朱建峰 楊秀艷 武海雯 張華新

（1. 國家林業(yè)和草原局鹽堿地研究中心，北京 100091；2. 中國林業(yè)科學研究院天津林業(yè)科學研究所，天津 300457）

種子萌發(fā)是種胚從生命活動相對靜止恢復到生理活躍狀態(tài)的生長發(fā)育過程，受其內部生理和外部環(huán)境條件的影響，種子只有自身具有生命活力，且外部環(huán)境適宜的條件下才能正常萌發(fā)［1］。影響種子萌發(fā)的外部環(huán)境條件包括水分［2］、氧氣［3］、溫度［4］、光照［5］、CO2［6］、土壤酸堿度和鹽分含量［7］等，其中鹽堿脅迫是最重要的限制因素之一。世界五大洲及其主要島嶼都有鹽堿地分布，涉及100多個國家和地區(qū)，據聯(lián)合國教科文組織和糧農組織不完全統(tǒng)計，全世界鹽堿地面積約10億hm2，占全球陸地總面積7%；中國鹽堿地總面積約1億hm2，占全國土地面積10%，主要分布于三北和濱海地區(qū)［8］。因此，鹽堿逆境是我國植物生長發(fā)育的主要生態(tài)限制因子。鹽堿地土壤鹽分對種子萌發(fā)的影響主要有滲透和離子效應，滲透效應使溶液滲透勢降低，種子吸水困難，抑制萌發(fā)［9］；離子效應可造成直接毒害抑制萌發(fā)（高鹽濃度），也可被種子吸收，降低滲透勢，促進種子吸水和萌發(fā)（低鹽濃度）［10］，但鹽脅迫對大多數植物種子的萌發(fā)起抑制作用［11］。此外，鹽堿地過高或過低的pH值均影響植物種子內部物質轉化，抑制呼吸和光合作用，降低酶活性，進而抑制種子萌發(fā)［1］。

種子萌發(fā)是植物成功建植的第一步，但也是植物生活周期中抗逆性最弱的階段［12］，耐鹽堿性最弱的時期。如白榆1a生苗可耐土壤鹽含量為0.6%的脅迫強度［13］，而種子在土壤含鹽量0.2%或以上，萌發(fā)出苗率急劇下降，當土壤鹽濃度達到0.4%時，出苗成活率僅約5%［14］。狼尾草苗期半致死鹽濃度是其種子萌發(fā)期的2.7倍［15］。高鹽度也可抑制大多數鹽生植物種子萌發(fā)，直至脅迫減輕時才解除抑制［16］?？梢?，鹽堿逆境下種子萌發(fā)受阻已成為我國鹽堿地植物天然更新和農林業(yè)生產的首要障礙因子［17］。為此，本文綜述了植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性提高技術，提出進一步開展工作的建議，以期為解決我國鹽堿地植物種子萌發(fā)受阻難題、實現鹽堿地低成本規(guī)?；纳镄迯秃望}堿地區(qū)農林業(yè)生產提供參考。

1 物理方法在提高植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性中的作用

1.1 種子引發(fā)

種子引發(fā)（Seed priming）是控制種子吸水速度，為萌發(fā)提前進行生理準備，再讓種子緩慢回干的一種播前種子處理，可有效打破休眠，增加活力，提高出苗率和出苗整齊度，增強抗逆性［18］。因此，種子引發(fā)在提高種子萌發(fā)期耐鹽堿性方面得到了應用。例如，4種引發(fā)溶液H2O、20%聚乙二醇（Polyethylene glycol，PEG）（分子量 6 000 u）、2%KNO3和2%KNO3-KH2PO3引發(fā)處理，均可促進鹽脅迫下紫花苜蓿種子萌發(fā)和幼苗生長，顯著提高過氧化氫酶（Catalase，CAT）、α-淀粉酶（α-amylase，α-AL）活性［19］。用300 mmol/L NaCl溶液引發(fā)番茄種子，可激活赤霉素（Gibberellin，GA）合成相關基因表達，提高GA含量促進種子萌發(fā)［20］。珍珠巖引發(fā)處理（V珍珠巖∶V蒸餾水∶V種子=0.5∶1.5∶0.6），可提高鹽脅迫下青椒種子萌發(fā)指數和幼苗干重、鮮重，提高幼苗的超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（Peroxidase，POD）和CAT的活性，降低丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量，提高游離脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白質和可溶性糖含量［21］。可見，引發(fā)處理除打破種子休眠、提高發(fā)芽率和出苗整齊度外，可通過激活相關基因，提高種子萌發(fā)期激素含量、淀粉酶和抗氧化酶活性、滲透調節(jié)物質含量等，增強耐鹽堿性，提高鹽堿脅迫下種子萌發(fā)成活率。

