外源NO對(duì)棉花耐冷性調(diào)節(jié)機(jī)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(guò)人類(lèi)長(zhǎng)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(duì)低溫脅迫的敏感性。新疆是我國(guó)最重要的商品棉生產(chǎn)基地，春季棉花播種期和苗期經(jīng)常會(huì)遭遇低溫天氣，低溫冷害是影響棉花產(chǎn)量和品質(zhì)提高的重要限制因子，也是危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要自然災(zāi)害之一。因此，本研究針對(duì)新疆棉花生產(chǎn)實(shí)踐中存在的低溫逆境脅迫問(wèn)題，從植物體內(nèi)一種重要的新型生長(zhǎng)調(diào)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(duì)棉花種子發(fā)芽及幼苗的調(diào)控效應(yīng)，闡明NO緩解棉花冷害脅迫效應(yīng)的生理機(jī)制，屬于棉花冷害逆境研究中較前沿的科學(xué)問(wèn)題，具有一定的研究?jī)r(jià)值。同時(shí)本研究為NO應(yīng)用于冷害脅迫條件下的棉花生長(zhǎng)調(diào)控提供理論依據(jù)，對(duì)提高棉區(qū)的生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)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(shù)提供一定依據(jù)及技術(shù)支撐。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.選用對(duì)溫度敏感性不同的棉花品種為試驗(yàn)材料，研究外源一氧化氮供體硝普鈉（SNP100μmol

3、·L-1）對(duì)棉花種子吸脹中的耐冷性及發(fā)芽力的影響。結(jié)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(nèi)過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗壞血酸過(guò)氧化酶（APX）活性，以及可溶性蛋白質(zhì)和脯氨酸（Pro）含量，降低了相對(duì)電導(dǎo)率及丙二醛（MDA）含量，同時(shí)顯著提高發(fā)芽率，并顯著縮短發(fā)芽時(shí)間。低溫吸脹48h后，與對(duì)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(shí)間平均3d。品種間，新

4、陸早13號(hào)在種子吸脹期間的耐冷性強(qiáng)于新陸早10號(hào)。
　　2.低濃度SNP處理（SNP50μmol·L-1和SNP100μmol·L-1）可減少冷害脅迫下對(duì)棉花幼苗葉綠素的分解和對(duì)葉綠體膜造成的傷害，促進(jìn)植物類(lèi)囊體膜蛋白復(fù)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(guò)量的光傷害，保持了較高的PSⅡ光化學(xué)活性，從而減輕冷害脅迫對(duì)棉花光系統(tǒng)Ⅱ的傷害，緩解了幼苗生長(zhǎng)的抑制作用，增強(qiáng)

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(hù)酶POD、CAT和APX活性，其中SOD活性的提高尤為顯著，降低了膜質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物MDA的含量，減輕了膜脂過(guò)氧化作用對(duì)細(xì)胞的傷害。同時(shí)，外源NO提高了滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)Pro和可溶性蛋白質(zhì)的含量，增強(qiáng)了棉花幼苗在低溫脅迫下的適應(yīng)能力，有利于棉花幼苗的生長(zhǎng)?；謴?fù)常溫生長(zhǎng)時(shí)，經(jīng)SNP處理的幼苗保護(hù)酶活性、脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)恢復(fù)較快，過(guò)氧化產(chǎn)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(zhì)過(guò)氧化，產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)?？傊?，適當(dāng)濃度的外源NO通過(guò)促進(jìn)葉片保護(hù)酶活性，降低膜質(zhì)過(guò)氧化程度，增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，增強(qiáng)了棉花幼苗對(duì)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(duì)棉花生長(zhǎng)生理的調(diào)控具有