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低温抑制棉种萌发,引起棉花缺苗断垄、生育时间缩短,造成籽棉产量降低、原棉品质变差。因此,明确棉花种子萌发过程中形态特征、贮藏物质及酶活性和内源激素含量对低温胁迫的响应机制,探寻提高棉花抗低温能力可能途径和技术措施,保证新疆棉花高效安全可持续发展具有重要意义。本研究以陆地棉品种新陆早65号（L65）、海岛棉品种新海35号（H35）为试验材料,设置3个温度处理:12-15℃、18-21℃和25-28℃（CK）,研究不同温度条件下棉种萌发过程中的萌发特性（发芽势、发芽率、发芽指数、平均发芽时间MTG）、贮藏物质（蛋白质Pr、淀粉St、脂肪Ad、总糖ST、葡萄糖Glu、果糖Fru、蔗糖Suc）、关键酶（超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、淀粉酶AMS、脂肪酶LPS、过氧化氢H2O2、脯氨酸Pro、丙二醛MDA）以及内源激素（脱落酸ABA、赤霉素GA3、玉米素核苷酸ZR、生长素IAA）含量等指标的变化;并在此基础上,探讨利用外源100 mg/L GA3调控对棉花种子萌发过程中的贮藏物质、关键酶活性以及内源激素含量的影响。主要研究结果如下:1.低温胁迫对棉种萌发特性和贮藏物质含量的影响随温度的降低,棉种发芽率、发芽势、吸水率、发芽指数及萌发指数与2528 oC（CK）相比,平均降低了26.01%、11.67%、7.66%、12.64、1.48;而MTG平均增加了3.94d;低温胁迫下,棉种的Pr、St、Ad、TS、Glu、Fru和Suc含量分别比CK低2.88%、7.86%、3.64%、8.91%、7.61%、5.43%和2.71%。棉种的发芽率与发芽势、发芽指数和吸水率呈显著或极显著正相关;Pr、Ad与吸水率之间存在极显著正相关,且TS、Glu、Fru和Suc均与Pr、St和Ad含量呈显著或极显著正相关。海岛棉的Pr、St、Ad、TS、Glu、Fru和Suc含量在低温胁迫下分别高陆地棉31.24%、5.35%、35.85%、10.66%、23.20%、20.93%、18.05%。因此,低温胁迫下,海岛棉的棉种通过增强吸水率,加快蛋白质和脂肪的分解和代谢,增强棉种萌发对低温的抵御能力。2.低温胁迫对棉种膜脂过氧化、代谢酶活性和内源激素含量的影响随温度的降低,棉种种胚内的POD、SOD、CAT、LPS活性和ZR、GA3、ABA、IAA含量分别比CK低8.68%、4.71%、3.81%、6.74%、15.16%、14.16%、21.88%和3.28%;而Pro、MDA、H2O2、ZR/ABA、GA3/ABA分别高10.53%、7.59%、5.07%、16.11%和8.33%。海岛棉的SOD、POD、CAT、AMS酶活性以及ZR、GA3、ABA、IAA和Pro含量在低温胁迫下分别高陆地棉45.05%、20.53%、14.06%、4.85%、46.28%、103.93%、41.64%、38.79%、3.59%,而MDA含量低18.26%。此外,棉种内的SOD、H2O2、POD均与ZR、IAA、GA3和ABA呈显著或极显著正相关,而LPS与ZR、IAA、GA3和ABA呈显著或极显著负相关;主成分分析结果表明ABA、Ad、GA3、CAT、Pr、Fru、Suc、H2O2是影响种子萌发的关键因素。因此,海岛棉通过增强保护酶活性,增加贮藏物质和内源激素含量,降低MDA含量和活性氧的积累,加快物质的代谢与转换。3.外源调节物质对低温下棉种萌发特性的影响8种外源物质均不同程度地提高了低温胁迫下棉种的发芽率、发芽势、发芽指数,缩短了MTG,其中以GA3和FL效果较好。100 mg/L GA3处理后GH35和GL65的发芽率、发芽势和GI在1215oC下平均增加了26.50%、7.75%、4;在2528oC下平均增加了5.25%、13%、6.14,MTG降低了0.94d;3.29 mg/L的FL处理后GH35和GL65的发芽率、发芽势和GI在1215oC下平均增加了19.75%、6.50%、0.97,MTG增加了0.22;在2528oC下平均增加了2%、9.25%、2.87,MTG分别降低了0.25d;而20 mg/L的ABA和5.88 mg/L的PA对棉种萌发的抑制作用最大,综合比较后发现外源GA3对低温下棉种的萌发效果较好。4.GA3对低温下棉种萌发过程中贮藏物质及内源激素的影响外源GA3处理后,低温胁迫下棉种萌发过程中SOD、LPS活性,ZR、GA3和IAA含量分别比对照高3.81%、3.44%、4.52%、6.11%和3.25%;而POD、CAT、AMS活性、ABA、MDA和H2O2含量以及St,TS和Pr含量分别比对照低4.06%、2.13%、3.27%、3.35%、11.51%、5.50%、1.30%、7.22%和4.77%。相关性分析发现,贮藏物质、内源激素与关键酶之间存在显著或极显著关系,均与GA3和GA3/ABA呈显著或极显著负相关;主成分分析表明,ABA、Ad、CAT、H2O2、AMS、GA3和GA3/ABA是GA3影响低温下棉种萌发的关键因素。逐步分析表明,GA3通过降低H2O2含量,增加CAT活性和果糖含量来提高L65的发芽率;而降低GA3/ABA的比例、增加AMS、LPS活性和Suc含量是GA3提高H35发芽率的主要因素。