硅与γ-氨基丁酸引发对低温胁迫下油菜种子萌发与幼苗生长的影响

发布时间：2020-04-23 22:51

【摘要】：油菜(Brassica napus L.)是世界上重要的油料作物之一,低温是限制油菜种植区域分布的主要因素。我国油菜主要种植于长江流域,多熟制种植模式推迟油菜播种期,直播油菜出苗时气温偏低,导致发芽缓慢、出苗不齐、成苗弱现象严重。另外,低温冷害是长江流域常见气象灾害,正常播期油菜也易遭受低温威胁。因此,通过种子引发提高油菜耐寒性,对保证油菜种植面积与稳定最终产量具有重要意义。本文首先对8个油菜品种的耐寒性进行了鉴定。然后以耐寒型和冷敏感型油菜种子为试验材料,研究了硅酸钠(Si)与γ-氨基丁酸(GABA)引发对种子萌发期和油菜幼苗生长期的影响,主要研究结果如下:1.对8个油菜品种萌发期的耐寒性进行了鉴定。在常温(20℃)和低温(10℃)胁迫下测定了种子萌发特性与幼苗素质等指标,以指标相对值作为耐寒系数。相关性分析发现,除相对苗干重外,相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数、相对活力指数、相对平均发芽时间和相对苗鲜重之间均呈显著或极显著相关,可以作为评价油菜耐寒性的指标。通过模糊隶属函数法对8个油菜品种进行综合评价,油菜耐寒性从强到弱依次为:中油杂200、浙大619、浙油50、浙大630、浙大622、高油605、浙双72、德新油53。2.研究了 Si与GABA引发对低温逆境下不同耐寒型油菜种子萌发的影响。以耐寒型油菜(中油杂200,ZYZ200)和低温敏感型油菜(德新油53,DXY53)为试验材料,测定了 Si与GABA引发对低温(10℃)胁迫下种子发芽指标、萌发代谢、能量调动和抗寒基因的影响。结果表明,2mM Si与1mMGABA引发显著提高油菜低温下的发芽速度、发芽率和幼苗活力,萌发7天后幼苗素质高于未引发处理。引发处理显著提高种子中异柠檬酸裂解酶基因BnICL和酯酶基因BnGDSL1的表达,增强异柠檬酸裂解酶与酯酶活性,且低温吸胀24 h的指标与种子萌发指标呈显著相关。引发处理促进种子中可溶性糖、可溶性蛋白的分解,促进脯氨酸的积累,其中低温吸胀48 h的脯氨酸含量、吸胀72h的可溶性蛋白含量以及吸胀48、72h的可溶性糖含量与种子萌发指标显著相关。引发后,油菜DXY53种子中抗寒响应相关基因BnCAMTA1、BnICE1、BnCBF、BnCOR25均上调表达,而在ZYZ200种子中下调表达;低温吸胀24h后,ZYZ200种子BnICE1表达量显著增加。因此,Si与GABA引发通过促进种子萌发代谢与能量调动,并调节抗寒基因表达,缓解低温对种子萌发的抑制,增强油菜耐寒性。3.研究了 Si与GABA引发对低温逆境下不同耐寒型油菜幼苗生长的影响。以不同耐寒型油菜品种为试验材料,测定幼苗低温胁迫前,低温(5℃)胁迫后以及恢复生长后生理生化变化与相关基因表达。结果表明,引发处理显著提高低温胁迫后叶片含水量和脯氨酸含量,恢复生长后可溶性糖和可溶性蛋白含量降低。Si与GABA引发处理显著降低超氧阴离子与过氧化氢的积累,降低丙二醛含量、脂氧合酶活性和电导率。低温胁迫后,引发处理显著提高BnSOD、BnPOD等基因表达,增强超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性。低温胁迫抑制DXY53油菜中抗寒基因表达,促进ZYZ200抗寒基因表达,而引发处理增强DXY53叶片中BnCAMTA1、BnICE1、BnCBF表达,促进ZYZ200中BnCAMTA1、BnICE1、BnCOR25上调表达。因此,Si与GABA引发促进渗透调节物质积累减轻叶片失水,增强抗氧化能力减少活性氧积累并减轻氧化伤害,维持细胞膜完整性,同时诱导抗寒基因表达,最终增强油菜耐寒性。
【图文】：

油菜品种,进度曲线,常温,低温

２．２．１低温胁迫对油菜种子萌发的影响逡逑在常温（２０°Ｃ）条件下，８个油菜品种在第３天发芽率已基本保持稳定，而低温（１０°Ｃ）逡逑下大多数品种第３天才开始萌发，在第５天才基本稳定（图２．１）。除ＤＸＹ５３和ＺＤ６２２逡逑外，其余品种常温发芽势和发芽率均在９０％以上（表２．１）。低温萌发后，品种间发芽势逡逑和发芽率差异显著，其中ＺＤ６１９发芽势和发芽率最高，分别为９６．７％和９８．７％，ＤＸＹ５３逡逑发芽势和发芽率最低，分别为１５．７％和５５．０％邋（表２．２）。就ＤＸＹ５３而言，发芽势下降逡逑了邋６４．６％，发芽率下降了邋２５．３％，发芽指数下降７３．１％，活力指数下降９２．３％，平均发逡逑芽时间延长３．５８天，因此从发芽指标上看，，可以认为ＤＸＹ５３为低温敏感品种。ＺＤ６１９、逡逑ａ邋１２0邋逦邋ｂ邋１２０邋逦逡逑１００邋＇逦１逦４—７ｉ１邋Ｔ邋Ｔ邋１００邋＇逦１邋－１逡逑广逦，Ｓ0．逡逑ｉ邋６0邋？逦＋ＺＳ７２邋＋ＧＹ６０５邋ｉ邋６0邋．逦\d『逡逑Ｉ邋４０邋．逦￣逦５邋４０邋．）『Ｚ逡逑Ｉ邋ｆ逦—Ｈ－ＺＹ５０邋－＃－ＤＸＹ５３逦＇邋Ｖ／逦／ｗ逡逑２0邋■邋Ｖ邋逦ＺＤ６１９邋逦ＺＤ６２２逦２０邋■逡逑0邋Ｌ－ｒ邋ｊ—＊逦＊逦＊逦逦逦＊逦？￣逦＾—＊逦？逦？—逡逑１逦２逦３逦４逦５逦６逦７逦１逦２逦３逦４逦５逦６逦７逡逑发芽时间（天）逦发芽时间（天）逡逑图２．１逦８个油菜品种常温（ａ

系数,油菜品种

数;d，8个油菜品种耐寒系数值
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S565.4

【参考文献】