新疆是我国最大的棉花种植区和供给区,低温冷害一直是该区棉花生产重要障碍因子之一,尤其是“倒春寒”频繁发生导致大面积烂种、烂芽、死苗、僵苗,严重影响产量和品质,“成苗难”长期制约新规棉花产业持续健康发展。研究证明,种衣剂处理棉种可提高种子、幼苗耐冷害能力,但其作用机理尚不清楚。本研究以市售耐冷害性种衣剂为基础,模拟大田低温冷害发生特点,从有效成分筛选、耐寒性验证等方面,决选出3个有效成分组合制备成种衣剂,并对其进行作用机制研究。主要内容和结果如下:1、耐冷害棉花种衣剂有效成分筛选及配方研究。基于室内生物测定和田间效果评价试验表明,9种种衣剂有效成分均能提高棉种出苗率,其中M1、M3和M4处理效果更明显,田间出苗率较CK(不包衣,下同)分别提高14.81%、13.41%、14.37%。棉苗株高、茎粗、根长、侧根数分别较 CK 提高 0.6cm～4.95cm、0.07mm～0.16mm、2.83cm～6.13cm 和 2.28～23.08%。并将 M1、M3、M4三种有效成分组合制备成相应的种衣剂。2、种衣剂处理提高棉花耐冷害性的效应。播种后第1d、3d、5d分别进行5℃、10℃、15℃、20℃四个温度处理,研究表明,15℃下出苗率M1和M4种衣剂处理较CK分别提高11.8%、9.35%;10℃下,株高M1、M3处理较CK分别增加3.3cm、3.2cm;形态方面,种衣剂处理棉苗受害程度轻、恢复快。种衣剂成分中杀菌剂耐冷害性作用最大,其次是植物生长调节剂。3、种衣剂处理对棉花幼苗叶片和根细胞超微结构的影响。播种后第4d、7d分别进行上述4个温度处理,利用透射电镜观察发现,种衣剂处理较CK棉苗叶片和根细胞结构完整,线粒体清晰,叶肉细胞叶绿体清晰,差异明显。4、种衣剂处理提高棉花耐冷害性的生理生化反应。按上述温度进行1-3次处理,测定棉苗叶片细胞膜透性、保护酶活性及渗透调节物质发现:CK棉苗叶片MDA、REC含景大幅高于种衣剂处理;M1、M3、M4三个种衣剂处理SOD活性升高3%～68%、可溶性糖、可溶性蛋白含量分别增加了 7～10倍、68%～101%。5、种衣剂处理调节棉花耐冷害性相关基因表达。对P5CS、SOD、POD、TIP1、AGP31表达量的研究表明:种衣剂处理棉苗叶片和下胚轴中的P5CS、POD表达量高于CK,10℃胁迫3次时POD、SOD、TIP1、AGP31基因表达量明显高于CK;15℃时叶片中AGP31表达量显著高于CK。综上所述,在0℃～15℃条件下,种衣剂处理能诱导耐寒基因表达、保护细胞生物学结构、提高细胞生理活性,促进种子萌发和幼苗生长。种衣剂耐寒功能主要与杀菌剂、生长调节剂等成分有关,研制、筛选的种衣剂M1对提高棉种及幼苗耐低温冷害能力具有很好效果。