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低温冷害多发生在我国高纬度地区和易发生倒春寒的南方地区。水稻是冷敏感作物,尽管对水稻耐冷的生理和分子机制研究取得了显著成果,但抗逆调控网络十分复杂,受到胁迫时,植株通过地上部分和地下根系协同响应,发生一系列的生理变化。本研究采用极端耐冷(C30,D55,S211)及极端冷敏感材料(C13,D20,S123),在不同低温处理下,观察水稻苗期根部形态结构的变化,并测定不同温度下根系的抗氧化酶系统(SOD、POD,CAT)的含量,分析低温条件下水稻根系抗氧化系统各组分的变化,并结合不同温度下水稻抗逆相关基因的表达水平,初步探索抗氧化系统与抗逆基因的调控关系,研究结果如下:(1)在低温胁迫时,各材料根系中SOD活性都有上升的趋势,在14℃,10℃和8℃材料根系中SOD活性显著高于对照,其中在10℃时,C30,S211,S123根系中SOD活性高于对照,且达到了极显著水平。(2)在低温胁迫时,根系中POD活性上升较快,在14℃时,所有材料根系中POD活性均高于对照,且均达到了极显著水平。(3)低温胁迫下,各材料根系中CAT活性变化较大,C30的根系中CAT活性在14℃,10℃和8℃均高于对照,且均达到极显著水平,所有材料在不同温度胁迫下,根系中CAT活性均显著高于对照。(4)低温胁迫下,植株根系中MDA含量均有上升趋势,其中在14℃时,所有材料根系中MDA活性均高于对照,且C30达到显著水平,其它材料均达到极显著水平。(5)低温胁迫时,植株根系中脯氨酸含量上升,在8℃时,除S123以外的所有材料中根系脯氨酸含量均高于对照,其中C13达到显著水平,其他所有材料均达到极显著水平。(6)低温胁迫下,植株根系中可溶性糖含量变化较大,均在不同温度胁迫时显著高于对照。(7)低温胁迫时,植株根系中可溶性蛋白含量变化有上升趋势,除C13以外的所有材料均在不同温度时显著高于对照。(8)在低温胁迫下,植株根系中ABA含量变化较大,其中在14摄氏度时,C13根系中ABA含量与对照无显著性差异,其他材料均高于对照,且均达到极显著水平,但在10℃和8℃时,C13的根系中ABA含量均显著高于对照,其中在8℃时达到极显著水平。不同低温胁迫处理下,检测极端耐冷与冷敏感材料根系中OsPYL10,OsPOX1,OsCATB,COLD1基因表达水平变化,结果显示,10℃冷处理下,C30(耐冷)的OsPYL10表达量显著高于C13(冷敏感),其他耐冷品种与不耐冷品种OsPYL10无显著性变化;C30根系中COLD1表达量显著高于C13,S211根系中COLD1表达量显著高于C13,其它材料根系中COLD1表达量无显著变化。