外源水杨酸提高小麦抗寒性的应用研究

摘要

水杨酸(salicylic acid，SA)是植物界普遍存在的一种能够调节植物生长发育的小分子酚类物质，是苯丙氨酸代谢途径的产物，参与植物成花诱导、气孔开放、离子吸收等多种代谢过程。正常情况下，植物体的生理生化代谢过程是相对稳定、相互协调的，但是当受到非生物胁迫时，由于一些胁迫因素的影响会导致植物体的代谢活动发生变化，令植物对胁迫作出反应。研究表明，适当浓度的外源SA能提高植物低温胁迫下的光合能力。随着外源SA对植物抗寒性研究的深入，探究低温胁迫下外源SA对不同抗寒性小麦光合及抗性生理指标的影响，对于揭示小麦耐寒机制、指导生产实践，具有重要的理论意义和较好的应用前景。
　　本试验以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号（可耐受-30℃低温）、弱抗寒冬小麦品种济麦22（可耐受-10℃以上的低温）以及春小麦龙辐麦16为试验材料，通过室内模拟低温(5、0、-10、-20℃)胁迫及室外大田（自然降温）应用相结合的方法，综合探讨外源SA对于提高小麦抗寒性的影响。主要研究结果如下:
　　(1)室内模拟低温胁迫试验
　　对盆栽三叶期的3个品种麦苗喷施SA（浓度为10-4mol/L），经不同温度低温胁迫处理后测定光合指标，结果表明:三个品种小麦净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、PSⅡ最大光量子产量(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)都随温度降低及胁迫时间延长而总体呈下降趋势，且温度越低，上述各指标下降越显著;东农冬麦1号和济麦22光合电子传递速率(ETR)表现为随着温度降低先升高后下降，而龙辐麦16随着温度降低胁迫时间延长，ETR下降;龙辐麦16的非光化学淬灭系数(NPQ)随低温胁迫时间延长呈下降趋势，其他两个品种的NPQ随胁迫时间延长逐渐升高。在三个品种中SA处理组的各个光合参数总体表现为高于对照组。说明在光合活性及光保护方面，外源SA处理对三种小麦幼苗均起到了促进作用，并且SA对东农冬麦1号的影响最大，其次是济麦22，影响最小的是春麦龙辐麦16。
　　抗寒相关生理指标测定结果表明:随着温度降低，三个小麦品种各处理组的可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量均呈升高趋势，且SA处理组显著高于对照组;丙二醛(MDA)及H2O2含量呈先升高后下降的趋势，且SA处理组的MDA和H2O2含量都低于对照组，表明外源SA可通过增加可溶性的糖、蛋白质及脯氨酸等化合物，而使小麦的渗透调节能力得到增强，并通过降低H2O2的含量来减少膜质过氧化伤害，进而提高小麦抗寒性。不同品种间比较，SA对东农冬麦1号抗寒性的促进作用比济麦22强，SA对春小麦龙辐麦16的抗寒作用影响最小。
　　(2)室外大田应用试验
　　应用外源SA对大田种植的三种小麦三叶期喷施SA（浓度为10-3mol/L），第二年测定返青率，结果表明:无论对照组还是SA处理组，都表现为强抗寒小麦品种东农冬麦1号的返青率高于济麦22，而龙辐麦16则无返青;对同一品种而言，东农冬麦1号和济麦22都表现为SA处理组的返青率比对照组高。说明冬小麦东农冬麦1号和济麦22经外源SA处理后，其抗寒性得到增强，并且SA对强抗寒品种东农冬麦1号的作用更为显著，与室内实验结果相符。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 低温对植物的影响

1．1．1 低温对植物生长发育的影响

1．1．2 低温对植物渗透调节物质的影响

1．2 低温胁迫对光合系统的影响

1．2．1 植物的光合系统

1．2．2 光合系统在低温胁迫下的变化

1．3 水杨酸对植物生长发育的影响

1．3．1 SA的代谢途径

1．3．2 外源SA对植物生长发育的影响

1．3．3 外源SA对植物抗逆性的影响

1．4 研究目的及意义

2 材料和方法

2．1 试验材料

2．2 取材

2．3 试验仪器与试剂

2．3．1 试验仪器

2．3．2 主要试验试剂

2．4 试验方法

2．4．1 光合指标的测定

2．4．2 可溶性糖含量的测定

2．4．3 可溶性蛋白含量的测定

2．4．4 丙二醛(MDA)含量的测定

2．4．5 脯氨酸(Pro)含量的测定

2．4．6 过氧化氢(H2O2)含量的测定

2．5 试验数据及统计分析

2．6 技术路线

3 结果与分析

3．1 外源SA对低温胁迫下小麦光合系统的影响

3．1．1 低温下小麦叶片光合特性的变化

3．1．2 低温下小麦叶片荧光特性的变化

3．1．3 光合指标的相关性分析

3．2 外源SA对低温胁迫下小麦生理生化指标的影响

3．2．1 可溶性糖含量的变化

3．2．2 可溶性蛋白含量的变化

3．2．3 MDA含量的变化

3．2．4 脯氨酸含量的变化

3．2．5 H2O2含量的变化

3．2．6 抗寒性生理指标的相关性分析

3．3 次年返青期小麦存活率

4 讨论

4．1 低温胁迫下外源SA处理对不同抗寒性小麦光合指标的影响

4．2 低温胁迫下外源SA处理对不同抗寒性小麦生理指标的影响

4．3 SA处理后返青期不同小麦品种返青率的变化

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文