褪黑素引发对Na2SO4胁迫下紫花苜蓿种子发芽特性的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2024.02.004

草地学报 ›› 2024, Vol. 32 ›› Issue (2): 378-385.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2024.02.004

褪黑素引发对Na₂SO₄胁迫下紫花苜蓿种子发芽特性的影响

刘婧禹, 赵海君, 欧成明, 贾志程, 毛培胜

中国农业大学草业科学与技术学院/草业科学北京市重点实验室, 北京 100193

收稿日期:2023-08-25 修回日期:2023-09-27 出版日期:2024-02-15 发布日期:2024-03-06
通讯作者: 毛培胜,E-mail:maops@cau.edu.cn
作者简介:刘婧禹(1999-),女,汉族,内蒙古呼和浩特人,硕士研究生,主要从事牧草种子引发和包衣技术的研究,E-mail:13789615104@163.com
基金资助:
耐盐碱抗旱苜蓿种子扩繁关键技术研究（2022ZD0401105）；国家农业产业技术体系（CARS-34）资助

Effects of Melatonin Priming on Alfalfa Seed Germination Characteristics Under Na₂SO₄ Stress

LIU Jing-yu, ZHAO Hai-jun, OU Cheng-ming, JIA Zhi-cheng, MAO Pei-sheng

College of Grassland Science and Technology, China Agricultural University, Key Laboratory of Pratacultural Science, Beijing Municipality, Beijing 100193, China

Received:2023-08-25 Revised:2023-09-27 Online:2024-02-15 Published:2024-03-06

摘要/Abstract

摘要： 试验以紫花苜蓿（Medicago sativa）种子为材料，采用不同浓度的褪黑素（0.05，0.1和0.2 mmol·L^-1）分别引发种子6 h （记为ML6，MM6和MT6）和12 h （记为ML12，MM12和MT12），以不引发、蒸馏水引发6 h和12 h为对照（记为CK1，CK2-6和CK2-12），探究在Na₂SO₄胁迫下，褪黑素引发对紫花苜蓿种子发芽和幼苗生长特性的影响，以期筛选有效缓解Na₂SO₄胁迫的褪黑素引发处理。结果表明，75 mmol·L^-1 Na₂SO₄（pH=8.5）胁迫下种子发芽率、发芽势和发芽指数显著下降（P<0.05）。该条件下，与CK1相比，褪黑素引发后苜蓿种子的发芽和幼苗生长能力均有不同程度提高。MT6处理下种子发芽率、发芽势及幼苗根长、苗长和活力指数最高。对MT6幼苗的抗氧化酶活性分析发现，过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性显著提高（P<0.05），种子可溶性糖含量显著下降（P<0.05）。综上，0.2 mmol·L^-1褪黑素引发6 h紫花苜蓿种子对盐碱胁迫的缓解效应最佳，促进种子发芽和提高幼苗耐盐碱能力。

关键词: 紫花苜蓿, 种子引发, 褪黑素, Na₂SO₄胁迫

Abstract: The experiment was conducted with alfalfa (Medicago sativa) seeds,and different concentrations of melatonin solutions (0.05,0.1 and 0.2 mmol·L^-1) were used to prime the seeds for 6 h (named ML6,MM6 and MT6) and 12 h (marked ML12,MM12 and MT12). Taking non-priming and distilled water priming for 6 h and 12 h as controls (CK1,CK2-6 and CK2-12),the effects of melatonin priming on seed germination and seedling growth characteristics of alfalfa under Na₂SO₄ stress were explored,so as to screen out melatonin priming treatments that can effectively alleviate Na₂SO₄ stress. The results showed that the germination percentage,germination potential and germination index decreased significantly (P<0.05) under the condition of 75 mmol·L^-1 Na₂SO₄ (pH = 8.5). Under this condition,compared with CK1,the seed germination and seedling growth ability of alfalfa were improved at different degrees after melatonin priming. The seed germination percentage,germination potential,seedling root length,seedling length and vigor index were the highest under MT6 treatment. Analysis of antioxidant enzyme activities of MT6-treated seedlings showed that the activity of peroxidase (POD) increased significantly (P<0.05),and the soluble sugar content of seeds decreased significantly (P<0.05). In conclusion,0.2 mmol·L^-1 melatonin priming for 6 h had the best effect on alleviating salt-alkali stress of alfalfa seeds,promoting seed germination and improving seedling salt-alkali tolerance.