1.2 低溫處理

低溫預處理有助于打破種子休眠，增強種子活力［22］，在提高萌發(fā)期耐鹽堿性方面有所應用。例如，在低于0.5%鹽濃度下，3-5℃低溫預處理5 d能顯著提高刺槐種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數與活力指數，低溫處理組可溶性蛋白含量、SOD活性普遍提高［23］。研究表明低溫預處理可通過提高抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量，降低氧化水平，緩解鹽堿脅迫對種子萌發(fā)的抑制。

1.3 其它物理方法

磁場、電場、超聲波、微波等物理因素會對植物表現出一定的生物學效應。例如，超聲波處理水稻種子5 min，可增強α-AL、SOD和POD活性，降低MDA含量，提高鹽脅迫下種子發(fā)芽率［24］；超聲波處理毛竹種子15 min，可提高SOD、POD等活性，降低MDA含量，提高鹽脅迫下種子發(fā)芽率，促進幼苗生長［25］。用2.0 kV/cm電場處理赤葵種子，可提高鹽脅迫下種子發(fā)芽率［26］。研究表明物理因素處理可通過提高種子萌發(fā)期抗氧化酶和淀粉酶活性，降低氧化水平，提高物質轉化效率，增強耐鹽堿性。

2 化學調控在提高植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性中的作用

2.1 無機外源物

2.1.1 無機鹽 無機鹽類物質溶解后，釋放離子，可做營養(yǎng)元素供給植物生長，也可做信號物質對植物的生長發(fā)育進行調控，參與植物對鹽堿脅迫的感受、適應和抵抗。例如，鹽脅迫下施加25-300 mmol/L的氯化鈣（CaCl2），黑果枸杞種子萌發(fā)指標升高，幼苗含水量、葉綠素含量和POD活性下降幅度變小，MDA、相對電導率上升幅度變?。?7］；鹽堿脅迫下施加20 mmol/L的硫酸鈣（CaSO4），可提高油葵種子萌發(fā)指數及胚根長、下胚軸長、胚根鮮質量、下胚軸及子葉鮮質量［28］。鹽脅迫下施加0.15 mmol/L的硫酸錳（MnSO4），可增強辣椒種子對鹽脅迫環(huán)境的適應性［29］；1 000 mg/L氯化鋅（MnCl2）和200 mg/L鉬酸（H2MoO4）混合液浸種24 h可明顯提高棉花種子發(fā)芽的耐鹽性［30］。施加10-15 mg/L硝酸鉀（KNO3）和10-15 mg/L硫酸鎂（MgSO4）對鹽脅迫下蕎麥種子萌發(fā)及幼苗生長有明顯促進作用［31］。3 mmol/L硅酸鉀（K2SiO3）浸種24 h可顯著提高麻瘋樹種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數和活力指數［32］。鹽脅迫時施加10 mg/L硝酸鈰銨［Ce（NH4）2（NO3）6］能夠降低小麥種子，可溶性糖和MDA含量［33］；0.004 mmol/L亞硒酸鈉（Na2SeO3）浸種12 h可提高番茄種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數和抗氧化酶系統(tǒng)的活性，降低MDA含量［34］；番茄種子經150 mg/L稀土（Rare earth，RE）浸種24 h，受堿性鹽脅迫的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和子葉展開率均有所升高［35］。研究表明無機鹽可通過激活抗氧化酶活性，提高滲透調節(jié)物質含量，降低膜脂過氧化水平，供給營養(yǎng)，促進光合作用和生長，緩解鹽堿脅迫對植物種子及幼苗產生的傷害。

