外源褪黑素对干旱胁迫下大豆光合及生长的影响

发布时间：2020-06-30 03:52

【摘要】：干旱胁迫是主要的非生物胁迫之一,严重限制了大豆的产量,褪黑素具有抵御非生物胁迫的作用,为研究外源褪黑素对干旱胁迫下大豆光合及生长的影响,本试验于2017-2018年在黑龙江八一农垦大学国家杂粮技术研究中心进行,以绥农26(干旱敏感型品种)为供试品种,采用盆栽控制田间持水量50%为干旱胁迫,以田间持水量80%为正常供水对照,研究了苗期、花期、结荚期、鼓粒期干旱胁迫下叶面喷施褪黑素对大豆光合及生长的影响。试验结果表明:外源褪黑素促进了干旱胁迫下苗期、花期、结荚期、鼓粒期大豆植株生长。外源褪黑素可缓解因干旱胁迫对大豆苗期和花期株高、地上部和地下部鲜干重的抑制,还能促进干旱胁迫下荚果和鼓粒期的子粒的发育。正常供水条件下外源褪黑素促进了苗期、花期、结荚期、鼓粒期大豆植株生长,提高了生物量积累,但未达到显著差异水平。外源褪黑素提高了干旱胁迫下大豆单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重。与干旱胁迫相比,干旱胁迫下喷施褪黑素处理单株荚数、单株粒数和百粒重在苗期提高了4.9%、0.8%、0.5%,花期提高了4.0%、2.7%、5.8%,结荚期提高了7.8%、7.1%、6.4%,鼓粒期提高了4.00%、0.95%、16.4%,相应的产量(单株粒重)分别提高了1.2%、7.9%、10.5%和16.2%。正常供水条件下,外源褪黑素可提高单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重,但未达到显著差异水平。外源褪黑素提高了干旱胁迫下苗期、花期、结荚期、鼓粒期大豆叶片相对含水量和保护酶酶活性,抑制了活性氧的产生,对细胞膜起到保护作用,进而提高了大豆抗旱能力。干旱胁迫导致大豆叶片保护酶活性呈先上升、后下降的变化趋势,活性氧含量升高,细胞膜遭到破坏。外源褪黑素可显著提高大豆叶片相对含水量、保护酶(SOD、POD、CAT、APX、MDHAR、DHAR、GR、GPX)活性和保护性物质(抗坏血酸、谷胱甘肽)含量,降低了电导率、活性氧(O_2~-、H_2O_2)和丙二醛含量,保护了细胞膜的完整性。正常供水条件下,外源褪黑素可一定程度上提高抗氧化酶活性,但未达到显著差异水平。外源褪黑素提高了干旱胁迫下苗期、花期、结荚期、鼓粒期大豆叶片叶绿素含量和光合作用,抑制了NPQ和淀粉含量,进而提高了大豆光合能力。干旱胁迫导致大豆叶片光合能力持续下降,碳水化合物含量呈先上升、后下降的变化趋势。外源褪黑素可显著提高大豆叶片Rubisco酶含量和活性、光合参数和叶绿素荧光参数(Pn、Tr、Ci、Gs、WUE、Fv/Fm、Fv/Fo、Fv'/Fm'、ΦPSII、ETR、q~p)、碳水化合物含量(蔗糖、果糖、可溶性糖)和蔗糖合成和转化相关酶活性(SS、SPS、AI、NI),降低了淀粉含量和NPQ,提高了光合能力。正常供水条件下,外源褪黑素可在一定程度上提高光合能力和蔗糖相关酶活性,但效果并不明显。综上所述,外源褪黑素能提高干旱胁迫下大豆苗期、花期、结荚期和鼓粒期生长和产量,主要通过提高抗氧化酶活性和抗氧化剂含量,促进光合能力以及碳代谢同化能力,降低膜脂过氧化水平。外源褪黑素能提高大豆抗旱性,可以作为植物生长调节剂应用到实际生产中。
【学位授予单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S565.1
【图文】：

技术路线图,褪黑素,技术路线,干旱胁迫

文献综述叶片对光能的利用效率[84]。杨小龙研究表明根施和叶片喷施不同浓度褪黑素均提高了干旱胁迫下番茄叶片的叶绿素荧光参数 Fv/Fm、Fv′/Fm′及 PSII 光化学淬灭系数 qP，促进Pn、Tr、Gs 和 WUE[85]。干旱胁迫下不同浓度褪黑素处理可分别提高小麦种子的萌发率，胚芽鞘长度和初生根数；增加油菜幼苗叶片面积[86]提高香脂草分枝数[87]；增加滁菊幼苗鲜重和干重[88]；增加番茄单果重和单株产量，提高果实中 AsA、柠檬酸和 Ca2+等营养成分含量，提升果实品质[89-90]。1.3 技术路线1.3.1 技术路线

田间持水量,控水,苗期,结荚期

13图 2-1 苗期、花期、结荚期和鼓粒期控水 10 天田间持水量变化Fig.2-1 Changes of field water holding capacity at seedling, flowering, podding, and seedfilling period during controlling water in 10 days

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