全 文 :书烯效唑对水稻秧苗抵御不同类型低温胁迫能力的影响
姚雄,任万军,杨文钰,黄端龙,尹丹
(四川农业大学农学院,四川 雅安625014)
摘要:为明确烯效唑对水稻秧苗抵御不同类型低温胁迫能力的影响,本试验以D优527和Ⅱ优162为材料,采用不
同浓度的烯效唑浸种,研究了不同类型低温胁迫对秧苗受害率及部分抗寒生理指标的影响。结果表明,低温胁迫
使秧苗受害率和电解质外渗率、可溶性糖、游离脯氨酸和丙二醛含量增加,叶片叶绿素相对含量即SPAD(soiland
plantanalyzerdevelopment)值、根活力及呼吸速率下降。以秧苗萌发后第15天受连续4d的低温胁迫的影响较
大,其次为第20天受连续6d和第7天受连续2d的低温胁迫。烯效唑能提高秧苗抗寒性,最佳浸种浓度为40
mg/L。低温胁迫下与不浸种比较,烯效唑浸种降低了丙二醛、电解质外渗率的增加幅度和叶片SPAD值、根活力
及呼吸速率的下降幅度;同时提高了可溶性糖及游离脯氨酸增加幅度,从而增强了秧苗抗寒性。不同品种的抗寒
能力不同,Ⅱ优162的抗寒性明显优于D优527。
关键词:水稻;烯效唑;低温胁迫;生理指标;抗寒机理
中图分类号:S511.034;Q945.78 文献标识码:A 文章编号:10045759(2008)05006808
水稻(犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪)苗期冷害是影响早春季节和高纬度地区水稻成苗和秧苗生长的重要限制因素之一[1],生
产上出现大面积的烂芽和死苗均与之密切相关[2]。目前,提高水稻抗寒性主要依赖于抗寒药剂的施用[3]和揭膜、
管水等常规农艺措施,但均不能很好的抵御生产中遭遇的不同出现及持续时间低温逆境。如在长江中下游地区
的早稻育秧期间,低温阴雨天气每次约3~5d,极端最低温度有时仅为2.9℃[4];在四川达县地区2006年4月的
低温寒潮袭击中,日均气温降幅达20℃左右,最低温度0℃左右,低温持续时间达80h以上[5]。近年来,有关水
稻寒害的研究取得了较大进展。在低温危害方面,研究指出,秧苗3叶期前后,气温愈低,持续的时间愈长,烂秧
就愈严重[6],按秧苗期低温持续天数可将危害分为轻度(3~5d)、中等(6~9d)和严重(10d以上)3种类型[7]。
在药剂防御方面,已往研究认为,施用多效唑、脱落酸、烯效唑等可提高秧苗过氧化物酶、过氧化氢酶活性以及脯
氨酸、可溶性糖含量,降低丙二醛含量和电导率,从而提高水稻抗寒性[8~13]。但这些研究也存在两大不足,一是
研究的低温发生时期不完全具有生产代表性;二是对不同持续时间的低温研究较为缺乏。本研究以今年四川省
郫县水稻育秧期间的低温平均值10℃为依据,在实验室内研究不同类型的10℃低温对秧苗生理指标的影响及烯
效唑浸种的抵御作用,以期解决水稻育秧生产实际中的问题,并可为其他植物幼苗抵御低温胁迫的技术探讨提供
理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料与药剂
供试杂交稻组合为D优527(千粒重29.7g)、Ⅱ优162(千粒重28.0g);供试药剂为5%可湿性烯效唑粉剂
(四川兰月科技公司提供)。
1.2 试验设计
试验于2006年9-10月在PHX智能型生化培养箱里进行,光照12h/d、光强4000lx,温度振幅控制在
±0.5℃内。采用二因素完全随机区组设计,A为浸种浓度(mg/L),A1:0(1L体积的清水),A2:20(400mg供试
药剂溶于1L清水),A3:40(800mg供试药剂溶于1L清水),A4:60(1200mg供试药剂溶于1L清水);B为温
度处理,B1:恒温25℃,B2:25℃培养到第7天,降温至10℃,持续2d,B3:25℃下培养到第15天,降温至10℃,持
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10/2008
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
第17卷 第5期
Vol.17,No.5
收稿日期:20071113;改回日期:20080414
基金项目:国家粮食丰产科技工程(2006BAD02A05)资助。
作者简介:姚雄(1983),男,四川资中人,在读博士。Email:yaoxiong0004@163.com
