株系。宋恒等(2003)研究60Co-γ射線對杜鵑花試管苗的誘變效應,結果表明杜鵑花試管苗的致死輻射劑量為24 Gy,最佳誘變劑量為8~16 Gy,且12和16 Gy輻射處理的試管苗經高枝嫁接后出現(xiàn)花色明顯變異的突變體,連續(xù)多次轉接突變體,其花色性狀仍穩(wěn)定。趙云龍等(2012)研究60Co-γ射線對大白杜鵑苗高、氣孔特征和內源激素含量的影響,結果表明60Co-γ對大白杜鵑具有矮化效應。劉曉青等(2014)采用不同劑量60Co-γ射線處理鹿角杜鵑干種子,結果表明較高劑量輻射會抑制鹿角杜鵑種子萌發(fā)和幼苗生長,導致幼苗生理代謝紊亂從而抑制其生長。陳睿等(2015)研究不同劑量60Co-γ射線對紅牡丹和富哥爾一號兩個杜鵑花品種成熟植株的芽成活率、新梢長度、新葉長寬、開花和花特性的影響,結果表明兩個杜鵑品種的耐輻照能力稍有差異,且輻射劑量為25~65 Gy時芽成活率、新梢長度和新葉長寬等均隨劑量的增加而下降,花期推遲,花量減少,但花的變異程度加大,花色和花瓣形態(tài)呈現(xiàn)豐富的多樣性。[本研究切入點]適宜的輻射劑量是輻射誘變育種成功的關鍵(黃如葵等,2015),但目前鮮見有關杜鵑花適宜輻射劑量及輻射對杜鵑耐鹽堿性影響的研究報道。[擬解決的關鍵問題]以60Co-γ射線為輻射源,對不同種杜鵑花種子進行不同劑量輻射處理,分析輻射對杜鵑種子萌發(fā)的影響及其在鹽堿脅迫下的生長狀況,為杜鵑花輻射誘變育種及其耐鹽堿新品種的選育提供參考。
1材料與方法
1.1試驗材料
2011~2016年陸續(xù)采集6種杜鵑花種子,烘干后室溫保存。采集時間和地點見表1。試劑均購自南京榮世德貿易有限公司。
1.2試驗方法
1.2.160Co-γ輻射處理 將杜鵑花種子分3批送至南京喜悅輻射科技有限公司進行60Co-γ輻射處理,輻照率為3.3 Gy/min。第1批輻射種源為映山紅和羊躑躅,輻射劑量為0、25、50、100、150和250 Gy;根據第1批輻射結果對第2批進行了調整,將輻射的種源增至4個,分別為映山紅、滿山紅、大白杜鵑和鹿角杜鵑,輻射劑量調整為0、50、100、150、200和300 Gy;第3批輻射種源為低海拔的常綠杜鵑種馬銀花和落葉杜鵑種映山紅,二者對夏季和冬季溫度變化的適應性好,但其耐鹽堿性差,是廣泛推廣應用的主要限制因子,故用于鹽堿脅迫試驗,根據前兩批試驗結果,第3批輻射劑量調整為0、50、100和150 Gy(表1)。
1.2.2種子發(fā)芽 取第1批各輻射處理的100粒種子和第2批各輻射處理的300粒種子進行發(fā)芽試驗,每處理重復3次。種子的萌發(fā)以胚根突破種皮為準,以連續(xù)3 d每天的萌發(fā)率不超過供試種子總數的1%為結束發(fā)芽時間,統(tǒng)計種子萌發(fā)率。種子萌發(fā)率(%)=(種子發(fā)芽數/供試種子數)×100。
1.2.3溫室育苗 取第2批輻射處理的杜鵑花種子播種于溫室,基質為上層覆蓋苔蘚的泥炭(岳媛和耿興敏,2013)。播種80 d后統(tǒng)計出苗數(以2片子葉出土為準),225 d后觀察幼苗生長狀況,統(tǒng)計成苗率和葉片數,并采用游標卡尺測量幼苗株高(基部至2子葉間生長點)和根長(基部到主根尖),取平均值。出苗(成苗)率(%)=出(成)苗數腫子發(fā)芽(出苗)數×100。
