棉纖維發(fā)育響應(yīng)短期高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間窗口及其生理變化研究.pdf

1、棉纖維發(fā)育對(duì)溫度反應(yīng)極為敏感，棉纖維發(fā)育不同時(shí)期對(duì)高溫脅迫的響應(yīng)不同。隨著全球溫室化效應(yīng)加劇及花鈴期短期極端高溫氣象條件爆發(fā)日趨頻繁，短期高溫脅迫勢(shì)將成為影響我國(guó)棉花高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要自然災(zāi)害之一。因此，進(jìn)行棉纖維發(fā)育響應(yīng)短期高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間窗口及其生理變化研究可對(duì)棉花生產(chǎn)中適時(shí)、適度評(píng)估棉株脅變程度以及相應(yīng)高溫抗逆栽培技術(shù)的制定提供理論依據(jù)，為提高我國(guó)原棉供給保障能力做出重要貢獻(xiàn)。本研究以溫度敏感性不同的兩個(gè)棉花品種為材料（溫度

2、弱敏感性品種:2013年為科棉1號(hào)，2014年為美國(guó)品種PHY370WR;溫度敏感性品種:兩年均為蘇棉15。下同），于2013年和2014年在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，試驗(yàn)通過(guò)人工氣候室模擬自然溫周期設(shè)置高溫(34℃[38/30℃]，HT下同)和對(duì)照(26℃[30/22℃]，CK下同)兩個(gè)溫度處理，通過(guò)研究不同起始時(shí)間高溫處理5天條件下，棉花主要品質(zhì)指標(biāo)變化以及棉纖維發(fā)育相關(guān)生理指標(biāo)的變化，以明確棉纖維發(fā)育響應(yīng)短期高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間窗口

3、及其生理變化。主要研究結(jié)果如下:
　　1.不同起始時(shí)間短期高溫脅迫下棉纖維品質(zhì)的變化以及棉纖維發(fā)育響應(yīng)高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間窗口的確定
　　在不同起始時(shí)間日均溫34.0℃持續(xù)處理5天條件下，溫度敏感性品種纖維長(zhǎng)度變短，纖維比強(qiáng)度上升馬克隆值下降并偏離最適范圍，纖維品質(zhì)變差，兩年結(jié)果一致。2013年溫度敏感性品種蘇棉15的纖維長(zhǎng)度，纖維比強(qiáng)度，馬克隆值響應(yīng)高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間窗口分別為花后0-18.3天，花后10.9-26.1天和花

4、后10.5-34.0天。2014年分別為花后0-20.6天，花后13.5-27.1天和花后11.2-33.2天。溫度弱敏感型品種科棉1號(hào)及PHY370WR的上述纖維品質(zhì)指標(biāo)與敏感性品種蘇棉15變化趨勢(shì)一致、敏感時(shí)間窗口相近，僅品質(zhì)指標(biāo)變化幅度相對(duì)較小。上述結(jié)果表明:短期高溫脅迫會(huì)導(dǎo)致棉纖維的最終纖維品質(zhì)的變劣，花后10天到20天左右是棉花綜合纖維品質(zhì)形成響應(yīng)高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間窗口。
　　2.不同起始時(shí)間高溫處理對(duì)棉鈴對(duì)位葉“源能力

5、”的影響
　　2013年和2014年，在不同起始時(shí)間日均溫34.0℃持續(xù)處理5天條件下，兩棉花品種凈光合速率下降，葉綠素a和葉綠素b總量下降，葉綠素a與葉綠素b的比值上升。在花后10天，15天，20天三個(gè)不同起始時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行高溫處理，溫度敏感性品種棉鈴對(duì)位葉中的蔗糖含量、可溶性糖含量、氨基酸含量均下降，淀粉含量上升。溫度弱敏感型品種上述棉鈴對(duì)位葉源能力指標(biāo)變化趨勢(shì)與溫度敏感性品種一致，僅變化幅度較小。綜上所述:不同起始時(shí)間日均溫34

6、℃高溫處理5天條件下，棉鈴對(duì)位葉的“源能力”會(huì)受到影響。關(guān)鍵時(shí)間窗口范圍內(nèi)短期高溫處理對(duì)棉纖維品質(zhì)造成的不良影響有可能是部分通過(guò)影響棉鈴對(duì)位葉光合同化物的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)運(yùn)與分配而實(shí)現(xiàn)的。
　　3.不同起始時(shí)間高溫處理對(duì)纖維發(fā)育相關(guān)物質(zhì)含量和酶活性的影響
　　兩年試驗(yàn)中，在花后10天，15天，20天三個(gè)不同起始時(shí)間進(jìn)行日均溫34.0℃高溫處理持續(xù)5天條件下，溫度敏感性品種纖維中的蔗糖含量相對(duì)常溫條件下呈先降低后增加變化趨勢(shì)，胼胝質(zhì)含