通讯作者。Email:wenyu.yang@263.net
续4d,B4:25℃下培养到第20天,降温至10℃,持续6d。各低温处理后,立即恢复25℃恒温。试验设4次重复,
每重复100粒种子,均在同一培养箱中生长。采用种子质量与药液体积比为1∶4浸种24h后,将种子均匀播于
湿沙床上,贴好标签,保持适宜的水分管理。
1.3 测定项目及方法
低温处理结束后第3天于各小区中取长势均匀的秧苗50株,以卷叶白尖为典型症状调查秧苗受害率(受害
率%=受害株数/调查总株数×100);用502型叶绿素仪测定所有全展开叶片中部的叶绿素相对含量(SPAD
值);用DDS11A型电导仪测外渗液电导率,计算电解质外渗率;分别用广口瓶法、TTC法、蒽酮比色法、硫代巴
比妥酸法测定样株呼吸速率、根活力、可溶性糖和丙二醛含量[14];游离脯氨酸含量参照张宪政[15]的方法测定。以
上各指标均重复测定3次取平均值。数据处理软件为Excel2003和DPS7.55版(多重比较采用Duncan’s新复
极差法)。
2 结果与分析
2.1 烯效唑浸种对秧苗受害率的影响
秧苗受害率是秧苗各种生理过程的最终外在体现,能直观的反映秧苗抗寒性强弱。恒温培养下,秧苗正常生
长,但经低温胁迫后,秧苗受害率大幅度增加。结果显示(表1),D优527经B2、B3 和B4 低温处理,秧苗受害率
依次为25.1%,32.6%和29.2%,且三者差异达到极显著水平,Ⅱ优162也表现出相同规律。烯效唑浸种能提高
秧苗抵御低温胁迫的能力,在0~40mg/L内,随浸种浓度的增加,秧苗受害率逐渐下降。如B2 低温胁迫下,经
40mg/L烯效唑浸种处理后,D优527和Ⅱ优162秧苗受害率较未浸种处理分别降低26.8%和28.5%。但当浸
种浓度继续增加至60mg/L时,秧苗受害率则略有增加,但仍低于未浸种处理。因此,从秧苗受害率角度看,烯
效唑适宜的浸种浓度介于0~40mg/L。比较2个供试品种间的差异可知,低温胁迫下,Ⅱ优162秧苗受害率较
D优527更低,这说明Ⅱ优162抵御寒害的能力强于D优527。
表1 烯效唑对秧苗受害率的影响
犜犪犫犾犲1 犈犳犳犲犮狋狅犳犛3307狅狀犻狀犼狌狉狔狉犪狋犲狅犳狉犻犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵狊 %
处理
Treatment
D优527Dyou527
B2 B3 B4 AV
Ⅱ优162Ⅱyou162
B2 B3 B4 AV
A1 41.0 51.5 49.2 47.2aA 40.2 50.7 46.6 45.8aA
A2 20.8 28.0 23.2 24.0cC 20.0 25.7 24.4 23.4cC
A3 14.2 18.0 16.7 16.3dD 11.7 15.5 13.2 13.5dD
A4 24.4 32.7 27.5 28.2bB 21.4 26.8 25.5 24.6bB
AV 25.1cC 32.6aA 29.2bB 23.3cC 29.7aA 27.4bB
AV:平均 Average.小写字母表示在0.05水平上差异显著,大写字母代表0.01水平上差异显著。Smalandcapitalletteraresignificantat5%or
1%levelrespectively.下同。Thesamebelow.
2.2 烯效唑对低温胁迫下秧苗叶片SPAD值的影响
结果显示(表2),烯效唑浸种能提高秧苗叶片SPAD值。如3种浓度浸种处理的D优527,在恒温下培养到
第12天时,叶片SPAD值分别比未浸种处理增加2.4,6.2和9.0。低温胁迫下,秧苗叶片SPAD值减小,但经烯
效唑浸种,其减小幅度明显低于未浸种处理。当浸种浓度为40mg/L时,下降幅度较小,其次为20和60mg/L。
2个供试品种对低温胁迫的反应不同。对D优527,在B2、B3 和B4 低温处理下,叶片SPAD值均有所下降,幅度
依次为10.44%,5.13%和15.34%。可见,B4 处理对其叶片生长影响较大,B3 处理的影响较小;对Ⅱ优162,在
B2、B3 和B4 低温处理下,叶片SPAD值变化幅度依次为+0.41%,-10.21%和-7.80%。可见,B3 处理对其叶
片生长影响较大,B2 处理的影响较小,且经烯效唑浸种后叶片SPAD值在低温胁迫下仍有上升。
2.3 低温胁迫下烯效唑对秧苗根活力的影响