1.2.4鹽堿脅迫 分別將第3批輻射處理的兩種杜鵑花種子分成2份,其中1份接種于不同pH的木本植物用培養(yǎng)基(WPM)上,pH分別為5.0、6.5和8.0,另1份接種于含不同NaCl濃度的WPM(pH 5.0)上,NaCl濃度分別為0、50和100 mmol/L。具體接種方法:將種子用濾紙包好,在超凈工作臺上用75%酒精消毒30 s,無菌水清洗2次后,再用含0.005%吐溫-20的10%NaClO溶液消毒15 min,無菌水沖洗5次,然后用無菌鑷子接種至不同pH或NaCl濃度的WPM上。試驗采用全面區(qū)組試驗設計,共40個處理,每處理接種4瓶,每瓶接種20粒種子,重復3次。培養(yǎng)條件:溫度(25±1)℃,光照強度3000 lx,光照時數12 h/d。按照1.2.2中的方法統(tǒng)計種子萌發(fā)率。培養(yǎng)120 d后,按照
1.2.3中的方法測定幼苗的根長、株高和葉片數,并計算相對鹽害率。相對鹽害率(%)=(未加鹽萌發(fā)率-鹽處理萌發(fā)率)/未加鹽萌發(fā)率×100。
1.3統(tǒng)計分析
采用Excel 2007對試驗數據進行統(tǒng)計分析和制圖,使用SPSS 19.0進行方差和相關性分析,采用概率單位加權回歸法(張小康等,2013)計算5種杜鵑的半致死劑量(LD50),采用Duncans法進行平均值多重比較。
2結果與分析
2.1輻射處理對杜鵑花種子萌發(fā)率的影響
由表2可知,輻射處理對不同種杜鵑花種子萌發(fā)率的影響存在種問差異。羊躑躅、滿山紅、大白杜鵑和鹿角杜鵑的種子萌發(fā)率均隨輻射劑量的增加而下降,但低劑量(25和50 Gy)處理的映山紅萌發(fā)率較0 Gy處理顯著下降(P<0.05,下同),100 Gy處理萌發(fā)率又顯著升高,高劑量(150-300 Gy)處理隨輻射劑量的增加其萌發(fā)率又顯著降低。相關性分析結果顯示,5種杜鵑花種子萌發(fā)與輻射呈負相關,其中映山紅的相關系數絕對值最低,其他4種杜鵑花的相關系數絕對值均在0.930以上,說明輻射與映山紅種子萌發(fā)不存在明顯的線性關系,且與其他4種杜鵑種子萌發(fā)存在明顯的負相關,即輻射顯著抑制其種子萌發(fā)。5種杜鵑花的LD50為121-213 Gy,排序為映山紅>大白杜鵑>羊躑躅>滿山紅>鹿角杜鵑。
2.2輻射處理對杜鵑花種子出苗率、成苗率及幼苗生長的影響
輻射處理的杜鵑花種子出苗率、成苗率、株高和葉片數如表3所示。播種80 d后,0 Gy處理的映山紅出苗率最高,為80.95%,其他3種杜鵑花的出苗率為51.00%-60.00%。隨輻射劑量的增加,映山紅出苗率顯著下降,其中100、150和200 Gy處理出苗率分別顯著降低46.47%、70.75%和55.08%,滿山紅、大白杜鵑和鹿角杜鵑出苗率也呈下降趨勢,但降幅較映山紅小。300 Gy處理的4種杜鵑花出苗率均為0??梢姡?sup>60Co-γ輻射處理會抑制杜鵑花出苗。
播種225 d后,0 Gy處理的大白杜鵑成苗率最高,為43.84%,鹿角杜鵑次之,為25.40%,隨后是映山紅17.65%,以滿山紅最低,僅為6.25%。4種杜鵑花成苗率隨輻射劑量增加而下降,但存在明顯差異,其中,150 Gy處理滿山紅的成苗率高于0 Gy處理,但無顯著差異(P>0.05,下同);100 Gy處理映山紅的成苗率較50 Gy處理提高66.27%,但仍低于0 Gy處理;50 Gy處理鹿角杜鵑的成苗率較0 Gy處理顯著降低62.51%,當輻射劑量≥100 Gy時未見幼苗成活,但其他3種杜鵑花經150 Gy輻射處理后幼苗仍成活,當輻射劑量增至200 Gy時4種杜鵑花均未見幼苗成活,表明60Co-γ輻射抑制杜鵑花幼苗成活,但存在種問差異。
