低温下氯化胆碱与海藻糖对小麦生长发育的调控效应

发布时间：2020-08-28 15:59

　　低温是影响小麦生长发育的一个非生物胁迫因素,常导致小麦减产和品质下降。在生产实践中,通过施加外源化合物提高小麦植株的耐寒能力是应对低温灾害的技术方案之一。因此,探究外源化学物质对小麦生长的影响及其缓解低温伤害的机理,具有重要的理论和实践意义。本文以低温敏感型品种开麦21和耐低温品种周麦27为试验材料,研究外源喷施氯化胆碱(Choline chloride,CC)和海藻糖(Trehalose,Tre)对低温下小麦幼苗生长发育的影响。此外,通过大田条件下进行的盆栽试验,研究低温条件下喷施CC和Tre对小麦产量及产量三要素的影响。主要研究结果如下:1.低温条件下,喷施不同浓度CC(0、100、300、500、700、1000 mg·L~(-1))和Tre(0、10、15、25、40、50 mmol·L~(-1))的小麦幼苗,与喷施清水的对照相比,叶片的相对电导率和丙二醛(MDA)含量均呈现不同程度的下降;CC和Tre的最适宜喷施浓度分别为500 mg·L~(-1)和15 mmol·L~(-1)。叶面喷施浓度为500 mg·L~(-1)CC的开麦21和周麦27幼苗,在低温处理48 h后其形态长势均好于喷施清水的对照;叶面喷施浓度为15 mmol·L~(-1)Tre,在低温处理48 h后,开麦21的幼苗长势明显好于清水对照。表明喷施CC和Tre均在一定程度上提高了小麦的抗寒性。2.与常温相比,低温下小麦幼苗叶片中超氧阴离子和MDA含量升高。在低温条件下,与喷施清水的对照相比,喷施CC或Tre可使幼苗叶片中超氧阴离子和MDA含量下降,其中周麦27下降更为明显。同时,喷施CC或Tre的幼苗叶片中过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)三种酶类活性均提高;脯氨酸含量和可溶性蛋白含量也均有提升。另外,低温引起小麦幼苗叶片的相对电导率升高,含水量降低。而在低温条件下,外源喷施CC、Tre或CC+Tre可使叶片相对电导率降低,含水量升高。3.大田进行的盆栽小麦经过低温处理后,产量显著降低;而叶面喷施CC、Tre或CC+Tre,可显著提高低温处理后小麦的产量。与低温对照相比,三种喷施措施对产量的提高幅度依次分别为23.15%、15.94%和13.10%,其中喷施CC对穗粒数影响较大,喷施Tre对千粒重影响较大。综上所述,叶面喷施CC或Tre均显著缓解了低温所致的幼苗叶片萎蔫,提高了抗氧化酶类的活性,减轻了低温对小麦叶片膜脂过氧化的损伤,同时增加叶片含水量,促进渗透调节物质的积累;喷施CC或Tre减轻了低温对大田条件下盆栽小麦产量的不利影响,从而降低了低温造成的损失。
【学位单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S512.1
【部分图文】：

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15图 1.外源喷施氯化胆碱对低温处理前后小麦幼苗的形态变化ig1. The morphological changes of wheat seedlings before and after cold treatment were treated by exogeninjection of choline chloride.2 喷施海藻糖对小麦幼苗形态指标的影响在常温下，叶面喷施海藻糖的开麦 21 幼苗与喷施清水的幼苗长势长相无明显差异）；低温处理 48 h 后，喷施清水的幼苗叶片萎蔫程度较重，喷施海藻糖的幼苗萎蔫程（图 2B），表明外源喷施海藻糖缓解了低温对小麦幼苗生长的影响。

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图 2.外源喷施海藻糖对低温处理前后小麦幼苗的形态变化Fig2. The morphological changes of wheat seedlings before and after cold treatment were treated by exogenousinjection of choline chloride4.3 外源喷施氯化胆碱对低温条件下小麦幼苗生理活动的影响4.3.1 低温条件下氯化胆碱对小麦幼苗超氧阴离子含量和 MDA 含量的影响低温条件下小麦植株体内会产生大量的 ROS 自由基，超氧阴离子就是其中之一，大量的 ROS 自由基影响小麦植株的正常生长发育。经过低温处理的小麦幼苗中超氧阴离子含量较常温生长的小麦幼苗高（图 3）。在低温处理 24 h 后，周麦 27 幼苗叶片超氧阴离子产生速率与常温生长的幼苗相比无明显差异；而经过低温处理的开麦 21 幼苗较常温幼苗叶片中超氧阴离子含量高，说明周麦 27 受低温影响较小，其耐寒性强于开麦 21。在低温处理 48 h后，与喷施清水的对照相比，叶面喷施 CC 的开麦 21 和周麦 27 幼苗叶片中超氧阴离子含量分别降低 45.57%和 40.48%，均呈现极显著差异（P<0.01）。在低温处理 72 h 后，喷施 CC的开麦 21 幼苗叶片超氧阴离子含量比喷施清水的对照低，但差异不显著；而周麦 27 叶片中超氧阴离子含量较清水对照降低 33.01%，达极显著水平（P<0.01）。

【参考文献】