低温胁迫对秧苗根活力的影响较为明显(表3)。对D优527,以B3 处理影响较大,秧苗根活力较恒温处理降
96第17卷第5期 草业学报2008年
低了37.46%;其次为B2 和B4 处理,下降幅度分别为30.45%和13.40%。对Ⅱ优162,以B3 处理影响较大,秧
苗根活力较恒温处理降低了29.20%,其次为B4 和B2 处理,下降幅度分别为24.50%和18.21%。方差分析表
明,各低温胁迫下与恒温培养下的秧苗根活力差异均达到极显著水平。在恒温培养和低温胁迫下,0~40mg/L
的烯效唑浸种能提高秧苗根活力。如培养到第12天,Ⅱ优162经20和40mg/L烯效唑浸种后,恒温下根活力
比未浸种处理分别增加11.70%和12.12%;低温胁迫下则分别增加15.65%和11.54%。这说明,烯效唑浸种不
仅可以提高秧苗的根活力,还能使秧苗在低温逆境下维持较高的根活力。3个浓度处理的效果也有差异,以40
mg/L处理效果较好。
2.4 烯效唑对低温胁迫下秧苗呼吸速率的影响
结果显示(表4),随着秧苗的生长,呼吸速率逐渐增加,低温胁迫对秧苗的呼吸代谢有明显的抑制作用。2个
供试品种均以B3 处理影响最大,B4 和B2 处理次之,D优527的降低幅度比Ⅱ优162更大。烯效唑浸种不仅可
提高秧苗呼吸速率,还可以降低由低温逆境引起的呼吸速率下降幅度。如恒温培养下,D优527采用40mg/L
烯效唑浸种,在萌发出苗后第12,22和29天秧苗呼吸速率分别较未浸种增加了60.45%,49.38%和64.10%。
Ⅱ优162在B3 低温处理下,与恒温培养相比,未浸种处理秧苗呼吸速率下降10.00%,而经20,40和60mg/L烯
效唑浸种处理,变化幅度依次为:-3.49%,1.79%和-3.13%。这同时表明,适宜的浸种浓度为40mg/L,因为
当浸种浓度为60mg/L时,尽管秧苗呼吸速率下降幅度仍低于未浸种处理,但较40mg/L处理已有所增加。
表2 烯效唑对低温胁迫下秧苗叶片犛犘犃犇值的影响
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狅犳犛3307狅狀犛犘犃犇狅犳狉犻犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵犾犲犪犳狌狀犱犲狉犮犺犻犾犻狀犵狊狋狉犲狊狊
品种Species 处理Treatment B1 B2 ± (%) B1 B3 ± (%) B1 B4 ± (%)
D优527
Dyou527
A1 32.2 27.0 -16.15 35.2 32.0 -9.09 36.5 31.6 -13.42
A2 34.6 32.0 -7.49 36.8 35.4 -3.80 37.5 34.5 -8.00
A3 38.4 35.8 -6.77 38.2 37.6 -1.57 38.8 36.2 -6.70
A4 41.2 36.9 -10.44 39.0 37.0 -5.13 37.8 32.0 -15.34
AV 36.6aA 32.9bB -10.21 37.3aA 35.5bB -4.83 37.65aA 33.58bB -10.82
Ⅱ优162
Ⅱyou162
A1 25.9 24.5 -5.41 26.7 22.8 -14.61 31.6 27.6 -12.66
A2 29.7 32.1 +8.08 31.6 28.9 -8.54 33.2 30.9 -6.93
A3 31.4 32.0 +1.91 33.8 32.8 -2.96 35.3 33.8 -4.25
A4 34.2 33.1 -3.22 37.2 31.6 -15.05 38.4 35.4 -7.81
AV 30.3aA 30.4aA +0.41 32.3aA 29.0bB -10.21 34.6aA 31.9bB -7.80
±%表示秧苗各指标在低温处理后较对照增加或减少的百分比。B2指7d对照,B3指15d对照,B4指20d对照。下同。
±% meanstheincreasingordecreasingpercentageofriceseedlingsindexesunderchilingstresswhilecomparedwithCK.B2meansCKof7d,B3
meansCKof15d,B4meansCKof20d.Thesamebelow.
