油菜素内酯对干旱胁迫下大麦种子萌发影响的机理研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinliping
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目的:大麦作为世界第四大谷类作物,在全球很多地方均有种植。但我国大麦多种植于偏干旱的地区,大麦萌发极易受到干旱胁迫的影响,因此提高大麦种子和苗期的抗旱能力极其重要。油菜素内酯是一类发现较晚的植物激素,不仅在植物生长发育过程中起作用,也在提高植物抗逆性方面发挥重要作用,但是相关的抗逆机理还未清楚。本文通过测定大麦种子和幼苗的形态及生理特征,探究油菜素内酯对干旱胁迫下大麦种子萌发的缓解效应,为油菜素内酯的开发利用和大麦抗旱研究提供理论依据。方法:以新啤6号大麦种子为材料,用0、5、25、50、100、200μg·L-1油菜素内酯浸种处理,在23%浓度的PEG 6000溶液中培养,并以蒸馏水中培养为CK。从渗透调节、氧化还原平衡、淀粉降解、内源激素含量变化4个方面探究油菜素内酯对干旱胁迫下大麦种子萌发影响的生理机制。结果:(1)干旱胁迫下,大麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数和芽长、芽鞘长、根长以及幼苗生物量均被显著抑制。油菜素内酯分别以5和25μg·L-1浓度浸种可显著促进大麦种子的萌发及根和芽的生长,而200μg·L-1的油菜素内酯则表现抑制作用。(2)萌发12~72 h,大麦种子中相对含水量、丙二醛、可溶性蛋白、脯氨酸含量和抗氧化酶活性均逐渐增加。在大麦种子及根和芽中,干旱胁迫使相对含水量显著降低,相对电导率、丙二醛含量、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性显著提高。5、25μg·L-1油菜素内酯溶液处理可降低相对电导率和丙二醛含量,提高相对含水量,促进渗透调节物质积累,提高抗氧化酶活性。(3)萌发12~72 h,大麦种子中淀粉酶活性不断提高,淀粉含量逐渐下降,可溶性总糖和葡萄糖含量逐渐提高。干旱胁迫使种子中淀粉酶活性显著降低,淀粉含量降低缓慢,可溶性糖含量降低。25μg·L-1油菜素内酯溶液处理可显著提高干旱胁迫下种子内α-淀粉酶、β-淀粉酶和总淀粉酶活性,加速直链、支链和总淀粉的分解代谢,显著增加可溶性总糖、葡萄糖、蔗糖和果糖含量。(4)萌发12~72 h,大麦种子胚乳中ABA和IAA含量均逐渐降低,GA3和ZR含量均表现出先增加后减少的趋势。干旱胁迫使ABA、IAA含量以及IAA/ABA显著升高,也可使GA3和ZR含量以及GA3/ABA、ZR/ABA均在萌发36 h和72 h时显著降低。与干旱胁迫相比,适宜浓度油菜素内酯可使种子萌发各时间内的ABA和IAA含量降低,100和200μg·L-1油菜素内酯处理下IAA含量及IAA/ABA则大致表现出升高的趋势,50μg·L-1的油菜素内酯处理下的GA3含量和GA3/ABA均显著提高。适宜浓度油菜素内酯处理下的ZR含量和ZR/ABA在萌发36、72 h时显著升高,而较高浓度处理下则显著降低。结论:干旱胁迫显著抑制大麦种子的萌发以及根和芽的生长。5、25μg·L-1的油菜素内酯处理可促进大麦种子萌发期渗透调节物质的积累,提高抗氧化酶活性,提高淀粉代谢速率和调节内源激素含量来缓解干旱胁迫,促进大麦种子的萌发和根和芽的生长。
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