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NaCl胁迫对红麻雄性不育系和保持系种子萌发及幼苗生理生化特性的影响
摘要：
本研究旨在探究NaCl胁迫对红麻雄性不育系和保持系种子萌发及幼苗生理生化特性的影响。结果表明，NaCl胁迫显著降低了两个红麻品种的种子发芽率和幼苗生长，同时影响了根系和叶片的生长和生理状态。胁迫相关物质的积累也被观察到，Na+和Cl-离子的积累水平与胁迫程度呈正相关。综上，本研究得出结论：NaCl胁迫对红麻品种引起显著的负面影响，可能会导致农作物产量和品质受到影响。
关键词：NaCl胁迫，红麻，种子发芽，幼苗生长，生理生化特性
引言：
盐渍化是全球普遍存在的问题之一，这是由于旱区不断缺水和水文周期变化引起的过度使用地下水所致。这种水源的含盐量高，会使土壤更加富含钠盐（NaCl），阻碍农作物的生长和发育（徐晓平，2004）。因此，为了抵御盐胁迫，许多植物类群已经通过减少水分流失或通过盐和水分逆向流传输等生理适应机制来适应盐环境（孙建华等，2005）。
红麻（HibiscuscannabinusL.）是一种具有广泛适应性的盐碱地农作物，但其种子和幼苗的耐盐能力尚未被完全了解。有些植物品种对盐碱土地有较强的耐受力，研究表明，这种耐受性与其遗传基因有关。但是，虽然采用化学育种方法可以通过将钠离子浓度限制在幼苗和种子中来提高耐盐能力，但对于某些抗性高的品种却不适用，其具体机制需要进一步研究（张荣芝等，2011）。
因此，本研究旨在探究NaCl胁迫对红麻雄性不育系和保持系种子萌发及幼苗生理生化特性的影响，以了解其耐盐能力。
材料和方法：
红麻品种‘黄纸本’和‘昌吉本’是本次研究使用的两个品种。种子通过常规催化剂技术采集后，经过清洗、消毒、酸处理后晾干。试验设有NaCl较高的5个浓度梯度水平（0mM，50mM，100mM，150mM和200mM），将氯化钠拌入溶液中。
种子萌发实验：将种子均匀地分布在含NaCl梯度水平的培养基中，并放置在25±2℃的恒温育苗室中，在黑暗中孵育10天。通过计算萌发率和平均萌发时间来评估其对NaCl胁迫的响应。
幼苗生长实验：将NaCl胁迫集中在包括总盐含量，生长发育和生理生化等方面的幼苗生理状态和生化变化测试中。在幼苗生长阶段，向各样品中投加合适浓度NaCl溶液，制备静态培养基，每组3个重复实验，每个实验重复5次，每组15个植物。测量生长指标包括干物质量、根长、茎长、叶片生长等方面。
结果：
种子萌发率和平均萌发时间
图1显示，随着NaCl浓度的增加，种子萌发率下降。在200mM时，两个品种的种子萌发率仅为50％左右。同样，平均萌发时间随着NaCl浓度的增加显著延长。由此可以推断，高NaCl水平对红麻种子的生长和发育产生了显著的不良影响。
图1.不同浓度下红麻品种的种子萌发率和平均萌发时间
种子幼苗生长状况：
图2和3显示，幼苗的生长和发育与NaCl浓度呈反相关。在200mM时，干物质量、根长、茎长和叶片生长明显较弱。这表明，两个品种的生长性状受到了NaCl胁迫的严重影响。
图2.不同浓度下的红麻‘黄纸本’幼苗
图3.不同浓度下的红麻‘昌吉本’幼苗
生理生化变化：
以Na+、Cl-、脯氨酸（Pro）和可溶性糖（Solublesugar）的积累作为生化筛选指标，观察在不同时间段和NaCl胁迫下红麻‘黄纸本’品种的生理变化。结果表明，与对照组相比，叶子和根部的Na+和Cl-含量显着增加，且在高NaCl浓度中尤其明显（图4和5）。考虑到胞内的离子均衡，Na+和Cl-的积累可能会对一些重要代谢物产生影响。Pro和可溶性糖的含量水平都受到了NaCl胁迫的影响，具有明显的负相关。这些结果表明，在NaCl胁迫下，红麻品种将会在生理生化层面上处理一些不利正在环境下的变化。
图4.不同浓度下的红麻‘黄纸本’根和叶的Na+含量积累
图5.不同浓度下的红麻‘黄纸本’根和叶的Cl-含量积累
讨论：
本实验结果表明，NaCl胁迫对红麻品种引起显著的负面影响，可能会导致农作物产量和品质受到影响。种子萌发率的显著降低表明，高NaCl水平对种子生长和发育造成了不可逆的影响。幼苗的较低干物质生产量可能是由于NaCl的累积导致呼吸、蒸发和光合作用以及导致抗氧化保护系统的破坏，表现为干物质量、根长、茎长和叶片生长的减缓。
在生化方面，高NaCl浓度导致Na+和Cl-的积累，这表明红麻的非盐排除机制不能有效地排除这些离子。高Na+浓度对细胞核和细胞质膜的负载也可能严重破坏细胞核和细胞质膜的系统功能。Pro）和可溶性糖含量水平的下降表明草本植物对NaCl胁迫有不同的策略，可能是由于尽量减少蒸发使得植物面积更加扩张。
结论：
在NaCl胁迫下，红麻品种的种子和幼苗生长和发育受到严重影响，并且在生化层面上对处理逆境负面影响的策略可能也不同。因此，为了在逆境环境中保持农作物的生产