2.1.2 一氧化氮（NO）、一氧化碳（CO）、硫化氫（H2S）等活性氣體 NO、CO、H2S等是廣泛存在于植物體內的活性氣體信號分子，具有多種生理功能，可調控植物生長，增強抗逆性。例如，鹽脅迫下施加0.1 mmol/L NO供體硝普鈉（Sodium nitroprusside，SNP）顯著提高長春花種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數和葉片Pro含量，降低MDA含量，增強硝酸還原酶（Nitrate reductase，NR）活性［36］；鹽脅迫下施加0.1-0.2 mmol/L SNP，可顯著緩解鹽脅迫對桑種子萌發(fā)的抑制，提高發(fā)芽勢和活力指數，促進幼苗生長［37］。鹽脅迫下施加 0.1-0.05 μmol/L CO 供體高鐵血紅蛋白顯著提高決明種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、萌發(fā)指數和活力指數，提高葉片葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白、Pro含量及相對含水量，增強SOD、POD和CAT活性，降低MDA含量［38］；施加1.0 μmol/L高鐵血紅蛋白或5%CO水溶液，可有效緩解鹽脅迫對水稻種子萌發(fā)期的抑制［39］。0.05 mmol/L H2S供體硫氫化鈉（NaHS）浸種48 h可緩解鹽脅迫對小麥種子萌發(fā)率、發(fā)芽指數、活力指數和幼苗生長的抑制［40］。此外，NO可與乙烯協(xié)同作用，調控植物應對萌發(fā)期的鹽堿脅迫，提高萌發(fā)率，促進幼苗生長［41］。因此，NO、CO、H2S等活性氣體可通過激活抗氧化酶活性，提高滲透調節(jié)物質含量，增強光合作用，減輕氧化損傷，緩解鹽堿脅迫對植物種子萌發(fā)及幼苗產生的傷害（表1）。

2.2 有機外源物

2.2.1 激素 激素是廣泛存在于植物體內的生長調節(jié)物質，在生長發(fā)育、鹽堿等逆境響應方面發(fā)揮重要作用。例如，高鹽脅迫下施加1-10 μmol/L水楊酸（Salicylic acid，SA），可減輕氧化損傷，提高擬南芥萌發(fā)期耐鹽性［42］；0.05 mmol/L SA浸種可提高黑果枸杞種子萌發(fā)期耐鹽性［43］。50 mg/L赤霉素（Gibberellic acid，GA3）浸種24 h可提高鹽脅迫下水稻種子發(fā)芽率，增加葉片葉綠素總量和葉綠素a含量，降低MDA含量、超氧陰離子自由基含量和相對電導率［44］；200 mg/L GA3浸種10 h可緩解鹽脅迫對甜菜種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制［45］。鹽脅迫下施加 0.05 mg/L 2，4-表油菜素內酯（2，4-Epibrassinolide，EBR），可提高茄子種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數、活力指數，促進生長，提高抗氧化酶（SOD、POD、CAT和抗壞血酸過氧化物酶（Ascorbic acid Peroxidase，APX））活性、Pro和可溶性糖含量，降低MDA含量、O2ˉ產生速率［46］。鹽脅迫下添加0.025 μmol/L茉莉酸（Jasmonic acid，JA）或 0.25 μmol/L茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate，MeJA）均可提高棉花種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數和活力指數，提高幼苗的Pro含量，降低MDA含量［47］。低于10 mg/L 6-芐基腺嘌呤（6-Benzyladenine，6-BA）浸種6 h可提高SOD和POD活性，降低Pro和MDA含量，緩解鹽脅迫對綠豆種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制［48］。因此，激素主要通過提高抗氧化酶活性，增強光合作用，調節(jié)滲透調節(jié)物質含量，減輕氧化損傷，緩解鹽堿脅迫對植物種子萌發(fā)及幼苗生長的傷害。