輻射處理的4種杜鵑花中,大白杜鵑幼苗生長相對較好,株高和葉片數高于其他3種杜鵑花(除50Gy處理的鹿角杜鵑外)。除大白杜鵑外,其他3種杜鵑花50 Gy處理的株高和葉片數較0 Gy處理高,其中以鹿角杜鵑最高,但大白杜鵑150 Gy處理的株高和葉片數較其他劑量處理高??梢?,50 Gy輻射可提高映山紅、鹿角杜鵑和滿山紅幼苗的生長勢,150 Gy輻射可提高大白杜鵑的生長勢。
2.3輻射處理對堿脅迫杜鵑花種子萌發(fā)率的影響
輻射處理的杜鵑花種子在不同pH的WPM上進行培養(yǎng),其萌發(fā)率如表4所示。比較分析同一pH生長條件下不同輻射劑量處理的種子萌發(fā)率:100 Gy處理馬銀花的種子在pH 5.0、6.5和8.0條件下萌發(fā)率均顯著高于0 Gy處理,其中又以pH 5.0條件下最高,以pH 8.0條件下最低,且150 Gy處理在pH 5.0和8.0條件下的種子中萌發(fā)率高于0 Gy處理,但僅pH 5.0時達顯著水平;50~150 Gy處理映山紅的種子在pH5.0和8.0條件下萌發(fā)率均高于0 Gy處理,但無顯著差異,僅100 Gy處理的種子在pH 6.5條件下萌發(fā)率顯著高于0 Gy處理??梢?,在酸堿環(huán)境下,100 Gy輻射均可提高馬銀花和映山紅種子萌發(fā)率。
比較分析同一輻射劑量處理的種子在不同pH生長條件下的萌發(fā)率:0和50 Gy處理馬銀花的種子在pH 6.5條件下萌發(fā)率均最高,在pH 5.0條件下萌發(fā)率次之,在pH 8.0條件下萌發(fā)率最低,但100和150Gy處理在pH 5.0條件下萌發(fā)率最高,隨著pH升高其萌發(fā)率呈下降趨勢;不同劑量處理映山紅的種子均在pH 6.5條件下萌發(fā)率最高,在pH 8.0條件下萌發(fā)率最低,低劑量(0和50 Gy)處理的種子在pH 5.0和pH6.5條件下萌發(fā)率無顯著差異,但與pH 8.0條件下萌發(fā)率存在顯著差異,100 Gy處理的種子在3種不同pH條件下萌發(fā)率均存在顯著差異;150 Gy處理的種子在3種不同pH條件下萌發(fā)率均無顯著差異??梢?,在酸性環(huán)境(pH 5.0)和中性環(huán)境(pH 6.5)下馬銀花和映山紅種子萌發(fā)較好,在堿性環(huán)境下(pH 8.0)種子萌發(fā)受到抑制。
2.4輻射處理對鹽堿脅迫杜鵑花幼苗生長的影響
由表5可知,1 50 Gy處理馬銀花在pH 5.0條件下幼苗株高、根長和葉片數均較0 Gy處理顯著降低,50和100 Gy處理在pH 6.5條件下幼苗株高較0 Gy處理高,但無顯著差異,150 Gy處理在該pH條件下幼苗根長顯著高于0 Gy處理,50和100 Gy處理在pH 8.0條件下幼苗根長顯著高于0 Gy處理,葉片數也高于CK,但無顯著差異;100和150 Gy處理映山紅在pH5.0、6.5和8.0條件下幼苗株高、根長和葉片數顯著低于0 Gv處理,50 Gy處理在pH 5.0條件下幼苗根長較0 Gy處理高,但無顯著差異。綜上所述,在同一pH條件下,隨著輻射劑量的增加,馬銀花和映山紅幼苗株高、根長和葉片數整體上呈降低趨勢,除pH 6.5條件下輻射處理的馬銀花株高和根長略高于0 Gy處理外,其余均低于0 Gy處理,表明60Co-γ輻射處理會抑制堿脅迫杜鵑花幼苗的生長,劑量越高,抑制效果越明顯,但不同種杜鵑花對不同輻射劑量和酸堿生長環(huán)境的響應存在差異。
