外源NO對棉花耐冷性調節(jié)機理的研究.pdf

1、棉花（Gossypiumspp.）起源于熱帶、亞熱帶，是典型的喜溫作物，經(jīng)過人類長期的馴化選擇，被引種到高緯度的溫帶區(qū)域種植，仍表現(xiàn)出對低溫脅迫的敏感性。新疆是我國最重要的商品棉生產基地，春季棉花播種期和苗期經(jīng)常會遭遇低溫天氣，低溫冷害是影響棉花產量和品質提高的重要限制因子，也是危害農業(yè)生產的主要自然災害之一。因此，本研究針對新疆棉花生產實踐中存在的低溫逆境脅迫問題，從植物體內一種重要的新型生長調節(jié)劑“一氧化氮”入手，研究冷害脅迫環(huán)境下

2、一氧化氮對棉花種子發(fā)芽及幼苗的調控效應，闡明NO緩解棉花冷害脅迫效應的生理機制，屬于棉花冷害逆境研究中較前沿的科學問題，具有一定的研究價值。同時本研究為NO應用于冷害脅迫條件下的棉花生長調控提供理論依據(jù)，對提高棉區(qū)的生產水平和經(jīng)濟效益有重要作用，并為外源NO作為棉花低溫冷害的防御技術提供一定依據(jù)及技術支撐。主要的研究內容和結果如下：
　　1.選用對溫度敏感性不同的棉花品種為試驗材料，研究外源一氧化氮供體硝普鈉（SNP100μmol

3、·L-1）對棉花種子吸脹中的耐冷性及發(fā)芽力的影響。結果表明，棉花種子經(jīng)一氧化氮引發(fā)處理后，能提高低溫脅迫期間胚內過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗壞血酸過氧化酶（APX）活性，以及可溶性蛋白質和脯氨酸（Pro）含量，降低了相對電導率及丙二醛（MDA）含量，同時顯著提高發(fā)芽率，并顯著縮短發(fā)芽時間。低溫吸脹48h后，與對照相比，SNP處理提高種子發(fā)芽率平均為29.85％，縮短發(fā)芽時間平均3d。品種間，新

4、陸早13號在種子吸脹期間的耐冷性強于新陸早10號。
　　2.低濃度SNP處理（SNP50μmol·L-1和SNP100μmol·L-1）可減少冷害脅迫下對棉花幼苗葉綠素的分解和對葉綠體膜造成的傷害，促進植物類囊體膜蛋白復合體的組裝和穩(wěn)定，顯著提高了Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ETR和ΦPSⅡ，降低Ci和增加NPQ，避免過量的光傷害，保持了較高的PSⅡ光化學活性，從而減輕冷害脅迫對棉花光系統(tǒng)Ⅱ的傷害，緩解了幼苗生長的抑制作用，增強

5、棉花的耐冷性。
　　3.外源NO處理明顯提高了冷害脅迫下棉花葉片保護酶POD、CAT和APX活性，其中SOD活性的提高尤為顯著，降低了膜質過氧化產物MDA的含量，減輕了膜脂過氧化作用對細胞的傷害。同時，外源NO提高了滲透調節(jié)物質Pro和可溶性蛋白質的含量，增強了棉花幼苗在低溫脅迫下的適應能力，有利于棉花幼苗的生長?；謴统厣L時，經(jīng)SNP處理的幼苗保護酶活性、脯氨酸和可溶性蛋白質恢復較快，過氧化產物MDA迅速降低，其中SNP100

6、μmol·L-1處理的效果最明顯，SNP50μmol·L-1處理效果次之；而SNP500μmol·L-1則加劇膜質過氧化，產生負效應?？傊m當濃度的外源NO通過促進葉片保護酶活性，降低膜質過氧化程度，增加滲透調節(jié)物質含量，增強了棉花幼苗對冷害的抵抗能力。
　　綜上所述，SNP100μmol·L-1可顯著緩解冷害脅迫造成的氧化損傷；SNP500μmol·L-1則加劇棉花種子和幼苗生理代謝紊亂。因此，外源NO對棉花生長生理的調控具有