过氧化氢预处理促进盐胁迫下棉花种子萌发的效应

来源 :2015全国棉花青年学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenxiaoyao1214
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  过氧化氢(H2O2)是一种重要的耐逆信号分子,参与调控植物生长发育、胁迫响应、程序性死亡和种子萌发等重要生理过程.研究发现,H202预处理种子能够打破种子休眠,促进拟南芥和小麦等植物种子的萌发.盐胁迫下棉花种子萌发率下降,H202预处理能否提高盐胁迫下棉花种子萌发率目前还不清楚.本研究旨在明确H202预处理对盐胁迫下棉花种子萌发的影响及其机理.为此,以鲁棉研41号为材料,利用40、80、120μmol·L-1 H2 02、20 μmol·L-1 DPI(H2O2抑制剂)、10 μmol.L-1脱落酸(ABA)和10 μmol·L-1赤霉素(GA)预处理棉花种子24h,以清水处理为对照.然后利用双蒸水冲洗种子6遍,分别播种在含150 mmol.L-l NaCI和清水的干净河沙中,放置在光照培养箱中培养.播种后第3天和第7天观察记录不同处理的种子萌发率,测定种子中的H202含量、ABA和GA的含量及其合成或降解相关基因的表达情况,并测定种子水分含量,计算种子吸收速率.主要结果如下:(l)盐胁迫通过提高ABA含量和降低GA含量抑制棉花种子的萌发.盐胁迫(150 mmol.L-1NaCI)显著降低棉花种子的萌发率,播种后3d和7d时萌发率分别比清水对照降低75.5%和30.4%.盐胁迫下棉花种子中ABA合成关键基因NCED2、NCED5和NCED9的表达量显著高于清水对照处理,但是ABA降解关键基因CYP707A2的表达量显著低于清水对照,使盐胁迫条件下棉花种子中ABA含量比清水对照增加180.60/.另一方面,盐胁迫下棉花种子中GA合成关键基因GA20ox-1的表达量稍微低于清水对照处理,但是GA降解关键基因GA20rl的表达量显著低于清水对照,使盐胁迫下棉花种子中GA含量比对照降低了33.6%.(2)H202、DPI、ABA和GA预处理对盐胁迫下棉花种子的萌发率影响.利用不同浓度的H202预处理棉花种子都能显著提高棉花种子中的H202含量和种子的萌发率,但H2O2抑制剂DPI的作用正好相反,处理后棉花种子中的H2O2含量下降,种子萌发率降低.ABA预处理棉花种子则显著抑制盐胁迫下棉花种子的萌发率,但GA预处理棉花种子能显著提高盐胁迫下棉花种子的萌发率.通过测定种子水分含量计算出的种子吸收速率表明,各处理的种子吸水速率没有显著差异.(3)H2O2预处理对棉花种子中ABA和GA含量的影响.H2O2预处理显著降低盐胁迫下棉花种子中的ABA含量,但DPI处理稍微提高棉花种子中的ABA含量.H2O2预处理显著降低ABA合成关键基因NCED5和NCED9的表达量,但提高ABA降解基因CYP707A2的表达量.DPI预处理显著提高ABA合成关键基因NCED2的表达量,但降低ABA降解基因CYP707A2的表达量.H2O2预处理显著提高盐胁迫下棉花种子中的GA含量,但DPI处理稍微降低棉花种子中的GA含量.H202预处理对GA合成关键基因GA20ox1的表达量没有显著影响,但显著降低GA降解关键基因GA2ox1的表达量.DPl预处理稍微降低GA合成关键基因GA20ox1的表达量,但对GA降解关键基因GA20rl的表达量没有影响.综上,盐胁迫一方面促进了ABA合成关键基因NCED2、NCED5和NCED9的表达,但降低了ABA降解关键基因CYP707A2表达量,导致种子中ABA含量上升;另一方面降低了GA合成关键基因GA20ox1的表达量,但促进了GA降解关键基因GA20ox1的表达,导致GA含量下降,最终抑制了棉花种子萌发.H-l 07预处理一方面降低了ABA合成关键基因NCED5和NCED9的表达量,但提高了ABA降解基因CYP707A2的表达量,降低棉花种子中ABA含量;另一方面,降低GA降解关键基因GA2ox1的表达量,提高棉花种子中GA含量,从而提高了盐胁迫下棉花种子的萌发率.H202等预处理可能会通过对种皮腐蚀、促进水分吸收而加快种子萌发,研究发现各处理的种子吸水速率没有显著差异,因此可以排除这一机制.
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