由表5還可知,隨pH升高,同一輻射劑量處理馬銀花和映山紅幼苗的根長、株高和葉片數整體上呈降低趨勢,說明堿性環(huán)境不利于輻射處理的杜鵑花幼苗生長。從圖1可看出,0 Gy處理映山紅幼苗在pH 5.0 WPM上生長良好,隨著pH升高,幼苗長勢明顯變弱,頂端葉片失綠,植株矮小,pH增至8.0時植株出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象??梢姡嵝耘囵B(yǎng)基更適于培養(yǎng)60Co-γ輻射處理的杜鵑花幼苗。
2.5輻射處理對鹽堿脅迫下杜鵑花種子萌發(fā)率的影響
由表6可知,100 mmol/L NaCl脅迫下,0~150Gy處理馬銀花的種子萌發(fā)率均顯著低于0 n31nol/LNacl脅迫,相對鹽害率在65.0%以上,0~150 Gy處理映山紅的種子萌發(fā)率也均顯著低于0 mmol/L Nacl脅迫,相對鹽害率為17.1%~47.8%,說明鹽脅迫會抑制馬銀花和映山紅種子萌發(fā),鹽濃度越高,萌發(fā)率越小,呈明顯負相關性。
由表6還可知,隨NaCl濃度升高,0~150 Gy處理馬銀花的種子萌發(fā)率均呈下降趨勢,其中50和100mmol/L NaCl脅迫下0 Gy處理的種子萌發(fā)率分別比0 mmol/L NaCl脅迫降低28.10%和70.50%,50 Gy處理的種子萌發(fā)率低于0 Gy處理,未達顯著水平,但100和150 Gy處理的種子萌發(fā)率均低于0 mmol/LNaCl脅迫,高于0和50 Gy處理,表現(xiàn)出較好的耐鹽性,其中100 Gy處理對鹽害的緩解效果優(yōu)于150 Gy處理。50 mmol/L NaCl脅迫下0 Gy處理映山紅的種子萌發(fā)率較0 mmol/L NaCl脅迫降低13.60%,50~1 50 Gy處理相對鹽害率均低于0 Gy處理,但其種子萌發(fā)率高于0 Gy處理,未達顯著水平,其中以100 Gy處理的種子萌發(fā)率最高、相對鹽害率最低;100mmol/L NaCl脅迫下,50~150 Gy處理映山紅的相對鹽害率高于0 Gy處理,其中以150 Gy處理最高,但其萌發(fā)率最低,說明輻射未能減輕映山紅種子受較高鹽脅迫的傷害程度。可見,60Co-γ輻射可緩解馬銀花和映山紅種子的鹽害程度,其中100 Gy輻射能有效提高種子萌發(fā)率。
2.6輻射處理對鹽堿脅迫杜鵑花幼苗生長的影響
由表7可知,50和100 mmol/L NaCl脅迫下,隨著輻射劑量的增加,杜鵑花幼苗的株高、根長和葉片數總體上呈下降趨勢。其中,50和100 mmol/L NaCl脅迫下50~150 Gy處理馬銀花幼苗的株高均低于0 Gy處理,除50 Gy處理外,其他均達顯著水平,0 mmol/LNaCl脅迫下150 Gy處理幼苗的株高、根長和葉片數顯著低于0 Gy處理。50和100 mmol/L NaCl脅迫下150 Gy處理映山紅幼苗的株高分別低于0 Gy處理,0 mmol/L NaCl脅迫下僅150 Gy處理幼苗的株高、根長和葉片數顯著低于0 Gy處理,但50 mmol/LNaCl脅迫下,50~150 Gy處理幼苗的根長和葉片數均顯著低于0 Gy處理,100 mmol/L NaCl脅迫下100和150 Gy處理的幼苗未生根,兩處理問的葉片數也無顯著差異??梢姡?sup>60Co-γ輻射抑制了杜鵑花幼苗生長,劑量越高,抑制越顯著,但對杜鵑花不同部位的抑制作用存在差異。
