几种化学调控物质对小麦幼苗生长及低温胁迫下生理指标的调控作用
目 录
1 引言 2
2 材料与方法 3
2.1 试验材料 3
2.2试验设计 3
2.3 试验实施 4
2.4 测定指标与方法 4
2.4.1 形态指标的测定与方法 4
2.4.2生理指标的测定指标与方法 4
2.5 实验数据与统计分析 4
3 结果与分析 5
3.1 化学调控物质浸种对小麦幼苗形态指标的影响 5
3.1.1幼苗地上部性状 5
3.1.1.1 株高 5
3.1.1.2 叶长 5
3.1.1.3 地上部分鲜重 6
3.1.1.4 地上部分干重 6
3.1.1.5 叶片含水量 6
3.1.2幼苗地下部性状 6
3.1.2.1 主根长 6
3.1.2.2 根数 7
3.1.2.3 地下部分鲜重 7
3.1.2.4 地下部分干重 7
3.1.2.5 根系含水率 8
3.1.3幼苗根冠比 8
3.2 化学调控物质浸种对低温胁迫下小麦幼苗生理指标的影响 8
3.2.1对叶绿素含量的影响 8
3.2.2对游离脯氨酸含量的影响 9
3.2.3对丙二醛（MDA）含量的影响 10
3.2.4对可溶性糖含量的影响 11
3.2.5对超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响 11
3.2.6对超氧化物酶（POD）活性的影响 12
3.3化学调控物质浸种对小麦幼苗各项形态、生理指标的综合效应 13
4 讨论 15
结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
论 17
致 谢 18
参 考 文 献 19
1 引言
植物的各种生理代谢活动需要有适宜的温度，过高过低的温度都会对植物的生长发育造成不利影响，甚至造成植株死亡。而且低温一直是限制植物生长与发育的主要的外界因素之一。只有在最适温度时植物体才能生长发育良好，不同类植物的最适温度范围不同，因此，温度作为一个十分重要的因素限定了植物的生长区域[1]。大量研究结果表明，植物在低温胁迫过程中，会使细胞脂质过氧化程度增加，影响细胞正常的代谢。植物体的抗氧化保卫系统如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸酶（AsA）、以及过氧化氢酶（CAT）等，在低温下协同作用，能清除植物体内的活性氧，维持自身的代谢与生长[2,3,4,5]。 而在逆境下许多物质对植物体的SOD、POD、AsA、CAT等有一定的调节作用从而提高植物的抗逆能力。
水杨酸(SA)是一种普遍存在于植物体内的小分子酚类化合物。可以提高植物抗性，其在植物抗逆境方面研究的报道也较多。研究表明：8-12℃低温驯化1天使瓜幼苗叶片内游离的水杨酸水平提高了两倍[6]。水杨酸喷雾黄瓜幼苗，可显著提高黄瓜幼苗的壮苗指数，并可提高低温胁迫时黄瓜幼苗的抗低温胁迫能力[7]。在正常条件下(22/20℃)的玉米幼苗水溶液中加入0.5mmo1/L的水杨酸预处理一天，再于2℃低温下处理5天，对照出现严重可见的伤害症状，而水杨酸预处理幼苗看上去几乎没有变化[8]。一般情况下，玉米在低于12-15℃即不能正常生长，而水杨酸预处理增强了玉米幼苗对随后低温处理的耐受能力。同样有实验证明水杨酸预处理能够提高水曲柳、香蕉等的抗寒性[9,10]。
硅是地壳和土壤中最丰富的元素之一。虽然目前尚无足够的证据证明硅是植物生长的必需元素，但是越来越多的研究表明，硅对植物的健康生长尤其是禾本科作物至少是有益的[11,12,13]。硅能显著提高植物的抗逆性。硅处理能减缓低温胁迫对叶绿素含量和可溶性糖含量的影响。研究结果还表明，增加外源硅能改善低温胁迫下小麦叶片叶绿体的超微结构，使低温胁迫下小麦叶绿体超微结构变得完整，提高叶绿体的稳定性，降低低温对小麦的伤害程度，从而增加小麦对低温逆境的抵抗能力[11,12,14,45,16]。
Ca2+作为植物细胞唯一证实的偶联胞外信号与胞内生理反应的胞内第二信使，能维持细胞壁、细胞膜及膜蛋白的稳定性，在植物的生长发育以及对环境的反应和适应性中起着重要的作用。逆境胁迫下植物通过激活相关钙离子通道导致胞质Ca2+浓度发生变化，即诱发植物细胞产生Ca2+信号，产生相应的生理生化反应，从而增强植物自身的抗性[17]。
