外源NO缓解紫茎泽兰提取物对小麦种子萌发生长的化感胁迫机制

发布时间：2020-11-15 22:32

　　 小麦系我国第三大粮食作物,为人们生命活动提供了主要的食物热量和蛋白。在小麦生产中多发生杂草危害和病虫害危害,长期以来使用化学农药防控,不仅造成对环境的污染也对小麦食品的安全带来了威胁。紫茎泽兰植株中富含天然的抑制植物生长的活性物质,利用其研制开发新型植物源除草剂应用于麦类杂草绿色防控具有重要的意义。紫茎泽兰提取物在杂草和病虫害绿色防控时,是否也对麦类作物产生伤害,如何缓解需要开展深入研究。外源NO在植物生长发育及其对逆境的响应方面起着重要的调节作用,然而其在缓解紫茎泽兰提取物对麦类作物种子萌发和幼苗生长伤害的作用机制尚不清楚。本试验是以晋麦98为材料,采用外源NO对种子引发处理,研究探讨了外源NO缓解紫茎泽兰提取物对小麦种子萌发及幼苗生长的化感胁迫机理机制,结果表明:1.紫茎泽兰提取物对小麦种子萌发和早期幼苗生长具有化感胁迫作用,提取物浓度越高化感作用越强烈。400mg·L-1提取物水溶液胁迫处理种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数与对照相比较明显下降,幼苗鲜干重、苗长和主根长等明显低于对照。2.用0.5mmol·L-1的硝普钠SNP对种子去进行引发处理,可显著缓解紫茎泽兰提取物对小麦种子萌发和早期幼苗生长的化感胁迫损害。1200 mg·L-1的紫茎泽兰提取物胁迫下,NO做引发处理,种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数分别比去离子水引发处理高166.67%、5.71%、29.99%和63.96%。幼苗长、幼苗鲜重和干重分别比去离子水引发处理高32.76%、25.95%和27.98%。在此期间,发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗鲜重达到显著差异水平。3.紫茎泽兰提取物化感胁迫诱导小麦幼苗根边缘细胞(root border cell,RBC)大量凋亡、死亡和黏胶层增厚。紫茎泽兰提取物化感胁迫下,用NO对种子进行引发处理,可显著降低幼苗根边缘细胞的凋亡率和死亡率,分别比去离子水引发处理降低了 44.42%和47.81%。黏胶层厚度降低了 42.71%,均达到显著差异。4.NO对种子进行引发处理有效缓解紫茎泽兰提取物对小麦种子萌发和幼苗生长的胁迫伤害,其可能的机制是,NO引发处理,增强了小麦种子抵御提取物化感胁迫的耐性,降低幼苗根边缘细胞的死亡率和凋亡率,更多的活的根边缘细胞保御了根免受提取物的化感胁迫损害,使根能够正常生长发育。本研究为紫茎泽兰提取物和外源NO在小麦绿色生产上应用提供一定的理论依据。
【学位单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S512.1;S451
【部分图文】：

Ｆｉｇ．３?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ＮＯ?ｏｎ?ｗｈｅａｔ?ａｐｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｄｅｒ?Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ?ａｃｌｅｎｏｐｈｏｒｕｍ?Ｓｐｒｅｎｇ．?ｅｘｔｒａｃｔ?ｓｔｒｅｓｓ??３．６?ＮＯ对紫茎泽兰提取物胁迫下小麦根边緣细胞死亡率和凋亡率的影响??图４可见，荧光显微镜下，小麦根边缘细胞的形态大部分呈现梭形或杆状，活细胞??呈绿色，死细胞和凋亡细胞为棕红色或黄色（图４）。??图５可知，紫茎泽兰提取物胁迫下，去离子水引发和ＮＯ引发处理，ＲＢＣ死亡率分别??为６１．００％和３３．９０％，均显著高于对照。从图５还可知，紫茎泽兰提取物胁迫下，去离子??水引发和ＮＯ引发处理之间，ＮＯ引发处理，ＲＢＣ死亡率比去离子水引发处理降低了??４４．４２％，且达到显著差异。??图４ＡＯ－ＥＢ染色的小麦ＲＢＣ??绿色：活细胞；棕红和黄色：凋亡和死细胞。??Ｆｉｇ?４?ＡＯ－ＥＢ?ｓｔａｉｎｅｄ?ＲＢＣｓ?ｏｆ?ｗｈｅａｔ??Ｌｉｖｉｎｇ?ｃｅｌｌｓ?ａｒｅ?ｇｒｅｅｎ，?ｗｈｉｌｅ?ｄｅａｄ?ｃｅｌｌｓ?ａｒｅ?ｒｅｄ?ｏｒ?ｏｒａｎｇｅ??－１７－??