Key words: Alfalfa, Seed priming, Melatonin, Na₂SO₄ stress

中图分类号:

S963.22+3.3

刘婧禹, 赵海君, 欧成明, 贾志程, 毛培胜. 褪黑素引发对Na₂SO₄胁迫下紫花苜蓿种子发芽特性的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(2): 378-385.

LIU Jing-yu, ZHAO Hai-jun, OU Cheng-ming, JIA Zhi-cheng, MAO Pei-sheng. Effects of Melatonin Priming on Alfalfa Seed Germination Characteristics Under Na₂SO₄ Stress[J]. Acta Agrestia Sinica, 2024, 32(2): 378-385.

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参考文献

[1] 岩学斌,袁金海. 盐胁迫对植物生长的影响[J]. 安徽农业科学,2019,47(4):30-33
[2] 任丽丽,任春明,赵自国. 植物耐盐性研究进展[J]. 山西农业科学,2010,38(5):87-90
[3] 许天委,林春光. 种子引发技术的研究进展[J]. 黑龙江农业科学,2018(10):172-177
[4] LI J,YIN L Y,JONGSMA M A,WANG C Y. Effects of light,hydropriming and abiotic stress on seed germination,and shoot and root growth of pyrethrum (Tanacetum cinerariifolium) [J]. Industrial Crops and Products,2011,34(3):1543-1549
[5] 杨小环,马金虎,郭数进,等种子引发对盐胁迫下高粱种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 中国生态农业学报,2011,19(1):103-109
[6] 王彦荣,张建全,刘慧霞,等. PEG引发紫花苜蓿和沙打旺种子的生理生态效应[J]. 生态学报,2004,24(3):402-408
[7] 王玥. 种子引发对沿海滩涂燕麦生长与饲草品质的影响[D]. 扬州:扬州大学,2021:12
[8] 陈子敬,于茜,丁云玉,等. 种子引发对芹菜种子发芽、幼苗生长及产量的影响[J]. 种子,2016,35(4):26-29
[9] 王薇薇,沈峰,吴永成,等. 褪黑素生物合成及其在植物逆境胁迫中的作用综述[J]. 江苏农业科学,2022,50(1):1-6
[10] 毛培胜,张晔,黄琪,等. 褪黑素引发对敖汉苜蓿种子碱性盐胁迫的缓解作用[J]. 中国草地学报,2020,42(3):30-36
[11] 苏立娜,麻冬梅,李嘉文,等. 外源褪黑素对盐胁迫下两种紫花苜蓿生理及光合特性的影响[J]. 草地学报,2023,31(3):726-732
[12] 李嘉文,麻冬梅,苏立娜,等. 外源褪黑素对盐胁迫下燕麦幼苗生长及抗氧化系统的影响[J].草地学报,2023,31(2):396-403
[13] 孟祥萍. 褪黑素引发种子对冬小麦水分胁迫下生长及生理的影响[D]. 杨凌:西北农林科技大学,2016:29-31
[14] 夏方山. 不同老化处理对燕麦种子线粒体结构及抗氧化系统的影响[D]. 北京:中国农业大学,2015:19-20
[15] 隽伟超. 酒泉边湾农场盐碱化弃耕地的改良研究[D]. 兰州:西北师范大学,2019:41
[16] 毛培胜,张晔,宋玉梅,等. 褪黑素引发对盐胁迫敖汉苜蓿种子发芽特性的影响[J]. 种子,2019,38(6):36-42
[17] 赵丽娟,麻冬梅,王文静,等. 外源褪黑素对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗抗氧化能力以及光合作用效率的影响[J]. 西北植物学报,2021,41(8):1355-1363
[18] 毛培胜,张晔,赵美琦,等. GSH和ASA引发对混合盐处理敖汉首种子发芽和幼苗生长的影响[J]. 西南民族大学学报(自然科学版),2019,45(1):1-9
[19] CAKMAK I,MARSCHNER H. Magnesium deficiency and high light intensity enhance activities of superoxide dismutase,ascorbate peroxidase,and glutathione reductase in bean leaves [J]. Plant Physiology,1992,98(4):1222-1227
