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褪黑素(Melatonin,MT)是一种植物生长调节剂,可以增强植物对包括盐害在内的多种环境胁迫的耐受性。本研究在比较棉花(Gossypium hirsutum L.)两个品种鲁7619和新陆早51种子发芽期和苗期耐盐性差异的基础上,一方面对盐胁迫下棉花种子萌发期外源施用MT,通过观察发芽表型,测定发芽相关指标、脂肪酶活性和GDSL脂肪酶基因GhGLIP的转录模式,分析外源施用褪黑素缓解盐胁迫下棉花种子萌发的机制。另一方面对盐胁迫下棉花幼苗期分别进行褪黑素浸种预处理和叶面喷施褪黑素,通过观察幼苗表型,测定单株鲜重,筛选出盐胁迫下缓解棉花幼苗生长的适宜褪黑素浓度。在此基础上,选取适宜褪黑素浓度处理的盐胁迫棉花幼苗测定相对电解质渗漏率、根系活力、过氧化氢含量、抗氧化酶活性以及Na+、K+和Cl-量,并检测幼苗中与离子转运相关的基因GhSOS1、Gohir.D04G077700和Gohir.D11G062600的转录模式,分析外源施用褪黑素缓解盐胁迫下棉花幼苗生长的机制。主要研究结果如下:棉花鲁7619和新陆早51经过50、150、250 mMNaCl溶液处理后,通过发芽期相对发芽势、相对发芽率等指标,以及幼苗期相对单株株高、相对单株鲜重和相对电解质渗漏率综合鉴定比较,发现新陆早51受到的盐害抑制要大于鲁7619,确定鲁7619为耐盐试验材料,新陆早51为盐敏感试验材料。外源施用50-200 μMMT能够明显缓解150 mMNaCl胁迫对鲁7619和新陆早51的种子萌发抑制,明显提高发芽势、发芽率、脂肪酶活性等。并且盐胁迫下用50-200 μM MT处理后,两种棉花GhGLIP的相对表达量有着不同程度地上调,其中新陆早51上调更显著。用25 μM MT浸种或叶喷75 μM MT均能缓解200 mM NaCl胁迫对鲁7619和新陆早51的幼苗生长抑制,主要通过增加单株鲜重,降低相对电解质渗漏率,提高根系活力,减少过氧化氢含量,增强抗氧化酶活性,减少Na+、Cl-含量以及Na+/K+比缓解盐胁迫下棉花幼苗的生长。盐胁迫下叶喷75μMMT后,两种棉花叶中 GhSOS1、Gohir.D04G077700 和Gohir.D11G062600的相对表达量在第 2 d显著上调,比单独盐处理上调幅度大。外源施用50、100、200μM MT对盐胁迫下棉花种子萌发的缓解作用无明显差异且优于10 μM MT,400 μM MT对盐胁迫下种子萌发有抑制作用。10、25、75 μMMT浸种对盐胁迫下鲁7619的幼苗生长显示出明显且无差异的缓解作用,新陆早51在25或75 μM MT浸种后的缓解作用优于10 μM MT,两种棉花用175μM MT浸种后无明显缓解作用。叶喷25或75 μM MT对盐胁迫下两种棉花幼苗生长显示出明显的缓解作用,且新陆早51叶喷75 μM MT的缓解作用优于25 μM MT。盐胁迫下两种棉花叶喷10 μM或125 μMMT的缓解作用不明显。综上,外源施用褪黑素可以缓解棉花发芽期和幼苗期的盐伤害,主要在棉花种子萌发期通过调节发芽势、发芽率、脂肪酶活性及脂肪酶基因的表达,以及在棉花幼苗生长期增强抗氧化能力和维持离子稳态等提高棉花的耐盐能力。并且褪黑素对棉花发芽期和幼苗期的缓解作用是剂量依赖性的,过低或过高浓度的褪黑素处理无缓解作用或有抑制作用。不同处理褪黑素的方式(浸种预处理和叶面喷施)呈现的缓解浓度不同,同一种褪黑素处理方式对耐盐性不同的棉花品种呈现的缓解浓度也不一样,这些对提高盐渍地区棉花的耐盐性具有重要意义。