陇东达乌里胡枝子、科尔沁尖叶胡枝子和阿拉善牛枝子种子于2014年10月采自兰州大学榆中校区试验基地, 千粒重分别为1.952、1.872和1.554 g, 所用试剂PEG、NaCl为分析纯。

选择成熟、 饱满且大小适中的健康的种子为试验材料, 先用98%浓硫酸处理10 min以破除硬实, 再用蒸馏水冲洗4次, 滤纸吸干后保存于4 ℃冰箱备用。采用纸上发芽法, 各处理均为4次重复, 每重复50粒种子。

温度处理:设10/20 ℃、15/25 ℃、20/30 ℃、25/35 ℃变温和30 ℃恒温5个温度处理^[23], 每天定时补充蒸馏水。PEG处理:设渗透势分别为0、-0.2、-0.4、-0.6、-0.8和-1.0 MPa的PEG溶液6个处理^{[24, 25]}, 每个培养皿加入5 mL PEG溶液, 用封口膜密封, 每2 d更换一次溶液和滤纸, 置于25 ℃培养箱中模拟干旱胁迫。NaCl胁迫处理:设渗透势分别为0、-0.2、-0.4、-0.6、-0.8和-1.0 MPa的NaCl溶液6个处理^[26], 每个培养皿加入5 mL NaCl, 用封口膜密封, 每2 d更换一次溶液和滤纸, 置于25 ℃培养箱中进行模拟盐胁迫。将所有处理均置于光照12 h, 黑暗12 h条件下培养, 发芽时间持续14 d。第10天测量胚根和幼苗长度, 发芽期间每天记录发芽种子数^{[27, 28]}。

发芽率=(14 d发芽的种子数/供试种子数)× 100%;

发芽指数(GI)=∑ (G_t/D_t)。

式中:G_t为第t天的种子发芽数, D_t为发芽天数。

用模糊数学隶属法^{[29, 30, 31]}对3种不同种胡枝子种子萌发期抗旱及耐盐性进行综合评价。运用公式Y_ij=( X¯ij-X_{j, min})/(X_{j, max}-X_{j, min})。式中:Y_ij为i种的j指标的隶属函数值; X¯ij为i种的j指标的平均值; X_{j, min}为各种j指标平均值的最小值; X_{j, max}为各种j指标平均值的最大值。j指标与耐胁迫性呈正相关时运用上面公式, 若j指标与耐胁迫性呈负相关, 则用公式Y_ij=1-( X¯ij-X_{j, min})/(X_{j, max}-X_{j, min})。根据平均隶属函数值大小确定耐胁迫性强弱并排序, 平均值越大, 耐胁迫性越强。

试验结果均以平均值± 标准误(SE)表示。使用SPSS 19.0统计软件, 在95%水平上通过单因子方差(One-Way ANOVA)分析, 对数据进行显著性检验。Duncan Post-hoc Test用于检验处理间多重比较的差异显著性(P< 0.05)。

试验选用的5个温度处理对3个胡枝子种质的发芽率并没有产生很大影响, 所有温度处理最低的发芽率也在80%以上(图1)。阿拉善牛枝子发芽率在5个温度下均无显著差异(P> 0.05), 陇东达乌里胡枝子在20/30 ℃和30 ℃处理下发芽率较高, 且与15/25 ℃差异显著(P< 0.05), 科尔沁尖叶胡枝子在10/20 ℃下发芽率最高, 且与30 ℃处理间差异显著(P< 0.05)。

图1

Fig.1

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	图1 温度变化对3种胡枝子种子发芽率的影响 注:不同小写字母表示不同处理间差异显著(P< 0.05)。下同。Fig.1 Effect of temperature on seed germination percentage of three Lespedeza species Note: Different lower case letters mean significant difference among different treatments at 0.05 level. The same below.

3种胡枝子发芽指数均在温度由低到高过程中大致表现出先增大后减小的特点, 均在20/30 ℃条件下发芽指数达到最大, 除与科尔沁尖叶胡枝子25/35 ℃和30 ℃差异不显著外, 相对其它温度条件差异显著(P< 0.05)(图2)。综合发芽率和发芽指数两个指标, 20/30 ℃变温为3种胡枝子种子萌发的最适温度。

图2

Fig.2

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	图2 温度对3种胡枝子种子发芽指数的影响Fig.2 Effect of temperature on seed germination index of three Lespedeza species

3种胡枝子种子均可承受一定程度的水分胁迫。阿拉善牛枝子种子发芽率在渗透势为-1.0 MPa条件下相对对照显著降低(P< 0.05)(图3)。科尔沁尖叶胡枝子种子发芽率在渗透势≤ -0.8 MPa下相对对照显著降低(P< 0.05), 且随渗透势下降发芽率继续降低。陇东达乌里胡枝子种子发芽率在渗透势≤ -0.6 MPa下相对对照显著降低(P< 0.05), 且随渗透势下降发芽率继续降低。

图3

Fig.3

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	图3 PEG处理对3种胡枝子种子发芽率的影响Fig.3 Effect of PEG treatment on seed germination percentage of three Lespedeza species

不同渗透势对3种胡枝子种子的发芽指数也均表现出不同程度的抑制作用, 且随着PEG溶液渗透势的降低抑制作用增强(图4)。阿拉善牛枝子和科尔沁尖叶胡枝子在渗透势降低至-0.4 MPa时发芽指数相对对照开始受到显著的抑制(P< 0.05)作用, 陇东达乌里胡枝子在渗透势为-0.2 MPa时相对对照就已受到显著的抑制作用(P< 0.05)。

图4

Fig.4

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	图4 PEG处理对3种胡枝子种子发芽指数的影响Fig.4 Effect of PEG treatment on germination index of three Lespedeza species