[20] KAR M,MISHRA D. Catalase,peroxidase,and polyphenoloxidase activities during rice leaf senescence[J]. Plant Physiology,1976,57(2):315-319
[21] WANG Z,ZHANG Y,HUANG Z,et al. Antioxidative response of metal-accumulator and non-accumulator plants under cadmium stress[J]. Plant and Soil,2008,310(1-2):137-149
[22] MADAMANCHI N R,ALSCHER R G. Metabolic bases for differences in sensitivity of two pea cultivars to sulfur dioxide1[J]. Plant Physiology,1991,97(1):88-93
[23] ARRIGONI O,DIPIERRO S,BORRACCINO G. Ascorbate free radical reductase,a key enzyme of the ascorbic acid system[J]. FEBS Letters,1981,125(2):242-244
[24] NAKANO Y,ASADA K. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts[J]. Plant and Cell Physiology,1981,22(5):867-880
[25] 刘海英,王华华,崔长海,等. 可溶性糖含量测定(蒽酮法)实验的改进[J]. 实验室科学,2013,16(2):19-20
[26] 张向前,刘景辉,齐冰洁,等. 复盐胁迫对几种燕麦种子萌发指数的影响[J]. 干旱地区农业研究,2011,29(6):233-238
[27] 王佺珍,刘倩,高娅妮,等. 植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展[J]. 生态学报,2017,37(16):5565-5577
[28] CHEN Z,CAO X L,NIU J P. Effects of melatonin on morphological characteristics,mineral nutrition,nitrogen metabolism,and energy status in alfalfa under high-nitrate stress [J]. Frontiers in Plant Science,2021(12):694179-694179
[29] 施雨. 褪黑素对盐胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长生理特性的影响[D]. 扬州:扬州大学,2022:76-77
[30] GAO K,CHEN F J,YUAN L X,et al. Cell production and expansion in the primary root of maize in response to low-nitrogen stress [J]. Journal of Integrative Agriculture,2014,13(11):2508-2517
[31] 吕严. 褪黑素影响种子萌发的机制研究[D]. 昆明:云南大学,2019:30-42
[32] 寇江涛. 2,4-表油菜素内酯诱导下紫花苜蓿耐盐性生理响应研究[D]. 兰州:甘肃农业大学,2016:26-30
[33] LEOPLID A C,KAMIEN J. Experimental modification of plant senescence [J]. Plant Physiology,1959(34):570-573
[34] 王宝山. 生物自由基与植物膜伤害[J]. 植物生理学通讯,1988(2):12-16
[35] 张娜,蒋庆,李殿波,等. 外源施加褪黑素对NaCl胁迫下狼尾草种子萌发及相关生理指标的影响[J]. 中国农业大学学报,2014,19(4):54-60
[36] 岳佳铭,丛晓翔,李曼莉. 多光谱成像技术在种子质量检测研究中的应用[J]. 种子,2021,40(10):129-135
[37] 赵明,张红香,颜宏,等. 种子贮藏物质与萌发的关系[J]. 土壤与作物,2018,7(2):189-200
[38] 胡晋. 种子生物学[M]. 北京:高等教育出版社,2006:276-296