表3 烯效唑对低温胁迫下秧苗根活力的影响
犜犪犫犾犲3 犈犳犳犲犮狋狅犳犛3307狅狀狉狅狅狋狏犻犵狅狉狅犳狉犻犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵狌狀犱犲狉犮犺犻犾犻狀犵狊狋狉犲狊狊 μgTPF/(gFW·h)
品种Species 处理Treatment B1 B2 ± (%) B1 B3 ± (%) B1 B4 ± (%)
D优527
Dyou527
A1 35.01 24.07 -31.25 32.54 22.63 -30.46 33.30 29.67 -10.90
A2 38.96 27.70 -28.90 33.61 26.15 -22.20 35.06 31.68 -9.64
A3 40.48 29.22 -27.82 33.65 27.25 -19.02 35.42 33.82 -4.52
A4 41.59 27.54 -33.78 48.70 16.85 -65.40 39.46 28.88 -26.81
AV 39.01aA 27.13bB -30.45 37.13aA 23.22bB -37.46 35.81aA 31.01bB -13.40
Ⅱ优162
Ⅱyou162
A1 35.48 28.76 -18.94 37.00 25.88 -30.05 41.27 23.85 -42.21
A2 39.63 33.36 -15.82 39.90 31.83 -20.23 43.23 33.25 -23.09
A3 39.78 32.08 -19.36 43.51 35.33 -18.80 44.28 38.00 -14.18
A4 34.27 27.78 -18.94 44.19 23.54 -46.73 28.44 23.61 -16.98
AV 37.29aA 30.50bB -18.21 41.17aA 29.15bB -29.20 39.31aA 29.68bB -24.50
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2.5 低温胁迫下烯效唑对秧苗可溶性糖含量的影响
低温胁迫促使秧苗体内可溶性糖含量大量积累(表5),以B3 低温处理影响较大,其次为B4 和B2 处理。如
在低温胁迫下,种子萌发出苗后第12,22和29天,D优527秧苗可溶性糖含量分别较恒温培养增加了9.09%,
12.64%和11.07%;Ⅱ优162则分别增加4.02%,8.19%和4.43%。方差分析表明,各低温处理后秧苗体内可
溶性糖含量均极显著高于恒温培养。烯效唑浸种处理,不仅可提高秧苗体内可溶性糖含量,还可提高低温逆境下
秧苗可溶性糖含量较恒温处理的增加幅度。以D优527为例,经0,20,40和60mg/L浸种,B4 处理较恒温处理
秧苗可溶性糖含量的增加幅度依次为7.75%,15.25%,19.38%和2.20%。这说明,在0~40mg/L内,秧苗可
溶性糖含量随浸种浓度增加而增加,当浸种浓度为60mg/L时,则逐渐下降。
表4 烯效唑对低温胁迫下秧苗呼吸速率的影响
犜犪犫犾犲4 犈犳犳犲犮狋狅犳犛3307狅狀狉犲狊狆犻狉犪狋狅狉狔狉犪狋犲狅犳狉犻犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵狌狀犱犲狉犮犺犻犾犻狀犵狊狋狉犲狊狊 mgCO2/(g·h)
品种Species 处理Treatment B1 B2 ± (%) B1 B3 ± (%) B1 B4 ± (%)
D优527
Dyou527
A1 1.34 1.23 -8.21 1.62 1.45 -10.49 1.71 1.56 -8.77
A2 1.72 1.62 -5.81 1.87 1.74 -6.95 1.92 1.80 -6.25
A3 2.15 2.20 +2.32 2.42 2.38 -1.65 2.60 2.56 -1.54
A4 1.68 1.53 -8.92 1.71 1.55 -9.36 1.91 1.74 -8.90
AV 1.72aA 1.65bA -4.50 1.91aA 1.78bB -6.81 2.04aA 1.92bB -5.90
Ⅱ优162
Ⅱyou162
A1 1.31 1.25 -4.58 1.50 1.35 -10.00 1.68 1.53 -8.93
A2 1.67 1.62 -2.99 1.72 1.66 -3.49 1.84 1.78 -3.26
A3 1.52 1.53 +0.66 1.68 1.71 +1.79 2.01 2.07 +2.99
A4 1.45 1.41 -2.76 1.60 1.55 -3.13 1.86 1.81 -2.69
AV 1.49aA 1.45bA -2.35 1.63aA 1.57bA -3.68 1.85aA 1.80bA -2.70
表5 低温胁迫下烯效唑对秧苗可溶性糖含量的影响