阿拉善牛枝子幼苗的胚根在渗透势为-1.0 MPa时相对对照受到显著的抑制作用(P< 0.05)(图5)。陇东达乌里胡枝子和科尔沁尖叶胡枝子的胚根生长随渗透势的降低整体表现出先被促进后被抑制的特点, 且均在渗透势降低至-0.8 MPa后相对对照被显著抑制, 随渗透势继续降低胚根所受抑制作用增强。

图5

Fig.5

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	图5 PEG处理对3种胡枝子种子胚根长度的影响Fig.5 Effect of PEG treatment on radicle length of three Lespedeza species

不同渗透势下3种胡枝子幼苗的生长相对对照均受到不同程度的抑制作用(图6), 且整体上随着PEG溶液渗透势的降低抑制作用增强。阿拉善牛枝子和陇东达乌里胡枝子幼苗的生长在渗透势为-0.2 MPa下已较对照受到显著抑制(P< 0.05), 科尔沁尖叶胡枝子幼苗的生长在渗透势为-0.6 MPa下开始较对照受到显著抑制(P< 0.05)。

图6

Fig.6

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	图6 PEG处理对3种胡枝子幼苗长度的影响Fig.6 Effect of PEG treatment on seedling length of three Lespedeza species

用模糊函数隶属法对3种胡枝子的发芽率、胚根长、幼苗长和发芽指数进行了综合评价, 得到3种胡枝子的隶属值函数平均值(表1)。由此可知, 耐水分胁迫能力大小为阿拉善牛枝子> 科尔沁尖叶胡枝子> 陇东达乌里胡枝子。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 不同种胡枝子耐水分胁迫指标隶属值及其综合评价 Table 1 Subordinate function values of water stress and comprehensive evaluation of different species 种 Species 耐水分胁迫指标隶属值Subordinate function values of water stress 发芽率 Germination percentage 胚根长 Radical length 幼苗长 Seedling length 发芽指数 Germination index 平均值 Average 名次 Order 阿拉善牛枝子 L. potaninii 0.774 4 0.660 8 0.382 9 0.498 9 0.579 3 1 陇东达乌里胡枝子 L. davurica cv. Longdon 0.682 5 0.655 7 0.409 0 0.383 3 0.532 6 3 科尔沁尖叶胡枝子 L. hedysaroides cv. Keerqin 0.685 5 0.647 3 0.539 1 0.442 2 0.578 5 2

表1 不同种胡枝子耐水分胁迫指标隶属值及其综合评价 Table 1 Subordinate function values of water stress and comprehensive evaluation of different species

3种胡枝子种子发芽率受不同浓度NaCl渗透势的影响程度不同(图7)。阿拉善牛枝子和陇东达乌里胡枝子种子的发芽率在-0.2~-1.0 MPa NaCl下与对照无显著差异(P> 0.05)。科尔沁尖叶胡枝子种子的发芽率所有NaCl处理均比对照显著下降(P< 0.05)。

图7

Fig.7

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	图7 NaCl处理对3种胡枝子种子发芽率的影响Fig.7 Effect of NaCl treatment on seed germination percentage of three Lespedeza species

不同浓度NaCl对3种胡枝子种子的发芽指数也均表现出不同程度的抑制作用, 且随着NaCl溶液渗透势的降低抑制作用增强(图8)。阿拉善牛枝子在NaCl溶液渗透势降低至-0.6 MPa时发芽指数相对对照开始受到显著的抑制作用(P< 0.05), 陇东达乌里胡枝子则在NaCl溶液渗透势降低至-0.4 MPa时被显著抑制(P< 0.05), 科尔沁尖叶胡枝子在-0.2 MPa时就已被显著抑制。

图8

Fig.8

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	图8 NaCl处理对3种胡枝子种子发芽指数的影响Fig.8 Effect of NaCl treatment on germination index of three Lespedeza species

3种胡枝子种子的胚根和幼苗的生长均在低浓度NaCl处理(-0.2 MPa)下较对照显著下降(P< 0.05), 且胚根和幼苗长度随着NaCl浓度的升高而降低(图9, 图10)。

图9

Fig.9

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	图9 NaCl处理对3种胡枝子种子胚根长度的影响Fig.9 Effect of NaCl treatment on radicle length of three Lespedeza species

图10

Fig.10

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	图10 NaCl处理对3种胡枝子幼苗长度的影响Fig.10 Effect of NaCl treatment on seedling length of three Lespedeza species

用模糊函数隶属法对3种胡枝子的发芽率、胚根长、幼苗长和发芽指数进行了综合评价, 得到3种胡枝子的隶属值函数平均值(表2)。可知, 耐盐胁迫能力大小为阿拉善牛枝子> 陇东达乌里胡枝子> 科尔沁尖叶胡枝子。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 不同种胡枝子耐盐胁迫指标隶属值及其综合评价 Table 2 Subordinate function values of salt stress and comprehensive evaluation of different species 种 Species 耐盐分胁迫指标隶属值Subordinate function values of slat stress 发芽率 Germination percentage 胚根长 Radical length 幼苗长 Seedling length 发芽指数 Germination index 平均值 Average 名次 Order 阿拉善牛枝子 L. potaninii 0.722 2 0.232 8 0.242 0 0.644 4 0.460 4 1 陇东达乌里胡枝子 L. davurica cv. Longdong 0.617 6 0.229 7 0.224 5 0.531 5 0.400 8 2 科尔沁尖叶胡枝子 L. hedysaroides cv. Keerqin 0.451 6 0.234 9 0.324 4 0.484 0 0.373 7 3

表2 不同种胡枝子耐盐胁迫指标隶属值及其综合评价 Table 2 Subordinate function values of salt stress and comprehensive evaluation of different species