低溫下β-ABA調(diào)控玉米幼苗根系抗冷性研究.pdf

1、玉米是人類最重要的糧食作物之一。黑龍江省玉米的種植面積、總產(chǎn)量和商品糧都位居我國(guó)首位。春季低溫是黑龍江省最常見的氣象災(zāi)害，嚴(yán)重影響到玉米的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。脫落酸(abscisic acid，ABA)作為作物抗逆因子。本研究選取抗冷性較好的鄭單958為試驗(yàn)材料，研究不同低溫脅迫下外源ABA對(duì)玉米幼苗根系的影響。試驗(yàn)于2014-2015年在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物類試驗(yàn)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行，外源應(yīng)用5個(gè)不同濃度ABA（0、10-7、10-6、10-5、10-4

2、mol/L）澆注玉米幼苗根系，在不同低溫（晝溫/夜=14±0.5℃/5±0.5℃）0、2、4、6、8天脅迫下，分析其根系特征、細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、內(nèi)源激素、酚類物質(zhì)代謝及細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的變化。研究結(jié)果如下:
　　同一低溫脅迫時(shí)間下，ABA使用表現(xiàn)出低促高抑效應(yīng)(表現(xiàn)為10-5 mol·L-1＞10-6 mol·L-1＞10-7 mol·L-1＞0 mol·L-1);同一ABA濃度處理下，幼苗增長(zhǎng)率表現(xiàn)為低溫處理中期(2～4 d和4～6

3、 d)大于前期(0～2 d)和后期(6～8 d)。說明在一定低溫脅迫時(shí)間范圍內(nèi)，適宜濃度ABA通過對(duì)玉米幼苗根系生長(zhǎng)調(diào)控，能緩解一定程度低溫脅迫，提高作物抗寒性。
　　隨低溫脅迫時(shí)間延長(zhǎng)，脯氨酸含量呈逐漸升高趨勢(shì)、可溶性糖和可溶性蛋白呈先升高后降低趨勢(shì)，外源施用ABA顯著提高其含量。各處理間存在濃度效應(yīng)。對(duì)可溶性糖的影響最為顯著。ABA、ZR、ABA/GA3和ABA/IAA含量呈先升高后降低趨勢(shì)、GA3和IAA含量呈逐漸下降趨勢(shì)，

4、ABA/ZR呈逐漸升高趨勢(shì)。適宜濃度的外源ABA能促進(jìn)內(nèi)源ABA的合成并可延遲低溫脅迫過程中的下降點(diǎn)，同時(shí)也降低了ZR、IAA和GA3的含量。
　　隨低溫時(shí)間延長(zhǎng)，苯丙氨酸解氨酶(PAL)、總酚和總黃酮含量均呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)，而FRAP和ABTS抗氧化能力均呈持續(xù)下降趨勢(shì)，多酚氧化酶(PPO)則呈逐漸升高趨勢(shì)。不同濃度外源ABA不同程度的提高了PAL和PPO的活性。5個(gè)不同濃度外源ABA玉米根系中游離酚、結(jié)合酚和總酚含量分別介

5、于670-830 mg GAE/100 g DW、531-640 mg GAE/100gDW和1310-1460 mg GAE/100 g DW;游離態(tài)黃酮、結(jié)合態(tài)黃酮和總黃酮含量分別介于473-518 mg GAE/100 g DW、262-426 mg GAE/100 g DW和744-906 mg GAE/100 g DW;游離態(tài)、結(jié)合態(tài)和兩者合計(jì)FRAP抗氧化能力值分別介于84-164 mg GAE/100 g DW、69-10

6、4 mgGAE/100 g DW、167-254 mg GAE/100 g DW;游離態(tài)、結(jié)合態(tài)和兩者合計(jì)ABTS清除自由基能力值分別介于106-168 mg GAE/100 g DW、19-31 mg GAE/100 g DW、131-189mgGAE/100g DW。與低溫相關(guān)的酚酸主要有香豆酸、綠原酸、咖啡酸和阿魏酸，低溫脅迫初期，對(duì)照測(cè)得單體酚的組成和含量均多于ABA處理，隨低溫脅迫時(shí)間延長(zhǎng)，逐漸為ABA處理多于對(duì)照。