本文關(guān)鍵詞：低溫對(duì)玉米生理生化的影響及耐低溫浸種劑的研究

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【摘要】：玉米是東北地區(qū)主要的糧食作物,一般在春季播種,但春季氣溫不穩(wěn)定,常常出現(xiàn)低溫天氣。因此,玉米種子的萌發(fā)以及幼苗的生長(zhǎng)經(jīng)常受到低溫的傷害。本研究通過(guò)室內(nèi)低溫種子萌發(fā)試驗(yàn)和田間春季低溫早播試驗(yàn)篩選出抗寒性不同的玉米品種,進(jìn)一步研究低溫條件下外源浸種劑對(duì)玉米種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及其生理生化特性的影響。在此基礎(chǔ)上,深入研究了外源浸種劑脫落酸(ABA)對(duì)玉米脯氨酸代謝途徑相關(guān)基因△'-吡咯啉-5-羧酸合成酶(△'-pyrroline-5-carboxylatesynthetase,P5CS)表達(dá)的影響,初步探討了其提高玉米抗寒性的分子機(jī)理。主要試驗(yàn)結(jié)果如下:1.以鄭單958等9個(gè)玉米品種為試驗(yàn)材料,通過(guò)室內(nèi)低溫萌發(fā)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)低溫會(huì)導(dǎo)致各品種的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)以及幼苗株高和鮮重均降低,溫度越低,各品種的各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)受到的抑制作用越大。田間春季低溫早播試驗(yàn)表明,春季低溫會(huì)導(dǎo)致各品種出苗率降低,株高變矮,穗位下降,穗長(zhǎng)變短,穗粗變細(xì),行粒數(shù)減少,百粒重降低,總產(chǎn)量降低。綜合上述指標(biāo),篩選出抗寒性較強(qiáng)的品種為鄭單958,低溫敏感型品種為丹玉39。2.以鄭單958和丹玉39為試驗(yàn)材料,分別研究了水楊酸(SA)、聚乙二醇(PEG)、肌醇、CaCl2、H202、ABA和赤霉素共7種浸種劑對(duì)低溫脅迫下玉米種子萌發(fā)及幼苗生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明:ABA對(duì)提高玉米低溫脅迫下的萌發(fā)和幼苗中脯氨酸含量的效果最好,CaCl2對(duì)壯苗的效果最突出,SA對(duì)提高幼苗保護(hù)酶活性、可溶性蛋白質(zhì)以及葉綠素含量效果最明顯。3.以ABA、SA、CaCl2浸種劑為基礎(chǔ),結(jié)合正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),配制十種復(fù)合浸種劑,分析低溫脅迫下復(fù)合浸種劑對(duì)鄭單958和丹玉39種子萌發(fā)及幼苗生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明:處理8對(duì)低溫脅迫下玉米各指標(biāo)的綜合效果最好,與對(duì)照相比,鄭單958該處理組的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別升高了 22.5%、31.8%、37.9%和149.2%,幼苗株高和幼苗鮮重分別升高69.4%和80.8%,POD、SOD和CAT酶活性分別升高31.2%、18.5%和30.7%,脯氨酸、蛋白質(zhì)和葉綠素含量分別提高18.4%、15.2%和35.3%,丙二醛含量下降16.2%;丹玉39該處理組的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別升高了 40.4%、53.8%、64.3%和170.9%,幼苗株高和幼苗鮮重分別升高43.0%和64.6%,POD、SOD和CAT酶活性分別升高27.4%、25.3%和36.1%,脯氨酸、蛋白質(zhì)和葉綠素含量分別提高35.8%、9.8%和25.3%,丙二醛含量下降19.0%。該組合可顯著提高兩個(gè)品種玉米種子的抗寒性。4.用ABA溶液處理低溫脅迫下的玉米幼苗,研究ABA對(duì)低溫脅迫下玉米幼苗脯氨酸代謝的影響。結(jié)果表明:低溫脅迫條件下脯氨酸含量升高,同時(shí)P5CS和OAT酶活性升高,ProDH活性降低,ABA處理有助于脯氨酸的積累和P5CS活性的升高,同時(shí)降低ProDH活性,對(duì)OAT活性沒(méi)有太大的影響。在此基礎(chǔ)上用半定量RT-PCR分析了 P5CS基因的表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)ABA處理能明顯提高P5CS的表達(dá)量,從而促進(jìn)了脯氨酸的合成,提高了玉米幼苗的抗寒性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S513

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本文編號(hào)：1263616