不同外源调节物质对不同耐旱性玉米自交系的干旱缓解效应分析
发布时间：2021-11-21 02:13
以旱敏感玉米自交系TS141为试材,在苗期以20%PEG模拟干旱胁迫处理,添加5种不同浓度外源甜菜碱（GB）或脯氨酸（Pro）,以蒸馏水和干旱胁迫分别作为正向（CK+）、负向（CK-）对照处理,筛选得到对玉米苗期干旱胁迫缓解效果最佳的处理浓度:30μmol·L-1 GB或400μmol·L-1 Pro。以最佳浓度外源GB或Pro对干旱胁迫下的耐旱玉米自交系昌7-2和旱敏感玉米自交系TS141幼苗进行处理,比较分析两种耐旱性不同玉米自交系的生长参数、生理特性、气孔特性及叶片解剖结构。结果表明:外源GB或Pro可有效缓解玉米幼苗干旱胁迫损伤,恢复生理生化代谢稳态,外源GB对干旱胁迫的缓解效应强于外源Pro;TS141在添加外源GB后各生长参数均显著升高且叶片细胞结构明显恢复并排列整齐,而添加外源Pro后苗长并未出现显著变化且叶片细胞结构未发现明显差异;昌7-2在添加外源GB后脯氨酸含量、SOD、POD、CAT活性分别下降47.01%、26.33%、15.00%、66.08%,但添加外源Pro后只分别下降27.74%、17.65%、11.45%、4...
【文章来源】：干旱地区农业研究. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
干旱胁迫下GB 或 Pro对玉米自交系TS141幼苗生理特性的影响
干旱胁迫下两种耐旱性不同玉米自交系的生长表现存在差异(图3)。昌7-2和TS141的苗长和根长在干旱胁迫下均显著降低,昌7-2分别降低了19.45%、25.08%,TS141分别降低了25.65%、43.88%;而在地上部鲜重和地下部鲜重方面,昌7-2未出现显著差异,TS141则分别降低了68.67%、44.90%,即干旱敏感自交系TS141在苗长、根长、地上部及地下部鲜重降幅均大于耐旱自交系昌7-2。添加最佳浓度外源GB或Pro后对干旱胁迫有明显的缓解效应,与CK-处理相比,其各生长参数均有所上升(P<0.01),但同一外源调节物质对不同自交系缓解效果不同(图3):与CK-相比,外源GB处理后昌7-2苗长、地上部及地下部鲜重均无显著性差异,而TS141的各生长参数均显著上升,分别是CK-的1.30、1.39、2.88、1.48倍;与CK-相比,外源Pro处理后昌7-2只有根长出现显著差异,而TS141的根长、地上部及地下部鲜重显著升高,分别是CK-的1.43、2.13、1.52倍,即外源调节物质对干旱敏感自交系TS141的缓解效果比对耐旱自交系昌7-2明显。同时不同外源调节物质对同一自交系的缓解效果不同(P<0.01)(图3),外源GB处理后TS141比CK-各生长参数均显著升高,外源Pro处理后则只有根长、地上部及地下部鲜重显著升高,即与外源Pro相比,外源GB的缓解效果较好。图2 干旱胁迫下GB 或 Pro对玉米自交系TS141幼苗生理特性的影响
图2 干旱胁迫下GB 或 Pro对玉米自交系TS141幼苗生理特性的影响干旱胁迫下玉米幼苗体内代谢紊乱,不同处理相对含水量呈现先降后升趋势,其他生理指标呈现先升后降趋势。干旱胁迫下耐旱自交系昌7-2和旱敏感自交系TS141在生理特性方面存在差异(图4)。昌7-2相对含水量在各处理下均未出现显著差异,而TS141在干旱胁迫下下降26.77%;两自交系相对电导率、丙二醛含量在干旱胁迫下显著升高,昌7-2分别是CK-的1.27、1.55倍,TS141分别是CK-的1.39、1.68倍,即耐旱自交系昌7-2在相对电导率及丙二醛含量的上升幅度小于旱敏感自交系TS141;两自交系Pro含量、SOD活性、POD活性、CAT活性及可溶性糖含量在干旱胁迫下同样显著升高,昌7-2的分别是CK-的2.92、1.64、1.32、4.62、2.35倍,TS141的分别是CK-的2.58、1.41、1.73、4.42、1.96倍,即耐旱自交系昌7-2在这5个生理指标的上升幅度大于旱敏感自交系TS141。