發(fā)布時(shí)間：2020-07-13 23:06

【摘要】：玉米(Zea mays)被認(rèn)為是世界三大糧食作物之一,總產(chǎn)量和播種面積僅次于水稻和小麥。干旱作為一個(gè)國(guó)際性急待解決的問(wèn)題,且隨著全球氣溫不斷升高干旱問(wèn)題愈發(fā)明顯。非生物脅迫中的水分脅迫目前被認(rèn)為是影響玉米產(chǎn)量最主要因素,它的發(fā)生將嚴(yán)重制約著玉米的產(chǎn)量提高。黃淮海夏玉米地區(qū)是我國(guó)重要的玉米主產(chǎn)區(qū),常因干旱脅迫原因造成玉米產(chǎn)量下降。生產(chǎn)中S-誘抗素對(duì)作物抗逆性的影響以及在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。本研究采用了水培種植方式研究了S-誘抗素浸種對(duì)PEG模擬干旱脅迫下玉米種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響;采用溫室土培的種植方式研究了不同干旱脅迫下不同濃度的S-誘抗素噴霧對(duì)玉米幼苗的生理生化影響和重度干旱脅迫下S-誘抗素最佳濃度及其合成抑制劑鎢酸鈉對(duì)干旱脅迫下玉米幼苗的生理生化及內(nèi)源激素的影響;并利用熒光定量PCR技術(shù)研究了S-誘抗素對(duì)玉米Asr1表達(dá)的影響。主要研究結(jié)果如下:1)15%PEG-6000模擬干旱試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),不同濃度的S-誘抗素浸種在一定程度上能提高干旱脅迫下玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及幼苗的生物量,系統(tǒng)聚狀分析和相關(guān)性狀分析表明4 mg·kg~-11 S-誘抗素浸種效果最好。葉面噴施4 mg·kg~(-1)的S-誘抗素溶液后干旱脅迫的不同時(shí)間段內(nèi)提高了玉米葉片中內(nèi)源ABA含量、游離脯氨酸和可溶性糖含量,降低了葉片中H_2O_2、MDA含量,顯著增強(qiáng)了葉片中抗氧化保護(hù)酶活性,提高玉米Asr1基因的相對(duì)表達(dá)量,且抗旱性強(qiáng)的鄭單958內(nèi)源ABA含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶活性及Asr1基因的相對(duì)表達(dá)量均高于浚單20。表明S-誘抗素處理通過(guò)增加內(nèi)源ABA含量,誘導(dǎo)幼苗的抗氧化酶活性增加,提高Asr1基因的相對(duì)表達(dá)量,減少干旱對(duì)玉米葉片造成的氧化傷害,一定程度上提高了玉米幼苗對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)能力,且對(duì)鄭單958的效果更顯著,為進(jìn)一步應(yīng)用S-誘抗素緩解玉米干旱脅迫提供參考依據(jù)。2)溫室土培方法研究結(jié)果表明:干旱脅迫下,S-誘抗素噴霧增加了玉米的凈光合作用和水分利用率,降低胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度,減緩葉綠素的降解,提高玉米幼苗內(nèi)源ABA含量,加強(qiáng)玉米對(duì)逆境脅迫信號(hào)的感受,誘導(dǎo)了抗氧化保護(hù)酶SOD、CAT、POD、PPO活性增強(qiáng),減少M(fèi)DA含量,提高了玉米Asr1基因相對(duì)表達(dá)量,從而減輕干旱脅迫對(duì)玉米造成的氧化損傷,提高玉米耐受性。通過(guò)主成分分析得到XD20-MD的綜合評(píng)價(jià)由大到小依次為T3㧐T2㧐T4㧐T1㧐T5㧐T6(T1:5 mg·kg~(-1)S-ABA;T2:15 mg·kg~(-1) S-ABA;T3:25 mg·kg~(-1) S-ABA;T4:35 mg·kg~(-1) S-ABA;T5:干旱對(duì)照;T6:正常澆水);XD20-SD的綜合評(píng)價(jià)由大到小依次為T3㧐T2㧐T1㧐T4㧐T5㧐T6;ZD958-MD的綜合評(píng)價(jià)由大到小依次為T3㧐T2㧐T4㧐T6㧐T1㧐T5;ZD958-SD的綜合評(píng)價(jià)由大到小依次為T3㧐T2㧐T1㧐T5㧐T4㧐T6;綜合不同品種不同干旱研究發(fā)現(xiàn),T3處理下的玉米抗旱性最強(qiáng)。3)溫室土培方法,試驗(yàn)結(jié)果表明:重度干旱脅迫下,S-誘抗素提高了玉米葉片的葉綠素含量,從而提高光合作用。S-誘抗素處理提高了玉米內(nèi)源ABA含量,降低了內(nèi)源ZT、GA3、IAA含量,提高ABA/ZT、ABA/GA3和ABA/IAA的比值,但不同部位的比值有差異,這可能是提高玉米抗旱性重要的生理基礎(chǔ),根據(jù)因子及主成分得分即可對(duì)S-誘抗素處理下玉米不同部位的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),S-誘抗素處理的玉米不同部位的綜合評(píng)價(jià)由大到小依次為葉㧐根㧐莖。綜合研究發(fā)現(xiàn),S-誘抗素處理對(duì)玉米葉片抗旱性最強(qiáng)。而鎢酸鈉處理結(jié)果則表現(xiàn)相反,加重了干旱對(duì)玉米的傷害程度,S-誘抗素及內(nèi)源ABA合成抑制劑鎢酸鈉對(duì)重度干旱脅迫下玉米不同部位(根、莖、葉)具有重要調(diào)節(jié)作用。S-誘抗素對(duì)重度干旱脅迫下玉米抗旱性的增強(qiáng),可能與4種內(nèi)源激素的信號(hào)傳導(dǎo)密切相關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S513
【圖文】：