犜犪犫犾犲5 犈犳犳犲犮狋狅犳犛3307狅狀狊狅犾狌犫犾犲狊狌犵犪狉犮狅狀狋犲狀狋狅犳狉犻犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵狌狀犱犲狉犮犺犻犾犻狀犵狊狋狉犲狊狊 % DW
品种Species 处理Treatment B1 B2 ± (%) B1 B3 ± (%) B1 B4 ± (%)
D优527
Dyou527
A1 1.60 1.67 +4.37 2.63 2.81 +5.41 2.58 2.78 +7.75
A2 2.10 2.35 +11.90 3.60 3.92 +19.82 2.82 3.25 +15.25
A3 2.43 2.79 +14.81 3.82 4.32 +20.58 3.25 3.88 +19.38
A4 2.45 2.55 +4.08 3.63 3.75 +3.37 3.64 3.72 +2.20
AV 2.15bB 2.34aA +9.09 3.42bB 3.70aA +12.64 3.07bB 3.41aA +11.07
Ⅱ优162
Ⅱyou162
A1 2.21 2.30 +4.07 1.85 1.95 +6.84 2.97 3.10 +4.38
A2 3.40 3.56 +4.71 2.27 2.72 +8.89 4.02 4.22 +4.98
A3 3.52 3.71 +5.40 3.11 3.75 +13.09 4.24 4.48 +5.66
A4 3.07 3.12 +1.63 3.56 3.68 +3.31 3.68 3.77 +2.45
AV 3.05bB 3.17aA +4.02 2.70bB 3.03aA +8.19 3.73bB 3.89aA +4.43
2.6 低温胁迫下烯效唑对秧苗游离脯氨酸含量的影响
低温胁迫使秧苗体内游离脯氨酸含量增加(表6)。以B3 低温处理影响较大,秧苗游离脯氨酸含量较恒温处
理增加33.61%~35.35%,其次为B4 和B2 处理,增加幅度分别为27.83%~28.42%和20.34%~21.45%。方
差分析表明,各低温处理后秧苗体内游离脯氨酸含量均极显著高于恒温培养。烯效唑浸种处理不仅可提高秧苗
体内游离脯氨酸含量,还可提高低温逆境下秧苗游离脯氨酸含量较恒温处理的增加幅度。以Ⅱ优162为例,经
0,20,40和60mg/L浸种,B3 处理较B1 处理(恒温处理)秧苗游离脯氨酸含量的增加幅度依次为24.12%,
17第17卷第5期 草业学报2008年
38.25%,41.07%和37.95%。这说明,在0~40mg/L内,秧苗游离脯氨酸含量随浸种浓度增加而增加,当浸种
浓度为60mg/L时则逐渐下降。此外,不同品种在低温胁迫下秧苗游离脯氨酸含量的增加幅度不同。D优527
略低于Ⅱ优162,这反映了二者对低温胁迫抵御能力的差异。
2.7 低温胁迫下烯效唑对秧苗电解质外渗率影响
结果显示(表7),低温胁迫使秧苗电解质外渗率增加,但不同类型的低温胁迫使其增加的幅度不同。以B3
低温处理影响较大,秧苗电解质外渗率较恒温处理增加22.25%~23.95%,其次为B4 和B2 处理,增加幅度分别
为19.41%~21.81%和12.75%~13.63%。方差分析表明,各低温处理后秧苗电解质外渗率均极显著高于恒温
培养。烯效唑浸种处理不仅可降低秧苗电解质外渗率,还可降低低温逆境下秧苗电解质外渗率较恒温处理的增
加幅度。以D优527为例,经0,20,40和60mg/L浸种,B2 处理较B1 处理(恒温处理)秧苗电解质外渗率的增加
幅度依次为17.15%,14.57%,11.12%和11.67%。这说明,在0~40mg/L内,秧苗电解质外渗率随浸种浓度
增加而降低,当浸种浓度为60mg/L时则逐渐增加。此外,不同品种在低温胁迫下秧苗电解质外渗率的增加幅
度不同,D优527略高于Ⅱ优162。
2.8 低温胁迫下烯效唑对秧苗丙二醛含量的影响
低温胁迫使秧苗丙二醛含量增加,以B3 低温处理影响较大,秧苗丙二醛含量较恒温处理增加44.50%~
48.48%,其次为B4 和B2 处理,增加幅度分别为38.41%~42.65%和30.27%~37.36%。方差分析表明,各低
表6 低温胁迫下烯效唑对秧苗游离脯氨酸含量的影响
犜犪犫犾犲6 犈犳犳犲犮狋狅犳犛3307狅狀犳狉犲犲狆狉狅犾犻狀犲犮狅狀狋犲狀狋狅犳狉犻犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵狌狀犱犲狉犮犺犻犾犻狀犵狊狋狉犲狊狊 μg/gDW
品种Species 处理Treatment B1 B2 ±% B1 B3 ±% B1 B4 ±%
D优527
Dyou527
A1 12.20 14.16 +16.07 14.27 17.42 +22.04 18.54 21.88 +18.02
A2 14.80 17.55 +18.55 17.20 22.14 +34.56 21.20 25.86 +22.00
A3 19.56 24.38 +24.64 25.58 36.03 +40.84 30.44 42.29 +38.92
