【摘 要】
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干旱是全球性问题,我国尤为严重。作物抗旱和水分高效利用等一直是我国农业科研热点之一。植物激素可作为调节作物抵抗干旱胁迫的重要手段。冠菌素可影响植物生长发育、促进次
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干旱是全球性问题,我国尤为严重。作物抗旱和水分高效利用等一直是我国农业科研热点之一。植物激素可作为调节作物抵抗干旱胁迫的重要手段。冠菌素可影响植物生长发育、促进次生物质代谢和抵抗部分生物或非生物胁迫,功能类似ABA和MeJA/JA,且生物活性极高,约为JA的100~10000倍。但很少有冠菌素调控抵抗环境胁迫功能的报道。本研究以玉米“农大3138”为材料,通过PEG模拟干旱和控制浇水的沙培干旱试验研究了冠菌素对玉米耐干旱胁迫的效应和生理机理,结果表明适当浓度的冠菌素处理能提高玉米幼苗耐干旱胁迫能力。主要结果如下:
1.在试验浓度范围0.001~10.0μmol/L之内,0.01μmol/L冠菌素处理是调节玉米幼苗耐干旱胁迫的适宜浓度。
2.干旱条件下,冠菌素处理后8d时冠菌素显著提高玉米幼苗的株高、根长和鲜重,冠菌素处理后20d时玉米幼苗植株的株高、茎基部粗、根长、根条数、鲜重和干重均比干旱对照显著增加。
3.干旱条件下冠菌素处理降低了4~6d的气孔导度,而维持Pn和Ts增加的趋势,Ci持续降低,复水后,冠菌素处理的Pn和Sc仍持续增加,干旱利复水情况下冠菌素显著提高玉米叶片中Chl b和Cat的含量,减缓了Chl a的下降,维持较高的Fv/Fm,减少光合作用紊乱。冠菌素处理后第20d时,仍能显著提高RuBPC的活性。其Pn、Ts和Sc比干旱对照高,而Ci降低。
4.干旱条件下冠菌素能显著增加可溶性糖和脯氨酸含量,提高叶片相对含水量和根系活力,降低了叶片相对电导率,导致4~8d的叶片水势降低,有利于正常膨压,增加细胞渗透调节能力。
5.冠菌素处理后第8d时,冠菌素增加了干旱处理下CAT、POD、GR利APX的活性,有利于减轻玉米幼苗冈活性氧造成的伤害,叶片中MDA含量和相对电导率显著降低,复水后POD和GR仍比对照显著。冠菌素处理后第20d时,叶片中POD和APX活性仍然很高。
6.冠菌素处理后干旱2d时,干旱情况下冠菌素的处理比未加冠菌素的处理叶片和根中ABA、 MeJA、ZR和GA3同时显著升高,叶中IAA显著降低而根中升高;冠菌素处理后第8d时,干旱条件下叶片中冠菌素的处理比未加冠菌素的处理中的ABA、MeJA、ZR利GA<,3>也显著升高,根中ABA、MeJA和IAA显著升高,而ZR和GA<,3>和显著降低;复水后叶片中MeJA和GA<,3>含量下降,而IAA含量上升,根中GA<,3>含量也下降而IAA含量上升;冠菌素处理后第20d,冠菌素显著提高干旱条件下玉米幼苗叶和根中的ABA和MeJA含量,且叶中ACC含量增加,根中GA<,3>含量降低。
冠菌素可通过增加细胞渗透调节能力、降低气孔导度、激活抗氧化酶系统及激素系统的再平衡来调节玉米幼苗的耐旱性。
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