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《低溫脅迫對玉米幼苗抗冷性的影響》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、低溫脅迫對玉米幼苗抗冷性的影響:逆境常譯為脅迫,通常定義為對植物施加有害影響的環(huán)境因子。本文研究了以20℃為對照,以-20℃為低溫脅迫處理玉米幼苗15min后的5項生理指標(biāo):植物組織水勢、葉綠素含量、細胞膜的通透性相對電導(dǎo)率、根系活力、過氧化物酶活性,并綜合討論了低溫脅迫與玉米幼苗抗冷性之間的關(guān)系,為黑龍江省地區(qū)增強玉米抗寒性、提高玉米產(chǎn)量提供了可靠的依據(jù)。 關(guān)鍵詞:玉米;低溫脅迫;抗逆性;凍害 植物寒害一般分為兩種:冰點以上低溫對植物的傷害為冷害;冰點以下低溫對植物的傷害為凍害。[1,2]本文主要討論后者?! ?/p>
2、低溫冷害是限制物種分布與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說,各種不良環(huán)境是影響產(chǎn)量的最直接、最大的因素,因此,加強植物抗性生理的研究,探明植物在不良環(huán)境下的生命活動規(guī)律,了解植物的適應(yīng)和逆境傷害機制并加以人為調(diào)控,對于奪取農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和保護生態(tài)環(huán)境具有極其重要的意義?! ∧壳皣鴥?nèi)外對植物抗逆性研究較多,但較少涉及到東北地區(qū)植物。東北地區(qū)較為干燥,且冬季氣溫很低。經(jīng)過長時間的馴化,此地區(qū)植物在抗冷、抗凍方面可能比其他地區(qū)強。針對東北地區(qū)玉米進行研究,對東北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更具實際意義?! ?材料與方法 1.1材料 龍單42
3、號玉米種子,由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物生理實驗室提供?! ?.2方法 1.2.1玉米幼苗的培養(yǎng) 干凈的玉米種子經(jīng)處理后,待胚根約長至約1-2cm,用砂基培養(yǎng)法培育,待玉米苗長至三展葉期,約15cm高時,挑選出生長狀況相似的玉米苗。在其他條件相同情況下,去部分玉米苗-20℃下處理15min。 1.2.2生理指標(biāo)測定 1.2.2.1植物組織水勢的測定——阿貝折射儀法[3] 1.2.2.2葉綠體色素含量的測定——722型分光光度計——丙酮法[3] 1.2.2.3植物電導(dǎo)率的測定——DDS2307電導(dǎo)率儀法[3]
4、 1.2.2.4植物根系活力的測定——TTC法[3] 1.2.2.5過氧化氫酶活性的測定——愈創(chuàng)木酚法[3] 2結(jié)果與分析 2.1阿貝折射儀法測定植物組織水勢 隨著低溫冷害的加劇,植物組織水勢顯著下降。(表1) 植物組織內(nèi)的水勢即植物葉片內(nèi)細胞液的水勢,其大小與溫度有關(guān),當(dāng)溫度降低時,細胞損傷大,細胞內(nèi)溶液濃度增大,導(dǎo)致植物組織的水勢下降。低溫條件也會導(dǎo)致生物膜流動性降低,蛋白質(zhì)組分不能行使正常功能,酶促代謝受到抑制,從而引起傷害,導(dǎo)致細胞液濃度增大,植物組織水勢降低。 2.2低溫脅迫后葉綠素含量的變化
5、隨低溫冷害的加劇,葉綠素的含量顯著降低,經(jīng)-20℃低溫處理的幼苗葉綠素含量僅為20℃正常處理幼苗葉綠素含79.1%。(表1) 低溫下SOD等保護酶的活性、含量降低,無法保護葉綠素不受自由基傷害,使含量降低。S1Tjus等的研究結(jié)果顯示:由于低溫,使生理代謝過程中產(chǎn)生的某些毒物不能及時清除,這正是受到脅迫的植物葉綠素含量低的一個原因。[6] 2.3低溫脅迫后相對外滲電導(dǎo)率的變化 隨著低溫冷害的加劇,外滲電導(dǎo)率隨低溫脅迫的加重而顯著增加。(表1) 外滲電導(dǎo)率是反映生物膜通透性的重要參數(shù),而膜的通透性是生命活力的指標(biāo)之
6、一。植物低溫冷害中最核心的傷害是膜系統(tǒng)被低溫破壞[4],外滲電導(dǎo)率隨冷害的加重而升高顯示了細胞膜所受的傷害程度隨冷害而加重的過程?! ?.4低溫脅迫后根系活力的變化 由TTC還原強度的變化可知,脫氫酶的活性因低溫冷害的加深有顯著下降,從一個側(cè)面反映出整個根系的活力隨低溫冷害的加重而降低。(表1) 可能由于脫氫酶的合成受阻,分解加劇,也不排除部分脫氫酶的構(gòu)象在低溫脅迫下產(chǎn)生了變化或者受到某種低溫積累抑制物的影響而不再具有生理活性。脫氫酶生理活性的降低進一步導(dǎo)致根系呼吸代謝速率的降低,由此可間接的反映根系的ATP供給情況
7、,ATP供給的減少直接影響到植物對水分和無機鹽的吸收。 2.5低溫脅迫后過氧化氫酶活性的變化 隨著溫度的降低,葉片中過氧化物積累增多,表明酶活性降低。(表1) 過氧化氫酶普遍存在于植物的所有組織中,其活性與植物的代謝強度及抗寒、抗病能力有一定關(guān)系,故常加以測定過氧化氫酶屬于血紅蛋白酶。環(huán)境逆境往往先抑制酶促防御體系的活性,再進一步對細胞造成傷害。低溫下可以促使細胞內(nèi)自由基形成,引起植物細胞膜脂質(zhì)過氧化作用的加強,破壞膜的結(jié)構(gòu)與功能,造成植物的傷害與死亡?! ”?低溫脅迫下玉米各項生理指標(biāo)的測定結(jié)果 品種植物組
8、織水勢(Mpa)葉綠素含量(mg/l)相對電導(dǎo)率(%)根系活力(ug./g*h)過氧化物酶活性(U/min*0.01) 正常-0.24361.6028.918292 處理-0.85361.26726.79601 3.討論 生理指標(biāo)測定結(jié)果可以如實地反映玉米幼苗受到冷害的影響,冷害程度越深,相關(guān)的抗冷性生理