A4 17.54 21.41 +22.08 20.34 27.86 +36.99 25.34 34.14 +34.74
AV 16.03bB 19.38aA +20.34 19.35bB 25.86aA +33.61 23.88bB 31.04aA +28.42
Ⅱ优162
Ⅱyou162
A1 14.05 16.47 +17.22 17.54 21.77 +24.12 20.12 23.99 +19.22
A2 17.25 20.62 +19.52 19.62 27.12 +38.25 24.51 30.00 +22.41
A3 22.04 27.82 +26.22 25.92 35.57 +41.07 39.51 55.13 +39.54
A4 19.50 23.96 +22.85 22.15 30.56 +37.95 32.10 41.77 +30.14
AV 18.21bB 22.22aA +21.45 21.31bB 28.76aA +35.35 29.06bB 32.72aA +27.83
表7 低温胁迫下烯效唑对秧苗电解质外渗率的影响
犜犪犫犾犲7 犈犳犳犲犮狋狅犳犛3307狅狀犲犾犲犮狋狉狅犾狔狋犲犾犲犪犽犪犵犲狅犳狉犻犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵狌狀犱犲狉犮犺犻犾犻狀犵狊狋狉犲狊狊 %
品种Species 处理Treatment B1 B2 ± B1 B3 ± B1 B4 ±
D优527
Dyou527
A1 40.20 47.09 +17.15 55.25 71.96 +30.25 57.20 73.01 +27.64
A2 31.21 35.76 +14.57 49.81 62.33 +25.14 51.21 62.91 +22.84
A3 20.22 22.47 +11.12 40.22 47.52 +18.14 44.27 51.68 +16.73
A4 24.55 27.41 +11.67 44.52 54.23 +22.25 47.55 57.06 +20.01
AV 29.05bB 33.18aA +13.63 47.45bB 59.01aA +23.95 50.06bB 61.17aA +21.81
Ⅱ优162
Ⅱyou162
A1 37.51 43.45 +15.84 49.58 63.93 +28.95 53.28 66.82 +25.41
A2 27.45 31.30 +14.01 35.64 43.56 +22.21 47.00 56.46 +20.12
A3 17.54 19.27 +9.88 28.95 33.75 +16.58 32.51 37.25 +14.57
A4 20.21 22.48 +11.25 31.01 37.60 +21.24 37.85 44.48 +17.52
AV 25.68bB 29.13aA +12.75 36.30bB 44.71aA +22.25 42.66bB 51.25aA +19.41
27 ACTAPRATACULTURAESINICA(Vol.17,No.5) 10/2008
温处理后秧苗丙二醛含量均极显著高于恒温培养。烯效唑浸种处理,不仅可降低秧苗丙二醛含量,还可降低低温
逆境下秧苗丙二醛含量较恒温处理的增加幅度。以Ⅱ优162为例,经0,20,40和60mg/L浸种,B3 处理较B1 处
理(恒温处理)秧苗丙二醛含量的增加幅度依次为54.00%,47.25%,36.54%和40.21%。这说明,在0~40
mg/L内,秧苗丙二醛含量随浸种浓度增加而降低,当浸种浓度为60mg/L时则逐渐增加。此外,不同品种在低
温胁迫下秧苗丙二醛含量的增加幅度不同。D优527略高于Ⅱ优162,这反映了二者对低温胁迫抵御能力的差
异。
表8 低温胁迫下烯效唑对秧苗丙二醛含量的影响
犜犪犫犾犲8 犈犳犳犲犮狋狅犳犛3307狅狀犿犪犾狅狀犱犻犪犾犱犲犺狔犱犲犮狅狀狋犲狀狋狅犳狉犻犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵狌狀犱犲狉犮犺犻犾犻狀犵狊狋狉犲狊狊 μmol/gFW
品种Species 处理Treatment B1 B2 ± (%) B1 B3 ± (%) B1 B4 ± (%)
D优527
Dyou527
A1 18.80 27.72 +47.47 20.02 32.31 +61.40 27.58 42.36 +53.60
A2 15.00 20.95 +39.64 17.56 26.43 +50.52 24.20 35.39 +46.23
A3 12.54 16.03 +27.81 15.00 20.88 +39.20 20.55 26.82 +30.51
A4 14.24 19.15 +34.50 16.95 24.20 +42.78 22.61 31.71 +40.24
AV 15.15bB 20.96aA +37.36 17.38bB 25.96aA +48.48 23.74bB 34.07aA +42.65
Ⅱ优162
Ⅱyou162