表1 外源無機物提高植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性

2.2.2 糖 糖可作為一種信號分子調節(jié)植物細胞內碳水化合物含量、新陳代謝相關酶活性等，在抵御逆境脅迫過程中發(fā)揮重要作用。例如，鹽脅迫下0.3%殼聚糖（Chitosan，CTS）浸種1 h，可提高小麥種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數和α-AL活性，提高幼苗SOD、POD活性和Pro含量以及根系活力，降低MDA含量［49］。0.5 mmol/L葡萄糖（Glucose，Glc）和0.5 mmol/L蔗糖（Sucrose，Suc）浸種48 h，可促進鹽脅迫下玉米種子萌發(fā)及幼苗早期生長，減少胚芽中硫代巴比妥酸反應物（Thiobarbituric acid reactive substances，TBARS） 和過氧化氫（H2O2）含量，提高胚芽SOD、APX、谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione peroxidase，GPX）、谷胱甘肽還原酶（Glutathione reductase，GR）活性，并誘導葡萄糖6-磷酸脫氫酶（Glucose 6-phosphate Dehydrogenase，G6PDH）活性的升高，提高胚芽中K+/Na+［50］；鹽脅迫下施加0.1 mmol/L Glc，可提高小麥K+含量和K+/Na+，增強抗氧化酶活性，減輕鹽脅迫對種子萌發(fā)的抑制［51］。鹽脅迫下施加2 g/L海藻糖（Trehalose），可提高海濱錦葵種子萌發(fā)特性，促進生長，適應鹽脅迫的環(huán)境［52］。鹽脅迫下施加藍藻胞外多糖（Extracellular polysaccharides，EPS）溶液，可提高小麥、玉米萌發(fā)期耐鹽性、促進生長［53］?？梢?，外源糖可提高植物抗氧化能力、物質轉化效率、滲透調節(jié)物質含量、K+含量和K+/Na+，減輕氧化損傷，緩解鹽堿脅迫對植物種子萌發(fā)的抑制。

2.2.3 維生素 大多數維生素可通過植物自身合成，對植物的生長發(fā)育和抵御逆境脅迫具有重要作用。例如，鹽脅迫下外源施加0.50 mmol/L抗壞血酸（Ascorbic acid，AsA），可提高黃芩種子的萌發(fā)指數、根系總黃酮、可溶性糖和Pro含量，提高幼苗根系活力和SOD活性，降低MDA含量［54］。1 mmol/L維生素B1（Vitamin B1，VB1）浸種24 h可提高玉米種子的 α，β-淀粉酶（α-amylase，α-AL；β-amylase，β-AL）活性和可溶性糖含量，有效緩解鹽脅迫對玉米種子萌發(fā)的抑制作用［55］。研究表明維生素通過提高抗氧化酶活性、滲透調節(jié)物質含量和物質轉化效率，促進種子萌發(fā)和幼苗生長，增強耐鹽堿性。

2.2.4 蛋白多肽和氨基酸 魚蛋白多肽是魚蛋白的水解產物，具有植物生長調節(jié)功能，可在植物生長發(fā)育和抵御逆境脅迫中發(fā)揮作用。例如，鹽脅迫下5 g/L魚蛋白多肽（Fish protein polypeptide）對櫻桃番茄浸種24 h，可提高發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數等指標及抗氧化酶（SOD和POD）活性，顯著降低MDA含量［56］。氨基酸對鹽脅迫下植物種子萌發(fā)及幼苗生長具有促進作用。例如，鹽脅迫下施加30 μmol/L谷氨酸（Glutamate，Glu）和40 μmol/L天冬氨酸（Aspartic acid，ASP），可提高蕎麥種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數、幼苗根長、幼苗鮮重、幼苗根系活力和幼苗葉片葉綠素含量［57］；鹽脅迫下施加10 mmol/L L谷氨酸（L-Glutamate，L-Glu），可緩解鹽脅迫對黃瓜種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制［58］。因此，蛋白多肽和氨基酸可提高種子抗氧化酶活性，增強光合能力，降低氧化水平，緩解鹽堿脅迫對種子萌發(fā)的影響，促進幼苗生長。