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[1]	景芳, 师尚礼, 南攀, 马瑞宏, 阿芸, 陆保福, 关键, 张辉辉. 不同苜蓿品种叶片特征、光合生理特性与产量性状的比较[J]. 草地学报, 2024, 32(2): 369-377.
[2]	李启娇, 崔东毅, 段新慧, 刘莉, 许文花, 李庆玺, 郑立文, 任健, 朱丽敏, 马向丽. 褪黑素浸种对铝胁迫下苜蓿种子萌发及幼苗抗氧化生理的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(2): 535-542.
[3]	巩泽琳, 额尔德木图, 苏小港, 成蓉蓉, 杨鹤明, 张晓琳, 翟鹏辉. 水肥添加对草田轮作系统土壤呼吸速率的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(2): 562-569.
[4]	李小红, 王晓彤, 麻旭霞, 蔡文祺, 冯学丽, 马梦凡, 李淑霞. 紫花苜蓿CNGC基因家族成员鉴定及分析[J]. 草地学报, 2024, 32(2): 588-598.
[5]	吴倩倩, 苏娅, 曾祥明, 李栋恒, 程巍, 郝俊. 紫花苜蓿、白三叶硒蛋白的提取方法筛选及工艺优化[J]. 草地学报, 2024, 32(2): 654-660.
[6]	郭美琪, 郭童天, 徐民乐, 张英俊. 补播苜蓿对退化草地植物群落结构和生产力的影响途径[J]. 草地学报, 2024, 32(1): 46-53.
[7]	李心, 武敬也, 陈菲儿, 樊璐, 马琳, 王学敏. MsWRKY33转录调控MsACS2影响紫花苜蓿耐盐性的研究[J]. 草地学报, 2024, 32(1): 54-65.
[8]	张玲, 麻冬梅, 刘晓霞, 马巧利, 侯汶君, 李嘉文, 苏立娜, 杭嘉慧. 根灌外源褪黑素对干旱胁迫下紫花苜蓿生理特性的影响研究[J]. 草地学报, 2024, 32(1): 198-206.
[9]	朱敏, 牛帅帅, 侯青青, 杨轩, 徐洪雨. 山西晋中盆地紫花苜蓿生产对水分和气温的响应[J]. 草地学报, 2024, 32(1): 207-218.
[10]	陈海雁, 黄荣, 赵亮, 杨杰, 谢金晶, 张振粉. Cp2-EPS对盐胁迫下紫花苜蓿苗期形态及光合特性的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(1): 229-238.
[11]	李青璞, 白建海, 姚拓, 雷杨, 周泽, 张琛, 付卫刚. 微生物菌剂与氮肥配施对紫花苜蓿生长及土壤性质的影响[J]. 草地学报, 2024, 32(1): 314-321.
[12]	武玲玲, 谢永丽, 杨杰, 杨雪, 李俊熹, 王添, 高英, 常斐斐. 萎缩芽孢杆菌WL520生物活性及干旱胁迫下促紫花苜蓿生长效应[J]. 草地学报, 2024, 32(1): 322-330.
[13]	张昭, 聂宇婷, 崔凯伦, 吕艳贞, 闫慧芳. 褪黑素调控草类植物生长发育及抗逆性功能研究进展[J]. 草地学报, 2023, 31(9): 2571-2581.
[14]	唐芳, 梅亭, 高佳荷, 王佳妮, 石凤翎, 高翠萍. 紫花苜蓿GPAT基因家族鉴定及在盐碱胁迫下的表达模式分析[J]. 草地学报, 2023, 31(9): 2608-2620.
[15]	李乐, 李丹宁, 杨叶研, 潘新雅, 万懿琦, 张国云, 席杰军, 王亚芳, 杨培志. 干旱胁迫下紫花苜蓿叶片代谢组分析及气孔调节物质的筛选[J]. 草地学报, 2023, 31(9): 2671-2683.