因此，为了探明化学调控物质对缓解低温胁迫下对小麦幼苗生长发育影响的作用机制，本文在前人研究的基础上选取水杨酸、氯化钙、硅酸钠三种化学调控物质，采用浸种处理的方法探讨化学调控物质对不同品种小麦幼苗生长发育及低温胁迫下生理指标的影响，为筛选具有一定抗寒效应的化学调控物质提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 试验材料
供试小麦品种为淮麦32(较耐寒品种)和豫麦63(不抗寒品种)，由江苏省大华种业有限公司育种研究院提供。
淮麦32号：江苏省淮阴农科所选育的小麦品种，半冬性、中晚熟，全生育期234.1天，抗寒性好、幼苗半匍匐、叶色深绿、拔节抽穗迟、分蘖力较强。
豫麦63号：河南省豫西农作物品种展览中心选育的小麦品种，弱春性、早熟、抗寒性差、幼苗直立、分蘖适中。
小麦种植地点：2015年校内试验基地。
材料处理地点：2015-2016年农学专业作物栽培实验室处理测定。
2.2试验设计
试验共设4个处理:即
CK：蒸馏水浸种：蒸馏水
B1：水杨酸浸种：l0-4molL-1 水杨酸(SA)
B2：氯化钙浸种：10 m molL-1氯化钙
B3：硅酸钠浸种：0.5 m molL-1硅酸钠
每个处理重复3次。
实验实施时首先精选大小均匀、籽粒饱满的小麦种子，用0.1% HgCl2消毒 15 min，自来水反复冲洗6次后，然后分别以l0-4molL-1 水杨酸(SA)、10 m molL-1氯化钙、0.5 m molL-1硅酸钠和蒸馏水(对照)浸种24 h催芽。再将浸种后的种子均匀摆放于直径9cm的塑料小钵中土培，每个塑料小钵25粒种子，置于光照培养（25±1℃，光照12h，光强5000lx，相对湿度75±5%）中培养，每天用去离子水浇灌。
2.3 试验实施
待幼苗生长至 2 叶1心时，部分置于培养箱中，先用0 ℃预处理2h，再用-10 ℃低温胁迫处理4h后置于常温下（日均温12 ℃左右）第 4 天，未经低温处理的取叶片、根系测定形态指标，经过低温处理的取样测定生理指标。
图3不同化学调控物质对低温胁迫下小麦幼苗丙二醛（MDA）含量(μmol/L)的影响
致 谢
时光荏苒，岁月如梭，转眼间四年的大学生活即将结束。四年的生活，让我从一个懵懂的少年变成一个敢为理想买单的奋斗者，让我在历尽失败后学会了勇往直前。当然，这一切都离不开老师和同窗、亲友们的悉心帮助与关怀，在此由衷的感谢你们!
1 引言 2
2 材料与方法 3
2.1 试验材料 3
2.2试验设计 3
2.3 试验实施 4
2.4 测定指标与方法 4
2.4.1 形态指标的测定与方法 4
2.4.2生理指标的测定指标与方法 4
2.5 实验数据与统计分析 4
3 结果与分析 5
3.1 化学调控物质浸种对小麦幼苗形态指标的影响 5
3.1.1幼苗地上部性状 5
3.1.1.1 株高 5
3.1.1.2 叶长 5
3.1.1.3 地上部分鲜重 6
3.1.1.4 地上部分干重 6
3.1.1.5 叶片含水量 6
3.1.2幼苗地下部性状 6
3.1.2.1 主根长 6
3.1.2.2 根数 7
3.1.2.3 地下部分鲜重 7
3.1.2.4 地下部分干重 7
3.1.2.5 根系含水率 8
3.1.3幼苗根冠比 8
3.2 化学调控物质浸种对低温胁迫下小麦幼苗生理指标的影响 8
3.2.1对叶绿素含量的影响 8
3.2.2对游离脯氨酸含量的影响 9
3.2.3对丙二醛（MDA）含量的影响 10
3.2.4对可溶性糖含量的影响 11
3.2.5对超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响 11
3.2.6对超氧化物酶（POD）活性的影响 12
3.3化学调控物质浸种对小麦幼苗各项形态、生理指标的综合效应 13
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致 谢 18
参 考 文 献 19
1 引言
植物的各种生理代谢活动需要有适宜的温度，过高过低的温度都会对植物的生长发育造成不利影响，甚至造成植株死亡。而且低温一直是限制植物生长与发育的主要的外界因素之一。只有在最适温度时植物体才能生长发育良好，不同类植物的最适温度范围不同，因此，温度作为一个十分重要的因素限定了植物的生长区域[1]。大量研究结果表明，植物在低温胁迫过程中，会使细胞脂质过氧化程度增加，影响细胞正常的代谢。植物体的抗氧化保卫系统如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸酶（AsA）、以及过氧化氢酶（CAT）等，在低温下协同作用，能清除植物体内的活性氧，维持自身的代谢与生长[2,3,4,5]。 而在逆境下许多物质对植物体的SOD、POD、AsA、CAT等有一定的调节作用从而提高植物的抗逆能力。
