低温对玉米生理生化的影响及耐低温浸种剂的研究

发布时间：2017-12-07 20:10

  本文关键词：低温对玉米生理生化的影响及耐低温浸种剂的研究

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【摘要】：玉米是东北地区主要的粮食作物,一般在春季播种,但春季气温不稳定,常常出现低温天气。因此,玉米种子的萌发以及幼苗的生长经常受到低温的伤害。本研究通过室内低温种子萌发试验和田间春季低温早播试验筛选出抗寒性不同的玉米品种,进一步研究低温条件下外源浸种剂对玉米种子萌发、幼苗生长及其生理生化特性的影响。在此基础上,深入研究了外源浸种剂脱落酸(ABA)对玉米脯氨酸代谢途径相关基因△'-吡咯啉-5-羧酸合成酶(△'-pyrroline-5-carboxylatesynthetase,P5CS)表达的影响,初步探讨了其提高玉米抗寒性的分子机理。主要试验结果如下:1.以郑单958等9个玉米品种为试验材料,通过室内低温萌发试验,发现低温会导致各品种的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗株高和鲜重均降低,温度越低,各品种的各项发芽指标受到的抑制作用越大。田间春季低温早播试验表明,春季低温会导致各品种出苗率降低,株高变矮,穗位下降,穗长变短,穗粗变细,行粒数减少,百粒重降低,总产量降低。综合上述指标,筛选出抗寒性较强的品种为郑单958,低温敏感型品种为丹玉39。2.以郑单958和丹玉39为试验材料,分别研究了水杨酸(SA)、聚乙二醇(PEG)、肌醇、CaCl2、H202、ABA和赤霉素共7种浸种剂对低温胁迫下玉米种子萌发及幼苗生理生化指标的影响。结果表明:ABA对提高玉米低温胁迫下的萌发和幼苗中脯氨酸含量的效果最好,CaCl2对壮苗的效果最突出,SA对提高幼苗保护酶活性、可溶性蛋白质以及叶绿素含量效果最明显。3.以ABA、SA、CaCl2浸种剂为基础,结合正交试验设计,配制十种复合浸种剂,分析低温胁迫下复合浸种剂对郑单958和丹玉39种子萌发及幼苗生理生化指标的影响。结果表明:处理8对低温胁迫下玉米各指标的综合效果最好,与对照相比,郑单958该处理组的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别升高了 22.5%、31.8%、37.9%和149.2%,幼苗株高和幼苗鲜重分别升高69.4%和80.8%,POD、SOD和CAT酶活性分别升高31.2%、18.5%和30.7%,脯氨酸、蛋白质和叶绿素含量分别提高18.4%、15.2%和35.3%,丙二醛含量下降16.2%;丹玉39该处理组的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别升高了 40.4%、53.8%、64.3%和170.9%,幼苗株高和幼苗鲜重分别升高43.0%和64.6%,POD、SOD和CAT酶活性分别升高27.4%、25.3%和36.1%,脯氨酸、蛋白质和叶绿素含量分别提高35.8%、9.8%和25.3%,丙二醛含量下降19.0%。该组合可显著提高两个品种玉米种子的抗寒性。4.用ABA溶液处理低温胁迫下的玉米幼苗,研究ABA对低温胁迫下玉米幼苗脯氨酸代谢的影响。结果表明:低温胁迫条件下脯氨酸含量升高,同时P5CS和OAT酶活性升高,ProDH活性降低,ABA处理有助于脯氨酸的积累和P5CS活性的升高,同时降低ProDH活性,对OAT活性没有太大的影响。在此基础上用半定量RT-PCR分析了 P5CS基因的表达量,发现ABA处理能明显提高P5CS的表达量,从而促进了脯氨酸的合成,提高了玉米幼苗的抗寒性。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S513

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本文编号：1263616