A1 15.68 21.57 +37.54 18.95 29.18 +54.00 25.84 38.12 +47.52
A2 13.20 17.42 +32.00 16.58 24.41 +47.25 23.40 32.88 +40.50
A3 11.54 14.31 +24.01 14.22 19.42 +36.54 18.95 25.02 +32.05
A4 12.00 15.30 +27.53 15.27 21.41 +40.21 24.05 32.13 +33.57
AV 13.11bB 17.15aA +30.27 16.26bB 23.61aA +44.50 23.06bB 32.04aA +38.41
3 讨论
3.1 不同类型的低温对秧苗的影响及防御措施
因低温逆境出现时间、低温程度和持续时间等不同,水稻育秧期间遭遇的低温胁迫呈现不同类型。在何时低
温最影响秧苗生长的问题上主要有2种观点。有人认为秧苗长至2叶期时,因其胚乳已消耗90%以上,抗冷性
最弱[16]。有人则认为秧苗3叶期前后,气温愈低,持续的时间愈长,烂秧就愈严重[7]。本研究认为,秧苗萌发后
第15天受连续4d的低温胁迫的影响最大,其次为第20天受连续6d和第7天受连续2d的低温胁迫。因此,
佐证了关于2叶期秧苗最易受到低温危害的观点。若按照陈振鑫和陈活起[7]关于低温持续时间分类标准,本研
究设置的3个低温处理中,持续6d和持续4d分别应属于中度和轻度危害,但试验结果恰好相反。这表明,在进
行秧苗低温危害分级时,应将低温出现时期、持续时间乃至低温程度等综合考虑,才更为全面和可靠。目前,有关
持续低温对秧苗的影响和防御的研究较少,谭彦邦和陈素纯[17]认为,早稻采用一定浓度的青霉素浸种后,可提高
秧苗在2叶期抵御4d的持续低温能力,浸种浓度因品种而异。本研究认为0~40mg/L的烯效唑浸种能提高秧
苗抵御不同类型低温胁迫的能力,以40mg/L处理效果最佳。
3.2 烯效唑提高秧苗抵御不同低温胁迫能力的机理
前人有关植物生长延缓剂提高秧苗抗逆性的作用机理等研究较多[11,12,18],刘建新等[19]研究了乙醇提取物的
3个组分生物碱提取液浸种对玉米(犣犲犪犿犪狔狊)种子萌发及幼苗生长的影响,郭晓霞等[20]研究了毛苕子(犞犻犮犻犪
狏犻犾犾狅狊犪)对3种杂草种子萌发和幼苗生长的化感抑制,隋益虎等[21]探讨了温度等环境因子对春季大棚早熟苋菜
(犃犿犪狉犪狀狋犺狌狊狋狉犻犮狅犾狅狉)营养生长的影响。由此看来,当前关于栽培措施对作物幼苗的生长研究愈加丰富。但在
水稻作物的抗寒研究上存在不同观点。如许多研究认为脯氨酸含量可作为抗寒性选育的指标[22],但Levitt[23]认
为其含量与抗低温没有正相关关系。同时,以往研究的低温缺乏生产代表性,特别是低温出现的时间和持续时
间。糖在低温下积累能提高细胞液浓度,使冰点降低,并可缓冲细胞质过度脱水,保护细胞质胶体不致遇冷凝
固[24]。游离脯氨酸的积累是水稻植株对逆境的普遍反应,积累的脯氨酸具有作为细胞质渗透调节物质并稳定生
37第17卷第5期 草业学报2008年
物大分子结构等功能。本研究表明,烯效唑浸种使秧苗可溶性糖和游离脯氨酸含量大幅度的增加,从而增强了其
抵御低温胁迫的能力。电解质渗透率与细胞膜结构密切相关,当植株受到低温胁迫时,细胞膜透性增加[25],电解
质大量泄露,从而破坏了细胞内外的离子平衡[26]。本研究表明,烯效唑能提高秧苗抵御不同低温胁迫的能力。
作用机理为:烯效唑浸种后降低了丙二醛、电解质外渗率较对照的增加幅度和叶片SPAD值、根活力及呼吸速率
较对照的下降幅度;同时提高了可溶性糖及游离脯氨酸较对照的增加幅度,从而增强了秧苗抗寒性。
3.3 不同水稻品种的抗寒能力差异
由于植物抗寒性受多种微效的特异抗寒基因调控,故不同品种的抗寒性存在一定差异[27]。本研究表明,品
种间的抗寒性的确存在差异,表现为相同低温逆境下各项生理指标较恒温处理下降幅度不同。在供试的2个品
种中,Ⅱ优162的抗寒性明显优于D优527。因此,要加强耐冷性水稻资源的筛选和育种研究。
参考文献:
[1] 胡莹,王奕众.水稻RIL群体苗期耐冷性QTL分析[J].武汉植物学研究,2005,23(3):211215.
[2] 唐洪.高度重视水稻旱育秧烂秧[J].四川农业科技,2007,(4):2222.
[3] 黄凤莲,戴良英,罗宽.药剂诱导水稻抗寒机制研究[J].作物学报,2000,26(1):9297.
[4] 湖南省气象局资料室.湖南农业气候[M].长沙:湖南科学技术出版社,1981.3031.
[5] 四川省农业厅春耕生产督查组第三组.达县切实采取措施弥补低温寒潮灾害损失[J].四川农业科技,2006,(5):44.
[6] 邓立平.水稻绵腐病的防治[J].湖南农业,2007,(3):14.
[7] 陈振鑫,陈活起.水稻气象低温危害与减灾对策[J].农业与技术,2006,26(2):99,104.
[8] 杨文钰,徐精文,张鸿.烯效唑(S3307)对秧苗抗寒性的影响及其作用机理研究[J].杂交水稻,2003,18(2):5357.