2.2.5 多胺 多胺（Polyamine）是生物代謝過程中產生的一類具有較高活性的低相對分子質量脂肪族含氮堿，是一種植物生長調節(jié)物質，參與植物的生長發(fā)育和抵御逆境脅迫等生理過程。例如，鹽脅迫下施加0.25 mmol/L亞精胺（Spermidine，Spd），可提高紫蘇種子萌發(fā)指數及SOD、POD和CAT活性，降低葉片MDA含量，減緩葉片相對含水量和總黃酮降低趨勢［59］。0.10 mmol/L 腐胺（Putrescine，Put）浸種10 h可提高鹽脅迫下番茄種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數和活力指數，降低MDA含量［60］。研究結果說明多胺可通過提高植物抗氧化能力，降低氧化水平，減緩鹽堿脅迫對植物種子及幼苗產生的傷害。

2.2.6 腐植酸、黃腐酸等有機肥 腐植酸、黃腐酸等有機肥具有較高的生理活性，可調節(jié)植物的多種生理活動，包括生長發(fā)育和抵御逆境脅迫等生理過程。例如，60-90 mg/L黃腐酸（Fulvic acid，FA）浸種24 h可提高鹽脅迫下紅花種子的發(fā)芽率，降低幼苗葉片MDA含量，促進葉綠素合成，提高幼苗SOD、POD、CAT活性，增加細胞膜結構的穩(wěn)定性［61］。100 mg/L腐植酸（Humic acid，HA）浸種24 h可提高小麥葉片總可溶性糖和根系蔗糖含量，降低根系總可溶性糖和葉片蔗糖含量，降低葉片和根系浸出液電導率［62］。鹽脅迫時噴施發(fā)酵14 d浸提比1∶20的蘑菇渣堆肥濾液，可提高黃芩種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數，促進幼苗生長，提高幼苗葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、可溶性糖含量和SOD、POD活性［63］。由此可見，腐植物、黃腐酸等有機肥可通過提高抗氧化酶活性，調控可溶性糖濃度變化，降低氧化水平和質膜損傷，增加細胞膜結構穩(wěn)定性，增強光合作用，提高種子及幼苗的耐鹽堿性。

2.2.7 其它有機物 甜菜堿（Betaine）是一類季胺型生物堿，是植物體內的一種滲透調節(jié)物質，在植物抵御逆境脅迫過程中發(fā)揮重要作用，研究表明外源施加甜菜堿可有效提高植物耐鹽堿性。例如，鹽脅迫下施加10 mmol/L甜菜堿，可提高黑果枸杞種子的 SOD、POD 和 CAT活性［64］；400 μg/mL 甜菜堿浸種24 h可促進石榴種子萌發(fā)和幼苗生長，增加葉片SOD、POD、CAT活性，提高可溶性糖和脯氨酸含量，降低MDA和H2O2含量［65］。氯化膽堿（Choline chloride）是一種季胺鹽，對植物生長具有生理效應，外源氯化膽堿在植物體內可轉化為甜菜堿或磷脂酰膽堿，緩解鹽脅迫引起的失水傷害以及膜脂過氧化，提高植物耐鹽堿性。例如，400 mg/L氯化膽堿浸種4 h可提高鹽脅迫下小麥種子萌發(fā)率，緩解幼苗葉綠素降解，增加可溶性糖含量，提高根系活力，降低葉片質膜透性，減少MDA和Pro積累［66］。因此，甜菜堿和氯化膽堿可通過提高植物抗氧化能力，調節(jié)滲透物質含量，降低氧化損傷，增加質膜穩(wěn)定性，維持光合作用，提高種子及幼苗的耐鹽堿能力。

