玉米幼苗复合型抗寒剂的研究

摘要

玉米是一类对温度比较敏感的喜温型粮食作物，针对低温灾害，抗寒剂的使用是提高其抗寒性的一种重要措施。但目前大多数抗寒剂存在抗寒效果不显著、试剂残留副作用大或环境污染严重等问题。因此，研究一种适用于玉米的用量小、效果好、且有安全保障的复合抗寒剂具有重要实践意义。本文在现有的无毒单一抗寒剂基础上，以玉米幼苗为实验材料，实验室模拟低温胁迫环境，采用叶面喷施的方法用水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)、抗坏血酸(ASA)、黄腐酸(FA)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、壳聚糖(CTS)、刺槐豆胶(LBG)预处理玉米幼苗，进行低温胁迫并测定其生长及生理指标，从中筛选出3种抗寒效果优良的单一抗寒剂SA、ABA和FA，添加适宜浓度的无毒型成膜剂 CTS制成复合抗寒剂。根据响应面 BOX设计的方法进一步设置因素及水平进行复合抗寒剂的筛选及优化。得到最优物质浓度配比的复合抗寒剂后通过测定不同品种玉米幼苗膜脂过氧化水平、抗氧化酶活性、超氧阴离子产生速率、可溶性蛋白质、可溶性糖含量以及游离脯氨酸等生理生化指标，研究了玉米的抗寒生理机制以及复合抗寒剂提高其抗寒性的作用效果。首次对筛选的SA、ABA和FA添加成膜剂CTS进行复配，为新型复合抗寒剂的应用推广提供了技术支持。
　　主要研究结果如下：
　　1.在低温胁迫条件下，与清水对照组相比，SA、ABA、ASA、FA、KH2PO4、CTS、LBG预处理玉米幼苗均能降低其相对电导率和MDA含量，同时提高SOD活性，可溶性蛋白含量、相对生长速率和干物质积累速率，但不同抗寒剂对同一玉米品种幼苗的抗寒力影响不同。在所有处理中，以SA预处理对玉米幼苗抗寒性的提高效果最显著，其次为ABA和FA。综合分析各种生长、生理指标，得出各种抗寒物质提高玉米幼苗抗寒性的能力大小依次为：SA(0.14g/L)、ABA(0.02g/L)、FA(0.6g/L)、KH2PO4(3.0g/L)、ASA(3.0g/L)、CTS(0.25g/L)、LBG(0.25g/L)。
　　2.以 CTS为基础型成膜剂，通过响应面实验设计，对添加了 SA、ABA和FA三种物质的 CTS水溶液所组成的复合型抗寒剂进行筛选和优化最佳浓度配比，确定最佳浓度组合为0.14g/LSA+0.021g/LABA+0.72g/LFA。同时发现，在低温胁迫条件下，不同抗寒物质的交互作用对玉米幼苗各种指标影响不同。总体来看， SA和FA的交互作用对玉米幼苗的抗寒力影响最显著。综合比较复合抗寒剂与其组成成分以及市场供应抗寒剂的抗寒能力发现，复合抗寒剂的抗寒效果显著高于其他处理。
　　3.采用豫玉22、先玉335、金穗1203以及甘玉801四个不同玉米品种进行抗寒生理机制和复合抗寒剂提高玉米幼苗抗寒性效果的研究，通过测定各种生理生化指标发现复合抗寒剂的预处理能普遍提高玉米幼苗的抗寒性，但因品种而异。在低温胁迫前相对电导率、MDA含量和超氧阴离子产生速率低，同时SOD、CAT、POD活性、可溶性蛋白、可溶性糖以及游离脯氨酸含量高的玉米品种在整个低温胁迫过程中表现出了相对较高的抗寒能力，反之则抗寒能力相对较低。综合来看，抗寒剂提高抗寒性效果最明显的为甘玉801，先玉335最差。说明不同的玉米品种对复合抗寒剂产生了不同程度的响应，因而施用抗寒剂后抗寒能力也不同。

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西北师范大学研究生学位论文作者信息

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缩略词表

第一章 综述

1引言

2植物低温冷害及其抗寒性研究进展

3玉米低温危害研究进展

4植物抗寒剂研究进展

5研究的目的意义及实验技术路线

第二章 玉米幼苗单一抗寒剂的筛选

1前言

2材料与方法

3 结果与分析

4小结与讨论

第三章 玉米幼苗复合抗寒剂的筛选及优化

1 引言

2材料与方法

3 结果与分析

4小结与讨论

第四章 外源复合抗寒剂对不同品种玉米幼苗抗寒性的影响

1引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4小结与讨论

第五章 总结与展望

1全文总结

2后期展望

参考文献

在读期间研究成果

致谢