低温胁迫对不同基因型玉米幼苗的影响

低温胁迫对不同基因型玉米幼苗的影响
作者:张海娇 邹原东 李志强 韩振芹
来源:《安徽农业科学》2021年第20期
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        摘要 以不同基因型玉米品种郑单958、京科968、先玉335、农大108、京农科728和正大615为试验材料,在玉米苗期进行低温胁迫,分别在0、2、4 d采集玉米植株样品进行测定,通过比较玉米幼苗株高、株重、丙二醛含量、脯氨酸含量以及可溶性糖含量的变化,研究低温对不同基因型玉米幼苗的影响。结果表明,在常温(25 ℃)和低温胁迫(5
℃)的培养条件下,京科968和京农科728的株高均高于先玉335、郑单958、正大615和农大108,其中京科968的株高显著高于其他基因型玉米幼苗。5 ℃低温胁迫条件下,京科968和京农科728的株重显著高于先玉335、郑单958、正大615和农大108。低温胁迫(5 ℃)0、2和4 d条件下,京科968和京农科728种子的丙二醛(MDA)含量和脯氨酸均低于其他基因型玉米幼苗,可溶性糖含量在不同基因型玉米幼苗间呈相反趋势,在低温胁迫4 d后优势更明显。在低温胁迫下,京科968、京农科728表现出较强的耐冷性,该研究为解决目前玉米生产中遇到的低温冷害问题提供理论参考依据。
        关键词 玉米幼苗;低温胁迫;耐冷性
        中图分类号 S 513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2021)20-0048-03
        doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.20.013
        开放科学(资源服务)标识码(OSID):
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        Effects of Low Temperature Stress on Seedlings of Different Genotypes Maize
        ZHANG Hai-jiao, ZOU Yuan-dong ,LI Zhi-qiang et al
张家口北新村小学        (Beijing Vocational College of Agriculture, Beijing 102442)
        Abstract Six widely planted maize varieties in China, including Jingke 968 (JK968), Jingnongke 728 (JNK728) , Xianyu 335 (XY335) , Zhengdan 958 (ZD958) , Zhengda 615 (ZD615) and Nongda 108 (ND108) were used as materials. Low temperature stress was used in maize seedling stage. Plant samples were collected at 0 , 2 and 4 d for determination. Experiment was conducted to study the effects of low temperature stress on the plant height, plant weight, proline content, malondialdehyde (MDA), soluble sugar content of maize seedlings. Under normal temperature (25 ℃) and low temperature stress (5 ℃), the plant height of JK968 and JNK728 were higher than those of XY335, ZD958, ZD619 and ND108. And JK 968 and JNK728 were significantly higher than those of other genotypes of maize seedlings. Plant weights of JK968 and JNK728 were significantly higher than those of XY335, ZD958, ZD615 and ND108 under 5 ℃. MDA and proline contents of JK968 and JNK728 seeds were lower than those of other genotypes of maize seedlings under low temperature stress for 0, 2 and 4 d. Soluble sugar content showed the opposite tren
d among different genotypes of maize seedlings, and the advantage was more obvious after 4 d of low temperature stress. JK968 and JNK728 showed the best cold tolerance under low temperature stress. The research results provided theoretical basis for solving the cold injury problems encountered in maize production.
中国劳动和社会保障部
        Key words Maize seedlings;Low temperature stress;Cold resistance
        基金项目 北京农业职业学院院级项目(XY-NF-18-01)。
        作者简介 张海娇(1988—),女,黑龙江双鸭山人,讲师,硕士,从事作物种质资源创新与利用研究。
        收稿日期 2021-03-11
        玉米(Zea mays L.)是世界上种植最广泛的作物之一,同时在粮食、饲料和工业等方面也发挥着重要作用,其生长情况与环境因子息息相关[1] 。玉米是典型的低温敏感型作物[2],近些年来,玉米生产中的低温冷害等极端天气频发,尤其是在北方春玉米播种区,玉米出苗期间遭遇低温冷害經常导致玉米出现萌发缓慢、整齐度差、幼苗长势弱等现象,
甚至造成死亡,这已成为限制玉米产量和品质的主要环境因子之一[3-4]。长期以来,前人对低温胁迫对玉米幼苗的影响进行了大量的研究,许勇等[5]研究发现,低温处理8 d后对西瓜幼苗的丙二醛含量进行测定,结果表明对低温较敏感的西瓜幼苗其丙二醛含量上升幅度明显高于抗冷西瓜幼苗,对低温较敏感的西瓜幼苗丙二醛含量约是抗冷西瓜幼苗的2倍。但是目前MDA含量的变化与低温胁迫时间的相关性也存在不同说法[6]。植物在低温胁迫等逆境条件下,脯氨酸含量往往有明显积累,研究表明低温可以明显地增加玉米体内的脯氨酸含量[7]。在低温胁迫条件下,脯氨酸可以作为植物体内的渗透调节物质起到维持细胞结构、防止细胞脱水以及调节细胞氧化还原反应等作用,从而使植物具有一定的耐冷性[8] 。可溶性糖是低温胁迫条件下植物体内呼吸作用的底物之一,可溶性糖含量的积累可以增加细胞持水组织中的非结冰水,降低细胞质的结冰温度,从而保护细胞质胶体不会遇冷而凝固,因此可溶性糖的含量与植物的抗寒性呈正相关关系[9] 。鉴于此,笔者以近几年我国玉米生产的主推品种为研究对象,研究低温胁迫下玉米幼苗的生长特性和生理特性,以期寻求提高玉米抗冷性的高效、经济与实用的方法,为玉米的生产提供理论参考和指导。
        1 材料与方法
        1.1 试验材料
        供试基因型玉米分别为郑单958(ZD958)、京科968(JK968)、先玉335(XY335)、农大108(ND108)、京农科728(JNK728)、正大615(ZD615)。
        1.2 试验设计
        分别将籽粒饱满、无病斑的供试玉米种子放在 75%乙醇中浸泡 10 s,继而用 5%次氯酸钙溶液消毒10 min,蒸馏水反复冲洗3遍后,将种子置于培养皿中,放于25 ℃恒温培养箱内催芽。将萌发后的玉米种子播在装有草炭土的育苗盆中,置于光照培养箱中培养,日温/夜温控制在25 ℃/18 ℃,光照强度为400 μmol/(m2·s),光照时间为12 h/d。待玉米幼苗长到3片叶子后,进行低温处理,日温/夜温控制在5 ℃,光照强度白天为300 μmol/(m2·s),晚上为100 μmol/(m2·s),光照时间12 h/d。低温胁迫后分别在0、2、4 d进行试验测定。
        1.3 测定项目与方法
        1.3.1 株高测定。
        随机测定5株玉米苗期株高,从根部以上到幼苗生长点,求平均值。
sari病例
        1.3.2 重量测定。
        利用电子天平测量玉米幼苗鲜重。
        1.3.3 丙二醛(MDA)含量测定。
        采用硫代酸(TBA)法测定丙二醛(MDA)含量[10]。
        1.3.4 脯氨酸含量測定。
        采用酸性茚三酮法测定脯氨酸含量(Pro)[10]。
        1.3.5 可溶性糖含量测定。
        采用蒽酮比法测定可溶性糖含量[9]。
        1.4 数据处理与分析方法
        采用Excel 2010进行数据计算和绘图;采用SPSS 25软件进行数据分析及处理。
civ        2 结果与分析

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