干旱胁迫下添加外源GB或Pro对玉米幼苗的生理特性有显著影响(P<0.01),可显著缓解干旱胁迫伤害,但与生长参数类似,同一外源调节物质对不同耐旱性自交系的缓解效果不同(图4):就外源GB而言,与CK-相比脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、CAT活性在两自交系中均出现显著差异,昌7-2分别降低了47.01%、26.33%、15.00%、66.08%,TS141分别降低了46.22%、16.58%、35.24%、60.52%;就外源Pro而言,与CK-相比脯氨酸含量、POD活性、CAT活性及可溶性糖含量在两自交系中均出现显著差异,昌7-2的分别降低了27.74%、11.45%、44.32%、19.83%,TS141的分别降低了43.55%、29.87%、50.40%、47.86%,与耐旱自交系昌7-2相比,外源调节物质对旱敏感自交系TS141的缓解效果较明显。同时也发现不同外源调节物质对同一材料的缓解效果不同(图4),昌7-2脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、CAT活性在添加外源GB或Pro后与CK-相比均显著下降(P<0.01),最佳浓度外源GB处理下分别下降47.01%、26.33%、15.00%、66.08%,最佳浓度外源Pro处理下分别下降27.74%、17.65%、11.45%、44.32%,即添加外源GB对玉米的缓解幅度大于外源Pro,外源GB缓解效果较好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]脯氨酸转运相关基因的研究进展[J]. 陈颖,王婷,华学军. 植物学报. 2018(06)
[2]甜菜碱提高植物抗逆性及促进生长发育研究进展[J]. 张天鹏,杨兴洪. 植物生理学报. 2017(11)
[3]植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的研究进展[J]. 王丽媛,张玉,徐明怡,冷海楠,伍一宁. 国土与自然资源研究. 2017(05)
[4]蒽酮法测定木奶果果实中可溶性糖含量的研究[J]. 李文砚,韦持章,孔方南,卢艳春,罗培四,韦优,杨志强,周婧. 中国园艺文摘. 2015(12)
[5]外源甜菜碱对匍匐翦股颖的抗旱性调控作用分析[J]. 刘思露,杨鹏,尹淑霞. 草业学报. 2015(03)
[6]植物根系解剖结构对逆境胁迫响应的研究进展[J]. 汪攀,陈奶莲,邹显花,马祥庆,吴鹏飞. 生态学杂志. 2015(02)
[7]玉米叶片气孔及花环和维管束结构对水分胁迫的响应[J]. 李真真,张莉,李思,董鹤,王巧燕,刘西平,姚雅琴. 应用生态学报. 2014(10)
[8]干旱胁迫对不同株型玉米大喇叭口期生长的影响[J]. 彭云玲,赵小强,任续伟,李健英. 中国沙漠. 2013(04)
[9]马铃薯抗旱相关表型效应分析与抗旱指标初探[J]. 姚春馨,丁玉梅,周晓罡,董禄凤,孙茂林,罗利军. 作物研究. 2012(05)
[10]甜菜碱对干旱胁迫下棉花幼苗生理特性的影响[J]. 高雁,李春,娄恺. 植物营养与肥料学报. 2011(02)
本文编号：3508555
【文章来源】：干旱地区农业研究. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
干旱胁迫下GB 或 Pro对玉米自交系TS141幼苗生理特性的影响
干旱胁迫下两种耐旱性不同玉米自交系的生长表现存在差异(图3)。昌7-2和TS141的苗长和根长在干旱胁迫下均显著降低,昌7-2分别降低了19.45%、25.08%,TS141分别降低了25.65%、43.88%;而在地上部鲜重和地下部鲜重方面,昌7-2未出现显著差异,TS141则分别降低了68.67%、44.90%,即干旱敏感自交系TS141在苗长、根长、地上部及地下部鲜重降幅均大于耐旱自交系昌7-2。添加最佳浓度外源GB或Pro后对干旱胁迫有明显的缓解效应,与CK-处理相比,其各生长参数均有所上升(P<0.01),但同一外源调节物质对不同自交系缓解效果不同(图3):与CK-相比,外源GB处理后昌7-2苗长、地上部及地下部鲜重均无显著性差异,而TS141的各生长参数均显著上升,分别是CK-的1.30、1.39、2.88、1.48倍;与CK-相比,外源Pro处理后昌7-2只有根长出现显著差异,而TS141的根长、地上部及地下部鲜重显著升高,分别是CK-的1.43、2.13、1.52倍,即外源调节物质对干旱敏感自交系TS141的缓解效果比对耐旱自交系昌7-2明显。同时不同外源调节物质对同一自交系的缓解效果不同(P<0.01)(图3),外源GB处理后TS141比CK-各生长参数均显著升高,外源Pro处理后则只有根长、地上部及地下部鲜重显著升高,即与外源Pro相比,外源GB的缓解效果较好。图2 干旱胁迫下GB 或 Pro对玉米自交系TS141幼苗生理特性的影响
