外源褪黑素对大豆苗期干旱的缓解效应

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:runnerups
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为探究外源褪黑素浸种对干旱胁迫下大豆苗期抗旱性的调节效应,明确褪黑素浸种缓解干旱胁迫对大豆苗期调控的生理机制,本研究于2019-2020年在黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心进行,以大豆品种绥农26和黑农48为试验材料,分别设置正常供水处理(CK)、干旱胁迫处理(D)和干旱胁迫+褪黑素浸种处理(D+M),研究了外源褪黑素对干旱胁迫下大豆形态特征、生理特性、光合特性和产量的影响。试验结果表明:1、干旱胁迫抑制了大豆的正常生长发育,干旱胁迫处理的株高、茎粗、叶面积与叶干重均有所下降,而褪黑素浸种处理提高了干旱胁迫下大豆的株高、根长和根体积,与V1期控水后第28天干旱胁迫处理相比,褪黑素浸种处理(黑农48和绥农26)的株高、根长和根体积分别提高了8.96%、3.73%、36.6%和17.65%、32.19%、35.55%,(P<0.05)。与V3期控水后第28天干旱胁迫处理相比,褪黑素浸种处理(黑农48和绥农26)的根干重和茎干重分别提高了7.04%、6.38%和8.06%、20.00%,(P<0.05)。复水后褪黑素浸种处理的补偿效应显著优于干旱胁迫处理。2、干旱胁迫抑制叶片的光合作用,降低了气体交换参数。外源褪黑素浸种处理提高了叶片叶绿素含量、光合能力,碳水化合物。与V1期控水后第28天干旱胁迫处理相比,褪黑素浸种处理(黑农48和绥农26)的叶绿素、叶片蔗糖含量分别提高了14.30%、4.95%和10.15%、7.21%,(P<0.05)。与V3期控水后第28天干旱胁迫处理相比,褪黑素浸种处理(黑农48和绥农26)的净光合速率、蒸腾速率、叶绿素a含量分别提高了30.67%、23.63%、18.53%和48.52%、50.26%、10.28%,(P<0.05)。3、干旱胁迫导致大豆荧光特性参数降低,与V1期第28天干旱胁迫处理相比,褪黑素浸种处理(黑农48与绥农26)叶片PSⅡ光能转化效率和PSⅡ有效光化学量子产量分别提高了14.45%、5.13%和11.58%、6.49%,(P<0.05)。与V3期第28天干旱胁迫处理相比,褪黑素浸种处理(黑农48与绥农26)叶片PSⅡ最大光能转化潜力和PSⅡ光能转化效率分别提高了10.54%、5.80%和21.54%、36.94%,(P<0.05)。4、干旱胁迫下活性氧含量提高,细胞膜完整性降低。外源褪黑素浸种提高了干旱胁迫下抗氧化系统,增加了大豆叶片中活性氧清除物质(如抗氧化酶:SOD、POD、CAT、APX和非酶类抗氧化剂:As A、GSH)活性,降低了活性氧含量(H2O2和O2-)、叶片及根系MDA含量,提高了脯氨酸和可溶性蛋白含量。与V1期干旱第14、21和28天D处理相比,D+M处理的O2-含量降幅28.86%~64.13%,(P<0.05);与V3期干旱第28天D处理相比,D+M处理(黑农48)的SOD和GSH分别提高了6.43%和6.34%,(P<0.05)。长期干旱胁迫下褪黑素对绥农26的增幅优于黑农48。5、干旱胁迫下黑农48与绥农26根系及叶片中的IAA、CTK含量显著下降,经过褪黑素浸种后,黑农48与绥农26根系中IAA、GA、CTK相比干旱胁迫处理显著上升,提高了41.27%、38.94%、20.46%和34.85%、18.41%、16.79%。干旱胁迫下黑农48与绥农26中叶片及根系的ABA与ETH含量相比CK处理显著上升,其中叶片ABA与ETH含量上升了7.94%、56.84%和7.32%、48.39%。经褪黑素浸种后,黑农48及绥农26根系中ABA与ETH显著下降,降低了23.04%、59.06%和19.09%、68.01%。6、干旱胁迫降低了植株单株粒数、单株荚数、单株粒重、百粒重,造成产量下降,而D+M处理可提高干旱胁迫下的大豆产量,与V1和V3期D处理单株粒重相比,D+M处理(黑农48)分别提高了14.67%和16.79%,D+M处理(绥农26)分别提高了6.12%和8.99%。产量增幅趋势为黑农48优于绥农26,V3期优于V1期。综上所述,干旱胁迫降低了大豆叶绿素含量,抑制了光合能力,扰乱了正常的激素平衡,致使干物质累积下降。外源褪黑素增强了大豆的抗氧化能力,调节内源激素变化,降低了H2O2、O2-和MDA含量,增强了光合作用,提高了渗透调节物质含量,维持大豆正常的生长发育,单株粒重明显提高。
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