甘露醇（Mannitol）既是重要的滲透調節(jié)物質，也是一種自由基清除劑，研究表明外源施加可顯著促進鹽脅迫下植物種子萌發(fā)及幼苗生長。例如，鹽脅迫下施加0.8 mmol/L甘露醇和0.6 mmol/L山梨醇（Sorbitol），均能提高蕎麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數和活力指數，提高幼苗NR、SOD、APX活性，降低質膜透性，增加葉綠素含量和凈光合速率［67］；200 μg/mL山梨醇浸種24 h也可促進鹽脅迫下無花果種子萌發(fā)［68］。因此，甘露醇和山梨醇可通過提高植物抗氧化能力，增加質膜穩(wěn)定性，增強光合作用，減輕氧化損傷，提高種子及幼苗的耐鹽堿能力。

5-氨基乙酰丙酸（5-Aminolevulinic acid，ALA）是生物體內卟啉化合物生物合成的關鍵前體，是植物體內天然存在的生理活性物質，可在植物生長發(fā)育及脅迫響應過程中發(fā)揮作用［69-70］。例如，鹽脅迫下外源施加16.7 mg/L ALA，可提高菘藍種子萌發(fā)率、自然含水量及SOD、POD和CAT活性，降低可溶性糖和MDA的含量［71］。表明ALA可通過提高植株的抗氧化能力，降低氧化水平，調節(jié)滲透物質含量，增強植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性。

環(huán)化核苷酸（Cyclic guanosine monophosphate，cGMP）是一種具有廣泛生物學活性的環(huán)核苷酸，是在細胞內起信息傳遞作用的第二信使，外源施加可緩解鹽脅迫對植物種子的傷害、提高耐鹽堿性。例如，外源施加20 μmol/L cGMP，可提高鹽脅迫下黑麥草種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數、活力指數，提高可溶性糖、可溶性蛋白和Pro含量及淀粉酶活性，降低淀粉含量、MDA含量、電導率、O2-產生速率［72］。因此，cGMP可通過提高植株抗氧化能力、滲透調節(jié)物質含量、物質轉化效率，降低氧化損傷，增強植物萌發(fā)期耐鹽堿性（表2）。

表2 外源有機物提高植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性

2.3 無機和有機外源物質聯(lián)用

有機和無機外源物質聯(lián)用，在提高植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性上可能具有更好的效果。例如，高鹽濃度下6 mmol/L無機硅硅酸鈉（Na2SiO3）和3 mmol/L有機硅正硅酸乙酯（Tetraethyl orthosilicate，TEOS）浸種12 h，可有效提高水稻種子萌發(fā)速度、萌發(fā)率，增加胚根、胚芽的伸長長度，并使復水后種子萌發(fā)率分別增加61.33%和43.33%［73］。120 μmol/L氯化血紅素（Hemin chloride）和1.5 mmol/L氯化鈣聯(lián)用或80 μmol/L氯化血紅素和10 mmol/L脯氨酸（Proline，Pro）聯(lián)用，可有效提高大豆種子在鹽脅迫條件下的萌發(fā)指數、淀粉酶和POD活性，比單獨處理效果更好［74］。3 mg/L赤霉素（Gibberellin，GA）和200 mg/kg氯化錳（MnCl2）聯(lián)用浸種24 h，可顯著緩解鹽脅迫對棉花種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制作用，且優(yōu)于單獨使用GA或氯化錳［75］?？梢姡煌N類外源物質聯(lián)用往往具有更好的效果，可能是因為不同種類外源物質在相同或不同方面共同起作用，進而產生了疊加或互為補充的效果。