其中玉米種植面積 42399.0 千公頃，占糧食種植總面積的 36%（圖1-1）；從 1998 年到 2017 年，我國(guó)玉米產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐年增高的趨勢(shì)，2015 年和 2016 年玉米產(chǎn)量達(dá)到最高，約占當(dāng)年糧食總產(chǎn)量的 40%，2017 年我國(guó)糧食的總產(chǎn)量達(dá)到66160.72 萬(wàn)噸，其中玉米總產(chǎn)量為 25907.07 萬(wàn)噸，占我國(guó)糧食總產(chǎn)量的 39%（圖 1-2）（中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒，2017）。實(shí)際生活中，玉米不僅是人們生活中重要的糧食，同時(shí)也是重要的飼料和工業(yè)原料，它以其不可替代的特性，成為生產(chǎn)奶、肉、蛋、油等畜產(chǎn)品最重要的飼料來(lái)源，被廣泛地應(yīng)用在食品、醫(yī)藥、化學(xué)、釀造、紡織等工業(yè)，因此玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)直接關(guān)系到人類生活的諸多方面（胡廣東，2002；聶樂(lè)興

2圖 1- 2 截止到 2017 年我國(guó)玉米產(chǎn)量（中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒，2017）Figure 1- 2 China's corn production as of 2017 (China Agricultural Statistical Yearbook, 2017)1.1 干旱脅迫對(duì)植物的生理變化的影響水分脅迫下，由于作物本身蒸騰作用大于其吸收量使得作物體內(nèi)發(fā)生水分虧損，水動(dòng)態(tài)平衡被進(jìn)一步打破，進(jìn)而使作物自身細(xì)胞出現(xiàn)失水現(xiàn)象，如果發(fā)生嚴(yán)重的水分缺失則會(huì)引起植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，從而對(duì)作物自身造成不可修復(fù)的機(jī)械損傷（黃升謀，2009；李培培，2014）；植物組織發(fā)生水分虧損時(shí)，膜脂分子結(jié)構(gòu)因?yàn)樽魑锝M織細(xì)胞失

EC 1.11.1.6）、過(guò)氧化物酶（POD，EC 1.11.1.7）、抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX，.1.6）、多酚氧化酶（PPO，EC 1.10.3.2）、苯丙氨酸解氨酶（PAL，EC 4.3.1.5）氧化防御系統(tǒng)，如脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白等，已有大量研究證明保護(hù)酶活脅迫之間彼此關(guān)聯(lián)（Kaya et al., 2014; 柯貞進(jìn)等，2015）。干旱脅迫下，非酶物耗清除過(guò)量的 ROS，SOD 將超氧化物陰離子自由基 O2-氧化為 H2O2，而 CAT 將 H2O2還原為 H2O，彼此作用可將細(xì)胞內(nèi)的活性氧維持在一個(gè)平衡水平，保的穩(wěn)定性（Jiang and Zhang, 2002b; Zhao et al., 2016; 李永生等，2016）。物抗旱的分子機(jī)制Functional Proteins Regulatory Proteins

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2754110