光合高脂膜提高花生产量和相关抗逆性的研究

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花生(Arachis hypogaea Linn.)是我国重要的油料作物,生产过程中容易受到干旱、盐分和病害等不良环境的胁迫造成减产,采用绿色技术提高花生对逆境的抗性并增加花生的产量具有重要的意义。前期工作发现珠海市润农科技有限公司生产的光合高脂膜(有效成分为十二醇和十六醇)可以提高花生的产量和抗逆性,但具体的作用效果和可能的机制不清楚。本文以广东常见的红衣花生、豫花9105和汕油35号花生品种为试验材料,测定了光合高脂膜不同浓度拌种处理对花生种子在人工模拟干旱和盐分胁迫下种子活力的影响,并测定了大田条件下高脂膜处理的花生与对照叶绿素含量、丙二醛含量和抗氧化酶含量差异以及株高、产量等农艺性状和果腐病发生情况,然后利用转录组和代谢组研究了十二醇、十六醇、乳化剂以及上述物质的混合物对花生相关代谢途径的影响。研究结果如下:分别用光合高脂膜400、800和1600倍稀释液对花生种子进行拌种处理,测定不同浓度处理下花生种子的生理生化指标,在第3天测定发芽率和生长势,在第7天测定发芽率、鲜重和生长势。发现光合高脂膜处理种子活力指数显著高于清水对照,400倍稀释液处理的种子活力高于800倍和1600倍稀释液处理;PEG6000灌根模拟干旱胁迫后发现800倍稀释液处理的种子活力指数高于400倍稀释和1600倍稀释处理;使用Na Cl溶液模拟盐胁迫,发现光合高脂膜400倍稀释液种子活力指数最高。在大田使用光合高脂膜处理花生,与清水对照相比,处理组花生叶片总叶绿素含量增加了21.12%、CAT的酶活性增加了43.67%、SOD的酶活性增加了49.16%、POD的酶活性增加了5.61%、PRO含量增加了30.26%、MDA含量下降了50.00%、对果腐病的防效达到52.81%。转录组和代谢组数据分析结果显示,十二醇、十六醇及与乳化剂的混合物能够显著影响花生叶片中信号物质溶血磷脂酰胆碱及溶血磷脂酰乙醇胺的含量、抗病抗逆苯丙烷途径中合成代谢相关基因转录水平及对应物质含量,从而提高花生的抗病抗逆性。研究结果表明以十二醇和十六醇为主要成分的光合高脂膜产品可以作为拌种剂提高花生种子的活力,并提高种苗对干旱和盐分胁迫的耐受性。大田施用光合高脂膜,可以增加产量,减少果腐病发生;转录组和代谢组数据分析结果显示上述物质主要通过影响花生的溶血磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰乙醇胺信号途径进而激活苯丙烷代谢途径提高花生的抗逆、抗病和抗虫活性。研究结果为该产品的推广应用提供了重要的理论依据。
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