由表7還可知,在0 mmol/L NaCl脅迫下0~150Gy處理的馬銀花幼苗均生根,但在50和100 mmol/LNaCl脅迫下其幼苗均不生根,葉片數明顯減少。由圖2可看出,50 Gy輻射處理的映山紅種子在無鹽WPM(0 mmol/L NaCl)上生長健壯,葉片色綠而挺,隨著NaCl濃度的增加,長勢受到嚴重抑制,葉片下垂,葉色變淺,大部分發(fā)黃,葉節(jié)間縮短,當NaCl濃度增至100 mmol/L時,葉片下卷,植株倒伏,下端褐化。綜上所述,鹽脅迫可明顯抑制杜鵑幼苗生長。
3討論
3.1輻射對杜鵑花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響
不同植物或同一植物不同種(品種)對輻射的敏感度均存在差異,如不同麻種或同一麻種不同品種對輻射的敏感性不同(周麗人等,2003),不同種的觀賞海棠(臺德強等,2015)和桂花(耿興敏等,2016)及不同品種的杜鵑花(陳睿等,2015)和獼猴桃(葉開玉等,2012)對輻射的敏感性也存在差異。本研究結果表明,不同種杜鵑花種子對輻射的敏感性不同,同一種杜鵑花在不同生長環(huán)境對輻射的反應也存在差異。其主要原因是影響植物輻射敏感性的因素很復雜,其中植物的進化程度、問期染色體體積、倍性水平、發(fā)育階段及生理狀況等均明顯影響輻射的敏感性(戴思蘭,2013)。
前人研究結果表明,100~200 Gy處理的鹿角杜鵑種子萌發(fā)和幼苗生長受到抑制,劑量越高,抑制效應越顯著(劉曉青等,2014),相似的研究結論在臘梅(袁蒲英等,2012)、杉木(胡瑞陽等,2016)、桂花(熊運海和王義,2017)等植物中也得到證實。其原因可能是輻射造成種胚組織受損,抑制了細胞生長和分裂,從而影響種子萌發(fā)過程的生理活動(蔡春菊等,2007;Borzouei et a1.,2010),同時輻射導致代謝活動紊亂,苗木生長緩慢,株高和根長隨著輻射劑量增大而降低(蔡春菊等,2007)。但本研究發(fā)現(xiàn),50 Gy輻射處理可提高映山紅、鹿角杜鵑和滿山紅幼苗的生長勢,150 Gy輻射處理可提高大白杜鵑的生長勢,100 Gy輻射處理可提高馬銀花和映山紅種子的萌發(fā)率。這與適量的輻射能提高毛竹(蔡春菊等,2007)、萬壽菊(王慧娟等,2009)和德國鳶尾(李風童等,2017)種子萌發(fā)率的結論相似,推測低劑量輻射能促進種胚組織細胞生長和分裂,提高種子活力(蔡春菊等,2007)。
在輻射育種工作中選擇適宜的輻射劑量十分重要。一般采用輻射后萌發(fā)率為對照的50%劑量,即LD50作為適宜的輻射劑量(戴思蘭,2013)。本研究通過測定杜鵑花種子萌發(fā)率計算出5種杜鵑的LD50為121~213 Gy,排序為映山紅>大白花杜鵑>羊躑躅>滿山紅>鹿角杜鵑,其中鹿角杜鵑的LD50為121。這與劉曉青等(2014)根據不同輻射劑量輻照后的鹿角杜鵑出苗率、幼苗生長量(第10 d)和發(fā)芽指數確定鹿角杜鵑的LD50為140.57 Gv存在差異,可能是因為測定的指標不同,從而確定LDso的依據不同。為了準確選擇適宜的輻射劑量,應綜合考慮種子萌發(fā)率、出苗率和成苗率,本研究初步確定杜鵑花種子的適宜輻射劑量為100~150 Gy。