水杨酸(SA)是一种普遍存在于植物体内的小分子酚类化合物。可以提高植物抗性，其在植物抗逆境方面研究的报道也较多。研究表明：8-12℃低温驯化1天使瓜幼苗叶片内游离的水杨酸水平提高了两倍[6]。水杨酸喷雾黄瓜幼苗，可显著提高黄瓜幼苗的壮苗指数，并可提高低温胁迫时黄瓜幼苗的抗低温胁迫能力[7]。在正常条件下(22/20℃)的玉米幼苗水溶液中加入0.5mmo1/L的水杨酸预处理一天，再于2℃低温下处理5天，对照出现严重可见的伤害症状，而水杨酸预处理幼苗看上去几乎没有变化[8]。一般情况下，玉米在低于12-15℃即不能正常生长，而水杨酸预处理增强了玉米幼苗对随后低温处理的耐受能力。同样有实验证明水杨酸预处理能够提高水曲柳、香蕉等的抗寒性[9,10]。
硅是地壳和土壤中最丰富的元素之一。虽然目前尚无足够的证据证明硅是植物生长的必需元素，但是越来越多的研究表明，硅对植物的健康生长尤其是禾本科作物至少是有益的[11,12,13]。硅能显著提高植物的抗逆性。硅处理能减缓低温胁迫对叶绿素含量和可溶性糖含量的影响。研究结果还表明，增加外源硅能改善低温胁迫下小麦叶片叶绿体的超微结构，使低温胁迫下小麦叶绿体超微结构变得完整，提高叶绿体的稳定性，降低低温对小麦的伤害程度，从而增加小麦对低温逆境的抵抗能力[11,12,14,45,16]。
Ca2+作为植物细胞唯一证实的偶联胞外信号与胞内生理反应的胞内第二信使，能维持细胞壁、细胞膜及膜蛋白的稳定性，在植物的生长发育以及对环境的反应和适应性中起着重要的作用。逆境胁迫下植物通过激活相关钙离子通道导致胞质Ca2+浓度发生变化，即诱发植物细胞产生Ca2+信号，产生相应的生理生化反应，从而增强植物自身的抗性[17]。
因此，为了探明化学调控物质对缓解低温胁迫下对小麦幼苗生长发育影响的作用机制，本文在前人研究的基础上选取水杨酸、氯化钙、硅酸钠三种化学调控物质，采用浸种处理的方法探讨化学调控物质对不同品种小麦幼苗生长发育及低温胁迫下生理指标的影响，为筛选具有一定抗寒效应的化学调控物质提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 试验材料
供试小麦品种为淮麦32(较耐寒品种)和豫麦63(不抗寒品种)，由江苏省大华种业有限公司育种研究院提供。
淮麦32号：江苏省淮阴农科所选育的小麦品种，半冬性、中晚熟，全生育期234.1天，抗寒性好、幼苗半匍匐、叶色深绿、拔节抽穗迟、分蘖力较强。
豫麦63号：河南省豫西农作物品种展览中心选育的小麦品种，弱春性、早熟、抗寒性差、幼苗直立、分蘖适中。
小麦种植地点：2015年校内试验基地。
材料处理地点：2015-2016年农学专业作物栽培实验室处理测定。
2.2试验设计
试验共设4个处理:即
CK：蒸馏水浸种：蒸馏水
B1：水杨酸浸种：l0-4molL-1 水杨酸(SA)
B2：氯化钙浸种：10 m molL-1氯化钙
B3：硅酸钠浸种：0.5 m molL-1硅酸钠
每个处理重复3次。
实验实施时首先精选大小均匀、籽粒饱满的小麦种子，用0.1% HgCl2消毒 15 min，自来水反复冲洗6次后，然后分别以l0-4molL-1 水杨酸(SA)、10 m molL-1氯化钙、0.5 m molL-1硅酸钠和蒸馏水(对照)浸种24 h催芽。再将浸种后的种子均匀摆放于直径9cm的塑料小钵中土培，每个塑料小钵25粒种子，置于光照培养（25±1℃，光照12h，光强5000lx，相对湿度75±5%）中培养，每天用去离子水浇灌。
2.3 试验实施
待幼苗生长至 2 叶1心时，部分置于培养箱中，先用0 ℃预处理2h，再用-10 ℃低温胁迫处理4h后置于常温下（日均温12 ℃左右）第 4 天，未经低温处理的取叶片、根系测定形态指标，经过低温处理的取样测定生理指标。
图3不同化学调控物质对低温胁迫下小麦幼苗丙二醛（MDA）含量(μmol/L)的影响
致 谢
时光荏苒，岁月如梭，转眼间四年的大学生活即将结束。四年的生活，让我从一个懵懂的少年变成一个敢为理想买单的奋斗者，让我在历尽失败后学会了勇往直前。当然，这一切都离不开老师和同窗、亲友们的悉心帮助与关怀，在此由衷的感谢你们!
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