【摘要】：棉花起源于亞熱帶,是喜溫好光的作物,其適宜生長溫度在20-30℃之間。棉花對低溫比較敏感,當(dāng)日平均溫度低于15℃就會對棉花生長造成脅迫。棉花苗期易遭受倒春寒,受到低溫傷害。油菜素內(nèi)酯(BRs)是一類甾醇植物激素,在植物生長發(fā)育中起著不可替代的作用,同時其在植物適應(yīng)或抵抗逆境脅迫中也具有重要作用。因此本試驗研究了低溫脅迫下2,4表油菜素內(nèi)酯(EBR)對棉花幼苗生長、生理特征以及在轉(zhuǎn)錄水平的影響,主要結(jié)果和結(jié)論如下:(1)室內(nèi)條件下,中棉所60和魯棉研28在4℃低溫處理前葉面分別噴施0.05 mg·L~(-1)、0.1mg·L~(-1)、0.2 mg·L~(-1)、0.5 mg·L~(-1)、1 mg·L~(-1)EBR和蒸餾水。研究發(fā)現(xiàn),低溫脅迫后葉片中MDA(丙二醛)含量和REC(相對電導(dǎo)率)顯著升高,魯棉研28葉片中MDA含量和REC比中棉所60顯著增高,表明魯棉研28對低溫可能更為敏感。外源噴施EBR可以顯著降低魯棉研28和中棉所60葉片中MDA含量和REC增加的幅度;同時,外源噴施適宜濃度EBR較噴施蒸餾水可以顯著提高葉片中脯氨酸含量、Pn(凈光合速率)、氣孔導(dǎo)度、最大光化學(xué)效率和基于吸收光能的性能指數(shù)、植株的鮮重和干重。外源EBR對以上生理指標(biāo)的影響表現(xiàn)為隨著EBR濃度增加,這些生理指標(biāo)降低或增加的幅度先增大后減小,中棉所60噴施0.1 mg·L~(-1) EBR對緩解低溫傷害的效果最好,魯棉研28噴施0.2 mg·L~(-1) EBR效果最好。(2)在大田條件下,魯棉研28和中棉所60于低溫脅迫來臨之前,葉面分別噴施0.1 mg·L~(-1)、0.2 mg·L~-11 EBR和蒸餾水。3d后測定生理指標(biāo)發(fā)現(xiàn),外源噴施EBR較噴施蒸餾水葉片REC顯著降低、葉綠素含量、最大光化學(xué)效率(F_V/F_M)和基于吸收光能的性能指數(shù)PI_(ABS)、光反應(yīng)中心活性和電子傳遞能力顯著提高,棉花植株的鮮重和干重分別提高7.8%-33.6%和30.9%-41.5%。中棉所60用0.1 mg·L~(-1) EBR處理效果較好,魯棉研28用0.2 mg·L~(-1) EBR處理效果較好。(3)魯棉研28在4℃低溫處理前葉面分別噴施0.2 mg·L~-11 EBR和蒸餾水,6h、12h、24h后取葉片測轉(zhuǎn)錄組。在6h、12h和24h噴施EBR較噴施蒸餾水顯著差異表達基因分別為282、85和4000個。24h顯著差異基因GO注釋主要富集到響應(yīng)脅迫、防御響應(yīng)、蛋白質(zhì)折疊、轉(zhuǎn)錄因子和ADP結(jié)合。KEGG富集到氨基酸生物合成、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、氨基酸糖和核酸糖代謝、谷胱甘肽代謝等17個代謝通路,顯著差異表達的基因中與葉綠素、類囊體、光系統(tǒng)Ⅰ相關(guān)的基因均上調(diào);編碼乙烯合成途徑中的ACO酶、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑ERFs、赤霉素信號途徑中SLY的基因表達量均顯著下調(diào);編碼谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)、脫氫抗壞血酸過氧化物酶(DHAR2、DHAR3)、抗壞血酸還原酶(GXP6、GXP1)基因均上調(diào)。分析發(fā)現(xiàn)外源EBR提高棉花抗低溫作用可能是通過抑制乙烯合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、提高抗氧化能力和對光合作用的保護等途徑實現(xiàn)的。
【圖文】：

圖 1.1 植物活性氧代謝途徑（引自：Mori and Schroeder 2004）Figure 1.1 Active oxygen metabolism pathway in plants （from: Mori and Schroeder 2004）1.2.2 滲透調(diào)節(jié)作用植物受到各種逆境脅迫時會產(chǎn)生和積累一些有機或無機小分子物質(zhì)維持細胞的滲透壓，促進細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)和水分（Garg et al., 2012）。脯氨酸是參與滲透調(diào)節(jié)的重要組成成分，脯氨酸是親水氨基酸，與水具有很強的結(jié)合能力，可以緩解低溫等逆境造成的細胞脫水引起的細胞內(nèi)外滲透壓的改變（吳廣霞等，2008）。同時，脯氨酸可以保護酶和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及作為碳水化合物的來源（王寶增，2011）。此外，逆境脅迫下植物細胞還會積累可溶性糖、甜菜堿、可溶性蛋白等物質(zhì)以及 K+、Na+、Ca2+、Cl-等一些無機離子維持細胞的滲透壓。1.2.3 植物激素調(diào)控作用激素在植物的生長發(fā)育和逆境適應(yīng)中具有非常重要的作用。低溫脅迫下各種激素通過相互平行或交叉的信號通路相互作用、共同參與調(diào)控植物的耐冷能力。脫落酸（Abscisic Acicd, ABA）是植物體具有倍半萜結(jié)構(gòu)的重要的脅迫激素，參與低溫、干旱等多種逆境脅迫（郝格格，2009）。低溫脅迫會誘導(dǎo)植物體內(nèi)脫落酸含量增加，激素信號通過

國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第二章 外源 EBR 對低溫脅迫下棉花幼苗生理指標(biāo)的影響葉片的 MDA 含量顯著降低（圖 2.1）。低溫脅迫下噴施蒸餾水魯棉研 28 和中棉所 60 葉片的DA 含量較對照分別增加 210.2%和 183.3%。低溫脅迫下外源噴施不同濃度 EBR，魯棉研 28 和棉所 60 葉片中 MDA 含量較對照分別增加 94.9%-175.6%和 78.6%-157.3%，增加幅度均低于噴蒸餾水。低溫脅迫下，，與噴施蒸餾水相比，外源 EBR 對魯棉研 28 和中棉所 60 葉片中 MDA量的影響表現(xiàn)為相同的趨勢，即隨著 EBR 濃度的增加 MDA 含量下降的幅度先增加后降低。魯研 28 外源噴施 0.2 mg·L-1EBR 時，葉片中 MDA 的含量較噴施蒸餾水下降幅度最大，降低1.73%。中棉所 60 噴施 0.1 mg·L-1EBR 時，葉片中 MDA 含量下降幅度最大，降低 36.96%。以結(jié)果表明低溫脅迫導(dǎo)致棉花葉片中 MDA 含量增加，低溫脅迫下外源噴施 EBR 可以減少棉花葉中 MDA 的產(chǎn)生，且與 EBR 濃度相關(guān)，而且不同的棉花品種所需的最適 EBR 濃度不同，魯棉28外源噴施0.1 mg·L-1EBR 葉片中 MDA 含量下降幅度最大，中棉所 60 外源噴施 0.1 mg·L-1EBR片中 MDA 含量下降幅度最大。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S562

【參考文獻】

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8 彭躍躍;丁q

本文編號：2619128