3.2鹽堿脅迫對杜鵑花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響
本研究結果表明,在酸性環(huán)境(pH 5.0和6.5)下馬銀花和映山紅種子萌發(fā)率較高,幼苗生長良好,在堿性環(huán)境(pH 8.0)下種子萌發(fā)率較低,幼苗生長受到抑制,葉色失綠,植株矮小,出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象。鮮小林等(2013)研究表明,德國粉鵑、富哥爾一號、春之舞和綠色光輝4個杜鵑花品種的葉綠素含量和新梢生長量在pH 5.5條件下達最高,之后隨pH的升高而下降;樊叢令等(2011)研究表明,露珠杜鵑在pH 6.0條件下萌發(fā)率最高,pH 6.0~8.0條件下萌發(fā)率逐漸下降;岳媛和耿興敏(2013)研究表明,在pH大于6.5或低于5.0條件下,映山紅、滿山紅、馬銀花和鹿角杜鵑4種杜鵑花的種子發(fā)芽率顯著下降。綜上所述,杜鵑花種或品種間的適宜pH存在差異,多數杜鵑喜酸不耐堿,但也有少數杜鵑花在堿性環(huán)境中生長良好,如云錦杜鵑(郁書君等,2008)等。本研究還發(fā)現(xiàn),馬銀花和映山紅種子萌發(fā)率和幼苗生長與鹽脅迫濃度呈負相關,即NaCl濃度越高,抑制種子萌發(fā)和幼苗生長的作用越明顯,與李暢等(2012)對鹿角杜鵑種子、李志良等(2016)對繁華杜鵑種子的研究結果一致。其原因可能是鹽脅迫加大了溶液的滲透勢,致使種子吸水困難,造成細胞內水分虧缺,降低酶活性,進而抑制種子萌發(fā)(Lin et a1.,2014),同時鹽脅迫造成葉片細胞膜結構受損,葉綠體結構和功能被破壞,無法進行光合作用,從而影響幼苗生長(吳月燕等,2011;喬志一等,2015)。
3.3輻射對鹽堿脅迫下杜鵑花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響
本研究發(fā)現(xiàn),100 Gy輻射處理可提高馬銀花和映山紅種子在堿性條件下的萌發(fā)率,也可緩解鹽害程度,說明100 Gy輻射處理提高了馬銀花和映山紅種子對鹽堿脅迫的耐受性。這與前人研究結果相似,即韓亞楠等(2015)研究發(fā)現(xiàn),100 Gy輻照處理的烏拉爾甘草種子對Na2SO4脅迫表現(xiàn)出了較好的耐性;高睿等(2016)研究發(fā)現(xiàn),100和300 Gy輻射處理能提高光果甘草種子對高鹽脅迫的耐受性。其原因可能是種子經輻射后,其體內的生物自由基或有關酶活性發(fā)生變化,提高了種子在鹽脅迫下的新陳代謝水平,進而促進種子萌發(fā)(韓亞楠等,2015)。但本研究還發(fā)現(xiàn),在杜鵑花幼苗生長階段,隨著鹽堿脅迫程度的增加,輻射處理的馬銀花和映山紅幼苗生長均受到抑制,尤其是50~1 50 Gy處理的馬銀花在堿脅迫下生長很慢,在鹽脅迫下無法生根;100和1 50 Gy處理的映山紅在堿性環(huán)境下根長明顯變短,高鹽脅迫下植株也未能生根,其原因可能是植物隨著輻射劑量增高及鹽堿脅迫加重,超過其自身耐受閾值導致生長緩慢甚至死亡。因此,輻射處理的杜鵑花種子在不同鹽堿環(huán)境下的耐受性及其在分子水平上的差異表達尚待深入研究。
4結論
60Co-γ輻射可作為提高馬銀花和映山紅種子萌發(fā)期耐鹽堿性的一種手段,適宜輻射劑量為100~150 Gy。
(責任編輯 陳燕)