图2 干旱胁迫下GB 或 Pro对玉米自交系TS141幼苗生理特性的影响干旱胁迫下玉米幼苗体内代谢紊乱,不同处理相对含水量呈现先降后升趋势,其他生理指标呈现先升后降趋势。干旱胁迫下耐旱自交系昌7-2和旱敏感自交系TS141在生理特性方面存在差异(图4)。昌7-2相对含水量在各处理下均未出现显著差异,而TS141在干旱胁迫下下降26.77%;两自交系相对电导率、丙二醛含量在干旱胁迫下显著升高,昌7-2分别是CK-的1.27、1.55倍,TS141分别是CK-的1.39、1.68倍,即耐旱自交系昌7-2在相对电导率及丙二醛含量的上升幅度小于旱敏感自交系TS141;两自交系Pro含量、SOD活性、POD活性、CAT活性及可溶性糖含量在干旱胁迫下同样显著升高,昌7-2的分别是CK-的2.92、1.64、1.32、4.62、2.35倍,TS141的分别是CK-的2.58、1.41、1.73、4.42、1.96倍,即耐旱自交系昌7-2在这5个生理指标的上升幅度大于旱敏感自交系TS141。干旱胁迫下添加外源GB或Pro对玉米幼苗的生理特性有显著影响(P<0.01),可显著缓解干旱胁迫伤害,但与生长参数类似,同一外源调节物质对不同耐旱性自交系的缓解效果不同(图4):就外源GB而言,与CK-相比脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、CAT活性在两自交系中均出现显著差异,昌7-2分别降低了47.01%、26.33%、15.00%、66.08%,TS141分别降低了46.22%、16.58%、35.24%、60.52%;就外源Pro而言,与CK-相比脯氨酸含量、POD活性、CAT活性及可溶性糖含量在两自交系中均出现显著差异,昌7-2的分别降低了27.74%、11.45%、44.32%、19.83%,TS141的分别降低了43.55%、29.87%、50.40%、47.86%,与耐旱自交系昌7-2相比,外源调节物质对旱敏感自交系TS141的缓解效果较明显。同时也发现不同外源调节物质对同一材料的缓解效果不同(图4),昌7-2脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、CAT活性在添加外源GB或Pro后与CK-相比均显著下降(P<0.01),最佳浓度外源GB处理下分别下降47.01%、26.33%、15.00%、66.08%,最佳浓度外源Pro处理下分别下降27.74%、17.65%、11.45%、44.32%,即添加外源GB对玉米的缓解幅度大于外源Pro,外源GB缓解效果较好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]脯氨酸转运相关基因的研究进展[J]. 陈颖,王婷,华学军. 植物学报. 2018(06)
[2]甜菜碱提高植物抗逆性及促进生长发育研究进展[J]. 张天鹏,杨兴洪. 植物生理学报. 2017(11)
[3]植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的研究进展[J]. 王丽媛,张玉,徐明怡,冷海楠,伍一宁. 国土与自然资源研究. 2017(05)
[4]蒽酮法测定木奶果果实中可溶性糖含量的研究[J]. 李文砚,韦持章,孔方南,卢艳春,罗培四,韦优,杨志强,周婧. 中国园艺文摘. 2015(12)
[5]外源甜菜碱对匍匐翦股颖的抗旱性调控作用分析[J]. 刘思露,杨鹏,尹淑霞. 草业学报. 2015(03)
[6]植物根系解剖结构对逆境胁迫响应的研究进展[J]. 汪攀,陈奶莲,邹显花,马祥庆,吴鹏飞. 生态学杂志. 2015(02)
[7]玉米叶片气孔及花环和维管束结构对水分胁迫的响应[J]. 李真真,张莉,李思,董鹤,王巧燕,刘西平,姚雅琴. 应用生态学报. 2014(10)
[8]干旱胁迫对不同株型玉米大喇叭口期生长的影响[J]. 彭云玲,赵小强,任续伟,李健英. 中国沙漠. 2013(04)
[9]马铃薯抗旱相关表型效应分析与抗旱指标初探[J]. 姚春馨,丁玉梅,周晓罡,董禄凤,孙茂林,罗利军. 作物研究. 2012(05)
[10]甜菜碱对干旱胁迫下棉花幼苗生理特性的影响[J]. 高雁,李春,娄恺. 植物营养与肥料学报. 2011(02)
本文编号：3508555
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