PEG-6000胁迫下不同甘蓝型油菜种子萌发期的生理响应研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nyxjm2008
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甘蓝型油菜(Brassica napus L.)营养价值高、含油量大,是最有价值的油料作物之一。它在人类食品和畜禽饲料工业中发挥着重要作用,也是重要的工业原材料来源。菜籽油在我国自产食用油中约占一半。干旱胁迫等气候逆境通过氧化损伤对油菜生长发育产生负面影响,最终影响产量。此外,干旱对种子萌发和苗期也有不利影响。本研究旨在探讨干旱胁迫对油菜种子萌发和幼苗发育的影响,建立可进一步应用于油菜耐旱研究的品种评价方法以及对耐受性和敏感性品种的筛选方法,为油菜的进一步改良提供依据,并初步阐述了耐旱性和敏感性品种的响应机制。主要结果如下:1.本研究利用PEG-6000模拟干旱条件,研究了干旱胁迫对油菜种子萌发和幼苗生长的影响,并基于24个品种种子萌发和幼苗生长性状对其耐旱性进行了评价。随后,筛选出耐旱品种V5(金油杂158)、V24(沣油520)和敏感品种V19(阳光2009)、V12(宁杂1838)进行进一步研究。结果表明,干旱胁迫对所有参试品种均有负面影响;而不同品种对干旱胁迫的响应程度不同,表明不同品种具备一定的耐旱潜力。本研究中,我们从参试品种中筛选出了耐旱品种与敏感品种。对耐旱品种和敏感品种形态生理机制的研究表明,耐旱品种的酶和渗透调节机制比敏感品种更高效。干旱胁迫下,耐旱和敏感品种的渗透调节物质的积累和抗氧化酶活性均增加,但耐旱品种增加更多(脯氨酸水平分别提高了1161.3%,1282.9%,1072.54%;CAT酶活性分别提高了108.8%,107.9%,92.92%和97.51%)。另外,在干旱条件下,耐旱品种的种子萌发和幼苗生长指标下降幅度相对较小,而敏感性品种的种子萌发率、地上部和根的鲜重、干重、根长和株高下降幅度均大于耐旱品种(不耐受品种的发芽率未明显降低;V19(YG2009)和V12(NZ1838)的发芽率分别为53.50%和38.20%)。此外,本研究也为敏感和耐旱品种的抗旱性评价奠定了很好的基础,概述了渗透调节因子和酶促调节因子对甘蓝型油菜萌发和幼苗生长的影响,能够更好地预测甘蓝型油菜在干旱胁迫下的适应性。2.种子萌发是植物生命周期中复杂的性状之一,是由种子贮藏物质的动员、利用等多种复杂过程以及与环境因素共同作用的结果。种子萌发根据基因型、环境和这些因素之间的相互作用而发生改变。本研究通过物理化学的方法,对在正常条件和干旱胁迫下萌发能力显著不同的高含油量和低含油量两种基因型油菜种子萌发过中的贮藏物质的动员过程进行了研究。本研究对脂肪酸组成、可溶性糖和蛋白质进行了评价,观察到贮藏物质的早期代谢可能导致不同品种油菜的发芽率存在差异,这可能与含油量的差异有关。对干旱胁迫对两种油菜籽种子性能、生长参数、游离脯氨酸含量和脂质过氧化的影响进行了比较,结果表明含油量较高的油菜品种,其萌发率、水分含量和贮藏物质活性均较高。其中水分含量高的品种在干旱条件下在正常条件下发芽的起始时间为18 h处理的发芽率是发芽的两倍,而高油含量的品种发芽率要比低油分的品种发芽更早。在正常和干旱条件下,与低含油量品种相比,高含油量品种的种子油体数量更多,(高油和低油品种在正常下分别为269.2%和114.0%,而在12 h处理分别为187.0%和99.11%)能够为种子萌发提供能量,其蛋白质和糖的代谢活性也更高(TSS:高油分品种在6-12 h内的处理增幅为28.43%,低油分品种的增幅为6.51%)。高含油量品种脂肪酸的不饱和程度高于低含油量品种(C18:3;高油分和低油分品种在12 h处理分别增加了19.31%和1.74%),表明高含油量品种对干旱胁迫具有更强的抵抗能力。
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