表3 外源無機物和有機物聯(lián)用提高植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性

3 生物途徑在提高植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性中的作用

3.1 細菌

植物促生細菌是一類能促進植物生長的細菌的總稱，可在植物生長和抵御逆境脅迫過程中發(fā)揮重要作用。例如，從受鹽脅迫的棉花根際土壤中分離出的解鹽促生細菌Rs-5（克雷伯氏菌屬）和Rs-198（假單胞菌屬），兩株菌處理的棉花種子在含鹽土壤中的發(fā)芽率分別比對照提高了26.3%和34.4%，研究表明兩株菌產酸溶磷與分泌生長素的性能是在鹽脅迫下提高棉花發(fā)芽和出苗率的主要原因［76］。經解鹽促生菌Rs15-4（節(jié)桿菌屬）處理后，鹽脅迫下棉花種子發(fā)芽率比對照提高了11.8%，棉花子葉CAT和POD活性高峰值提前出現，SOD活性提高［77］。從柳枝稷根莖中分離根際促生菌Pseudomonassp.（P）和Rhizobiumsp.（R）可促進鹽脅迫下柳枝稷種子萌發(fā)和幼苗生長［78］。接種具有1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸脫氨酶活性的耐鹽細菌RS15和RS341可通過調節(jié)乙烯釋放，緩解鹽脅迫對油菜種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制［79］?？梢姡参锎偕毦饕ㄟ^分泌激素、提高抗氧化酶活性、供給營養(yǎng)等方式，促進種子萌發(fā)和幼苗生長，緩解鹽堿脅迫對植物的毒害，提高植物萌發(fā)期耐鹽堿性。

3.2 真菌

感染內生真菌的植物在自然界中廣泛存在，內生真菌可與宿主共生，并提高宿主的抗逆能力，促進宿主生長。例如，對帶有內生真菌和不帶內生真菌的德蘭臭草種子進行鹽脅迫處理，發(fā)現高濃度鹽脅迫下帶有內生真菌植株比不帶內生真菌植株細胞膜透性降低減少了12.87%，丙二醛含量減少了49.29%，游離Pro含量減少了12.26%［80］。以低內生真菌侵染率和高內生真菌侵染率的多年生黑麥草種子為材料，發(fā)現高濃度鹽脅迫下高內生真菌侵染率種子相對發(fā)芽率、相對活力指數、相對苗長均顯著大于低內生真菌侵染率的品種［81］。表明內生真菌可通過增加細胞膜穩(wěn)定性，降低氧化水平，對宿主起增益作用，緩解鹽堿脅迫對宿主種子萌發(fā)的影響。

4 育種技術在提高植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性中的作用

4.1 耐鹽堿性鑒定篩選

植物種間及種內均存在著廣泛的遺傳變異，通過耐鹽性鑒定與篩選，有望獲得萌發(fā)期耐鹽性強的品種，其中確定科學的植物萌發(fā)期耐鹽堿性鑒定標準，快速、準確地鑒定植物萌發(fā)期耐鹽堿性，對當前植物資源的合理利用具有重要的指導意義。例如，通過分析不同NaCl質量分數下的11個苜蓿審定品種的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗高、根長等指標的差異，確定了苜蓿種子萌發(fā)期耐鹽性鑒定的質量分數標準［82］。通過分析鹽脅迫條件下7種地被植物種子發(fā)芽率、胚根長度、發(fā)芽速度以及耐鹽指數，對其耐鹽性做出了客觀的評價和排序［83］。檢測鹽堿脅迫下33個油用向日葵品種發(fā)芽指標，通過隸屬函數值和聚類分析，對其耐鹽堿性進行綜合評價，篩選出耐鹽堿性最強的品種（系）2個，耐鹽堿能力較強的品種（系）9個［84］?？梢姡诰哂胸S富變異的種質資源的基礎上，開展耐鹽堿性鑒定篩選，是一種行之有效的方法，可快速獲得耐鹽堿性相對較強的植物種或品種。

4.2 轉基因技術

隨著生物技術的迅速發(fā)展，通過轉基因技術，增強植物抵御外界脅迫能力已成為現實。例如，在擬南芥中表達棉花PLATZ1基因，可通過調節(jié)脫落酸（Abscisic acid，ABA）、GA和乙烯的生物合成途徑，降低萌發(fā)期和苗期對鹽脅迫的敏感性［85］。高鹽脅迫條件下轉CsNMAPK基因煙草萌發(fā)率和幼苗生長都顯著高于野生型煙草［86］。因此，外源基因轉入植物體內后，可通過調節(jié)特定的生物學過程，增強種子萌發(fā)期耐鹽堿性。

