低溫脅迫對玉米幼苗根系生理功能及激素代謝的影響.pdf

1、玉米是黑龍江省主要的糧食作物，其種植面積已升至全國第一位，總產(chǎn)量占全省糧食作物總產(chǎn)量的40％以上。春季低溫冷害是黑龍江省玉米生產(chǎn)的一個限制性因素。本研究選取抗寒性不同的品種，研究不同溫度處理下玉米幼苗的根系特征、膜結(jié)構(gòu)、酶活性、內(nèi)源激素及代謝組學(xué)的變化。研究結(jié)果將有助于分析不同抗寒型品種在低溫下根系差異表現(xiàn)，為生產(chǎn)上篩選抗寒品種提供技術(shù)參考，為提高品種抗冷水平提供理論依據(jù)，為進(jìn)一步研究玉米分子生理機(jī)制打下基礎(chǔ)。試驗于2013-2014年

2、在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物類試驗實習(xí)基地進(jìn)行，選取耐低溫型(鄭單958)、中間型(先玉335)、低溫敏感型（豐禾1），分別設(shè)置晝/夜溫度為20/11℃(CK)、18/9℃、16/7℃和14/5℃溫度下處理2、4、6、8、10天分析根系特征、細(xì)胞膜透性、酶活性、內(nèi)源激素的變化。后期選取耐寒型品種(鄭單958)，于14/5℃下溫度下處理2、4、6、8天后各恢復(fù)l天，分析根尖超微結(jié)構(gòu)及代謝組學(xué)的變化。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴隨溫度脅迫程度加

3、強(qiáng)，各品種的根系干重(RDW)、根長(RL)、根表面積(SA)、根長密度(RLD)、根重密度(DRWD)增長率均降低，電導(dǎo)率均升高，5℃時根系幾乎停止生長。低溫對根系的抑制作用表現(xiàn)為豐禾1＞先玉335＞鄭單958，低溫下根系細(xì)胞膜的透性表現(xiàn)為豐禾1＞先玉335＞鄭單958。低溫抑制根系生長，增加根系細(xì)胞膜的透性;耐冷性品種表現(xiàn)出較好的根系生長狀態(tài)、較穩(wěn)定的根系質(zhì)膜系統(tǒng)和較低的滲透率。
　　⑵隨著脅迫時間延長，不同溫度處理下SOD、

4、POD活性及MDA含量相對對照均呈上升趨勢，SOD、POD活性表現(xiàn)為鄭單958＞先玉335＞豐禾1，MDA含量變化為豐禾1＞先玉335＞鄭單958。低溫脅迫下ABA顯著高于對照，IAA變化不顯著，GA減少。表明品種間對低溫存在抗性差異，幼苗在低溫脅迫下根系生長受到抑制，但耐低溫型品種自身調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，通過內(nèi)源激素調(diào)節(jié)可保持根系正常生長，其中ABA在緩解低溫脅迫傷害中起關(guān)鍵作用。
　?、窃诘蜏乜购憻?、4天后各恢復(fù)1天，細(xì)胞質(zhì)膜可

5、以保持完整，但細(xì)胞核、細(xì)胞器、液泡開始啟動抗逆機(jī)制，未出現(xiàn)破損現(xiàn)象;抗寒鍛煉第6天后恢復(fù)1天，部分細(xì)胞器出現(xiàn)破損現(xiàn)象，但是質(zhì)膜仍保持完整;抗寒鍛煉第8天后恢復(fù)1天，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，細(xì)胞內(nèi)分布線粒體減少，主要細(xì)胞器出現(xiàn)溶解現(xiàn)象，液泡與質(zhì)膜靠近，并與內(nèi)陷的質(zhì)膜相互連接。總體來看，低溫脅迫恢復(fù)后線粒體相對其他細(xì)胞器表現(xiàn)出明顯的相對穩(wěn)定性。第8天細(xì)胞沒有死亡，但生理功能紊亂，部分結(jié)構(gòu)遭到破壞，需要更長的恢復(fù)時間。
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