图５紫茎泽兰提取物对小麦根系边缘细胞（ＲＢＣ）死亡率的影响??Ｆｉｇ?５?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ?ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ?ｅｘｔｒａｃｔｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｄｅａｔｈ?ｒａｔｅ?ｏｆ?ＲＢＣ?ｉｎ?ｗｈｅａｔ??图６可见，Ｈｏｅｃｈｅｓｔ－３３２５８染色的小麦正常根尖ＲＢＣ颜色呈蓝色且质地均匀一致，??细胞核轮廓清晰且呈现较小的蓝色亮斑？，出现凋亡现象的ＲＢＣ颜色不均匀，细胞有片状??浅蓝色片段或细胞核呈现弥散状轮廓不规则较大的亮斑。??从图７可以看出，紫茎泽兰提取物胁迫下，去离子水引发和ＮＯ引发处理，ＲＢＣ的凋??亡率分别为２６．７４％和１３．９６％，均显著高于对照。从图７还可知，紫茎泽兰提取物胁迫下，??去离子水引发和ＮＯ引发处理之间，ＮＯ引发处理，ＲＢＣ凋亡率比去离子水引发处理降低??了４７．８１?％，也达到显著差异。??图６?Ｈｏｅｃｈｅｓｔ－３３２５８染色的小麦根系边缘细胞（ＲＢＣ?）??１：正常的ＲＢＣ；?２：出现凋亡片段的ＲＢＣ。??Ｆｉｇ?６?Ｈｏｅｃｈｅｓｔ－３３２５８?ｓｔａｉｎｅｄ?ＲＢＣｓ?ｏｆ?ｗｈｅａｔ??１：?Ｎｏｒｎｉａｌ?ＲＢＣｓ；?２：?Ａｐｏｐｔｏｓｉｓ?ＲＢＣｓ．??－１８－??

荧光显微镜下，小麦根边缘细胞的形态大部分呈现梭形或杆状，活细胞??呈绿色，死细胞和凋亡细胞为棕红色或黄色（图４）。??图５可知，紫茎泽兰提取物胁迫下，去离子水引发和ＮＯ引发处理，ＲＢＣ死亡率分别??为６１．００％和３３．９０％，均显著高于对照。从图５还可知，紫茎泽兰提取物胁迫下，去离子??水引发和ＮＯ引发处理之间，ＮＯ引发处理，ＲＢＣ死亡率比去离子水引发处理降低了??４４．４２％，且达到显著差异。??图４ＡＯ－ＥＢ染色的小麦ＲＢＣ??绿色：活细胞；棕红和黄色：凋亡和死细胞。??Ｆｉｇ?４?ＡＯ－ＥＢ?ｓｔａｉｎｅｄ?ＲＢＣｓ?ｏｆ?ｗｈｅａｔ??Ｌｉｖｉｎｇ?ｃｅｌｌｓ?ａｒｅ?ｇｒｅｅｎ，?ｗｈｉｌｅ?ｄｅａｄ?ｃｅｌｌｓ?ａｒｅ?ｒｅｄ?ｏｒ?ｏｒａｎｇｅ??－１７－??
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本文编号：2885287