本文關(guān)鍵詞：油菜素內(nèi)酯調(diào)控低溫脅迫下玉米種子萌發(fā)的生理機制

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【摘要】：玉米是中國北方地區(qū)最主要的栽培作物,具有產(chǎn)量高、管理簡單等優(yōu)點,但北方春種植玉米時由于氣溫低,常遇到“倒春寒”天氣,使得玉米播種后種子發(fā)芽緩慢、活力降低、出苗差、出苗不齊,導(dǎo)致植株間生長勢差異大,最終造成減產(chǎn)減收,因此促進玉米種子萌發(fā)期對低溫脅迫的耐受性,對提高玉米產(chǎn)量具有重要意義。油菜素內(nèi)酯在植物響應(yīng)低溫脅迫中發(fā)揮重要作用,然而其在玉米種子萌發(fā)期對低溫脅迫響應(yīng)的作用機理尚不清楚,本研究以玉米主栽品種先玉335為試材,分析了外源BR緩解低溫脅迫下玉米種子萌發(fā)的生理機制,結(jié)果表明：1.EBR對低溫脅迫玉米種子浸種處理后,經(jīng)響應(yīng)面分析(RSA),浸種濃度和浸種時間組合為0.01037mM和23.924h下,玉米種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗胚芽鞘長、根長、幼苗鮮質(zhì)量和幼苗干質(zhì)量等8個指標(biāo)綜合評判最優(yōu),篩選得到EBR促進低溫脅迫下玉米種子萌發(fā)的最適濃度為0.01 mM。2.EBR浸種處理后,種子的發(fā)芽勢和活力指數(shù)均顯著高于未經(jīng)EBR預(yù)處理,分別比未經(jīng)EBR預(yù)處理提高22.2%和14.1%,玉米幼苗生物量均顯著高于未經(jīng)EBR處理,幼苗總鮮重提高了26.9%,單株鮮重提高了24.2%,幼苗總干重提高了53.3%,單株干重提高了57.1%,表明外源應(yīng)用EBR能有效緩解低溫脅迫對玉米種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制作用。3.EBR浸種后,可溶性蛋白含量2d時高于對照19.4%,可溶性總糖含量4d時高于對照17.2%,脯氨酸含量8d時高于對照69.0%；種子浸出液核苷酸含量整體低于對照處理,而種子淀粉酶活性均比對照高,表明EBR浸種可通過促進低溫脅迫下玉米種胚的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的積累,從而促進玉米種子萌發(fā),增強了耐低溫的能力。4.EBR浸種處理后,種胚超氧自由基(O2-)含量降低幅度達到17.6%,相對電導(dǎo)率降低幅度達到14.7%,MDA含量降低幅度達到54.7%,而抗氧化酶(包括SOD、POD、 CAT和GR等)的活性均顯著升高,最大升高幅度分別為96.7%、24.8%、28%和61.7%,同時非酶類抗氧化物質(zhì)GSH的含量也顯著升高,升高幅度達到30.0%,明顯減少了低溫脅迫對種胚的氧化傷害,表明低溫脅迫下EBR可通過誘導(dǎo)玉米種子抗氧化能力的提高而緩解低溫脅迫對其的傷害。5.EBR浸種處理后,玉米種子一氧化氮(NO)的積累增加,使用NO清除劑c-PTIO和NO合成酶抑制劑L-NAME處理后,種胚中CAT、POD和脯氨酸含量有所下降,但是外源NO可提高種胚中CAT、POD和脯氨酸的含量,表明EBR誘導(dǎo)的玉米種胚抗氧化能力增加是通過NO介導(dǎo)的。低溫脅迫誘導(dǎo)玉米幼胚中P5CS1、CBF1、CBF3和COR15a等基因的表達,EBR處理基因表達進一步提高,而c-PTIO和L-NAME處理基因表達降低；NO供體SNP則提高了這些基因的表達,這表明BR可能通過NO途徑調(diào)控低溫響應(yīng)基因的表達。說明外源EBR可通過NO途徑增強玉米種胚抗氧化能力和調(diào)控低溫響應(yīng)基因的表達,進而提高低溫脅迫的耐受性。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S513
【目錄】：