5 總結與展望

當前，在研究對象上，國內外研究植物種子萌發(fā)期耐鹽堿性提高技術集中于草本植物，且多為農作物，而木本植物研究較少。林木個體壽命長，在生態(tài)環(huán)境中具有重要和特殊的地位，應加強木本植物種子萌發(fā)期耐鹽性提高技術的研究。在研究角度上，多集中于中性鹽脅迫。而對堿性鹽脅迫或中性鹽和堿性鹽混合脅迫的研究較少。鹽堿地土壤種類多樣、類型復雜，多為混合鹽堿類型，建議今后模擬各植物物種在自然或生產條件下受到的鹽堿脅迫類型進行脅迫處理，篩選最適技術方法，可為生產提供更具參考性的數據。在研究方法上，多通過檢測抗氧化酶活性，解釋種子萌發(fā)期耐鹽性提高的作用機理，少數文獻檢測了植物體內Na+、K+離子含量、淀粉酶活性和幼苗光合作用等指標。種子萌發(fā)期耐鹽堿性提高技術種類多、覆蓋面廣，但檢測指標類別少，很難發(fā)現不同技術在提高種子萌發(fā)期耐鹽堿性上的特殊作用機理，今后應多利用轉錄組、蛋白組、代謝組等組學技術，開展多層次高通量的系統(tǒng)研究，以發(fā)現不同技術提高耐鹽堿性的特有機理，為進一步研究奠定理論基礎。

種子引發(fā)技術雖然在提高植物萌發(fā)期耐鹽堿性上起到一定作用，但其主要功能仍然是打破種子休眠、提高種子活力和萌發(fā)率等；低溫、超聲波、微波、電場等物理處理方式還多處于試驗階段，作用機理尚不清晰。物理處理技術突破方向：（1）將種子引發(fā)技術與化學調控等技術方法結合，作為一種常規(guī)技術加以使用；（2）繼續(xù)篩選提高植物種子萌發(fā)期耐鹽性的高效物理處理方式，并揭示其作用機理。

化學調控方面開展的研究工作最多，取得的成果也最多，在植物萌發(fā)期耐鹽堿性提高上起到作用最突出?；瘜W調控技術突破方向：在不同種類外源物質聯(lián)用方面進一步開展工作，以期在提高植物萌發(fā)期耐鹽堿性程度上有所突破。

通過耐鹽堿性鑒定篩選獲得了一批萌發(fā)期耐鹽堿性較高的植物種或品種，已對實際生產起到促進作用；利用轉基因技術，也成功將耐鹽基因轉入多種植物，種子萌發(fā)期耐鹽性獲得提高，但還多停留在試驗階段。育種技術突破方向：（1）繼續(xù)加強萌發(fā)期耐鹽性鑒定篩選，同時利用萌發(fā)期耐鹽性強的植物種質材料，開展種內及近緣種間雜交育種，以期選育出萌發(fā)期耐鹽性更強的優(yōu)良新品種；（2）植物耐鹽性是一個復雜過程，受多基因控制，應加強多種類耐鹽基因共轉化研究，尤其是涉及抗氧化系統(tǒng)、滲透調節(jié)、離子轉運、物質轉化等多方面耐鹽基因的聯(lián)合轉化。

在提高植物萌發(fā)期耐鹽堿性菌種篩選上開展了一些工作，對植物種子萌發(fā)期耐鹽性起到一定的促進作用，但多停留在理論階段。生物途徑突破方向：繼續(xù)開展篩選植物種子萌發(fā)期耐鹽性提高的高效菌種，并研究促生菌與不同植物、不同鹽堿類型土壤最佳匹配的高效穩(wěn)定組合。