• 摘要7-9
• 縮略詞表9-10
• 前言10-11
• 第一章 文獻綜述11-24
• 1 低溫脅迫對植物的影響及植物耐低溫措施11-14
• 1.1 低溫脅迫與膜的關(guān)系11
• 1.2 低溫脅迫與光合作用11-12
• 1.3 低溫脅迫與抗氧化能力12
• 1.4 植物生長調(diào)節(jié)劑提高低溫脅迫耐性12-13
• 1.5 轉(zhuǎn)基因途徑提高植物耐冷性13-14
• 2 油菜素內(nèi)酯與逆境脅迫14-20
• 2.0 BRs的研究歷史14-15
• 2.1 BRs的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑15-16
• 2.2 BRs與其它植物激素的交聯(lián)16-18
• 2.3 BRs與鹽脅迫18
• 2.4 BRs與溫度脅迫18-19
• 2.5 BRs與低氧脅迫19-20
• 3 試驗?zāi)康暮脱芯恳饬x20-21
• 4 論文研究的內(nèi)容及技術(shù)路線21-24
• 4.1 論文研究的內(nèi)容21-23
• 4.2 技術(shù)路線23-24
• 第二章 EBR促進低溫脅迫下玉米種子萌發(fā)的最適濃度篩選24-31
• 1 材料與方法25-26
• 1.1 材料25
• 1.2 試驗設(shè)計25
• 1.3 種子處理25
• 1.4 發(fā)芽試驗25-26
• 1.5 統(tǒng)計分析26
• 2 結(jié)果與分析26-29
• 2.1 EBR浸種對低溫脅迫下玉米種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響26-27
• 2.2 EBR浸種對低溫脅迫下玉米種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的影響27
• 2.3 EBR浸種對低溫脅迫下幼苗胚芽鞘和根長的影響27-28
• 2.4 EBR浸種對低溫脅迫下幼苗鮮和干質(zhì)量的影響28-29
• 2.5 EBR浸種處理的最佳濃度和時間的確定29
• 3 討論29-31
• 第三章 EBR對低溫脅迫下玉米種子萌發(fā)及幼苗生長的影響31-36
• 1 材料與方法32
• 1.1 材料32
• 1.2 種子浸種處理32
• 1.3 種子低溫萌發(fā)和幼苗生長32
• 1.4 數(shù)據(jù)分析32
• 2 結(jié)果與分析32-34
• 2.1 EBR緩解低溫脅迫對玉米種子萌發(fā)及幼苗生長的抑制作用32-33
• 2.2 外源EBR對低溫脅迫下玉米種胚活力的影響33-34
• 2.3 外源EBR對低溫脅迫下玉米幼苗生物量的影響34
• 3 討論34-36
• 第四章 EBR對低溫脅迫下玉米種胚滲調(diào)物質(zhì)含量的影響36-42
• 1 材料與方法37
• 1.1 材料37
• 1.2 種子浸種處理37
• 1.3 種子低溫萌發(fā)和幼苗生長37
• 1.4 滲調(diào)物質(zhì)含量和淀粉酶活性測定37
• 1.5 數(shù)據(jù)分析37
• 2 結(jié)果與分析37-41
• 2.1 EBR對低溫脅迫下玉米種胚可溶性蛋白含量的影響37-38
• 2.2 EBR對低溫脅迫下玉米種胚可溶性糖含量的影響38-39
• 2.3 EBR對低溫脅迫下玉米種胚脯氨酸含量的影響39
• 2.4 EBR對低溫脅迫下玉米種胚核苷酸浸出量的影響39
• 2.5 EBR對低溫脅迫下玉米種胚淀粉酶活性的影響39-41
• 3 討論41-42
• 第五章 EBR對低溫脅迫下玉米種胚抗氧化系統(tǒng)的影響42-52
• 1 材料與方法43
• 1.1 供試材料43
• 1.2 種子浸種處理43
• 1.3 種子低溫萌發(fā)和幼苗生長43
• 1.4 種子低溫萌發(fā)材料的培養(yǎng)43
• 1.5 生理指標(biāo)測定43
• 1.6 數(shù)據(jù)處理43
• 2 結(jié)果與分析43-50
• 2.1 EBR預(yù)處理對低溫脅迫下玉米種胚O_2~-含量的影響43-44
• 2.2 EBR對低溫脅迫下玉米種胚相對電導(dǎo)率含量的影響44-45
• 2.3 EBR對低溫脅迫下玉米種胚MDA含量的影響45
• 2.4 EBR對低溫脅迫下玉米種胚抗氧化酶活性的影響45-47
• 2.5 EBR對低溫脅迫下玉米種胚ASA含量的影響47-48
• 2.6 EBR對低溫脅迫下玉米種胚GSH含量的影響48-49
• 2.7 EBR對低溫脅迫下玉米種胚GR活性的影響49-50
• 3 討論50-52
• 第六章 EBR通過NO途徑調(diào)控低溫響應(yīng)基因的表達52-59
• 1 材料與方法53-54
• 1.1 供試材料53
• 1.2 種子浸種處理53
• 1.3 種子低溫萌發(fā)材料的培養(yǎng)53
• 1.4 生理指標(biāo)測定53
• 1.5 基因表達模式分析53
• 1.6 數(shù)據(jù)處理53-54
• 2 結(jié)果與分析54-57
• 2.1 EBR預(yù)處理對低溫脅迫下種胚NO水平的影響54
• 2.2 NO對BR誘導(dǎo)的玉米種胚低溫脅迫耐受性的影響54-57
• 2.3 EBR和NO對玉米種胚低溫脅迫下低溫響應(yīng)基因表達的影響57
• 3 討論57-59
• 參考文獻59-67
• Abstract67-69
• 全文結(jié)論69-70
• 創(chuàng)新之處70-71
• 攻讀博士期間發(fā)表論文71-73
• 致謝73

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本文編號：885802