[9] 翁伯琦,江福英,方金梅,等.低温胁迫对豆科牧草圆叶决明苗期植株CN代谢的影响[J].草业学报,2006,15(6):6469.
[10] 吴楚,王政权.脱落酸及其类似物与植物抗寒性之间的关系[J].植物生理学通讯,2000,36(6):562567.
[11] 由继红,陆静梅,杨文杰.钙对苜蓿幼苗抗寒性及相关生理指标的研究[J].草业学报,2003,12(1):3033.
[12] LeeJY,LeeJH,RyaIS.Effectofabscisicacidapplicationanditsmechanismonthechilinginjuryofriceplants[A].Re
searchReportsoftheRuralDevelopmentAdministration,PlantEnvironment[C].Mycoloph&FarmProductsUtilization,
1987,9(2):6065.
[13] LeeBK,ChaiWY.Effectofmixtureofhymexazoleandmetolaxylongrowthandlowtemperatureinjuryinriceseedling[J].
KorearJournalofCropScience,1990,35:201.
[14] 熊庆娥.植物生理学实验教程[M].成都:四川科学技术出版社,2003.3031,6869,8183.
[15] 张宪政.作物生理研究法[M].北京:农业出版社,1992.139143,205212.
[16] 胡孟明.作物栽培第二分册(水稻)[M].长沙:湖南科学技术出版社,1983.5055.
[17] 谭彦邦,陈素纯.模拟低温气候下青霉素对早稻幼苗抗冷性的影响[J].湖南农业大学学报(自然科学版),1997,23(5):
427431.
[18] 詹嘉红,蓝宗辉.外源ABA对低温胁迫水稻过氧化物酶同工酶的影响[J].生物技术,2003,13(1):7080.
[19] 刘建新,胡浩斌,赵国林.多裂骆驼蓬中生物碱类物质对玉米幼苗生长及某些生理特性的影响[J].草业学报,2007,16
(1):7580.
[20] 郭晓霞,邬彩霞,沈益新.毛苕子对3种杂草种子萌发和幼苗生长的化感抑制[J].草业学报,2007,16(2):9093.
[21] 隋益虎,朱世东,张子学,等.环境因子对春季大棚早熟苋菜营养生长的影响[J],草业学报,2007,16(2):4652.
[22] 王荣富.植物抗寒指标的种类及其应用[J].植物生理学通讯,1987,23(3):4955.
[23] LevittJ.ResponsesofPlantstoEnvironmentalStress,FreezingandHighTemperatureStresses.2ndEdition,Volume1:
Chiling[M].NewYork:AcademicPress,1980.3353.
[24] 潘瑞炽,董愚得.植物生理学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2000.218328.
[25] 王晨光,王希,苍晶,等.低温胁迫对水稻幼苗抗冷性的影响[J].东北农业大学学报,2004,35(2):205207.
[26] 肖国超,徐庆国.水稻耐冷性的研究与进展[J].作物研究,2005,19(增刊):266272.
[27] 张海清,邹应斌,肖国超,等.抗寒种衣剂对早籼稻秧苗抗寒性的影响及其作用机理的研究[J].中国农业科学,2006,39
(11):22202227.
47 ACTAPRATACULTURAESINICA(Vol.17,No.5) 10/2008
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犛3307狅狀狋犺犲犪犫犻犾犻狋狔狅犳狉犻犮犲狊犲犲犱犾犻狀犵狊狋狅狉犲狊犻狊狋犮犺犻犾犻狀犵狊狋狉犲狊狊
YAOXiong,RENWanjun,YANGWenyu,HUANGDuanlong,YINDan
(AgriculturalColegeofSichuanAgricultureUniversity,Ya’an625014,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:ForabetterunderstandingoftheeffectsofS3307ontheabilityofriceseedlingstoresistchiling
stress,theextentofcoldinjurytoriceseedlingsandsomecoldtolerantphysiologyitemswerestudiedontwo
varieties(Dyou527andⅡyou162)aftersoakingindifferentconcentrationsofS3307.Coldinjurytoriceseed
lings,electrolyteleakage,solublesugarcontent,freeprolinecontentandMDAincreasedafterS3307treatment,
butSPAD,rootvigorandrespiratoryratedecreased.Thebiggereffectofchilingstresswasafterseedhad
bourgeonedfor15days,itlasted4days,thenrebourgeonedat20days,lasted6daysandafterseedingbour
geoned7days,lasted2days.SoakingwithS3307increasedthecoldtoleranceofriceseedlingsand40mg/Lwas
thebestconcentration.ThemechanismofcoldtolerancewasthatcomparedwiththeCK,MDAincreasedwhile
electrolyteleakage,relativechlorophylcontent(SPADvalue),rootvigorandrespiratoryratedecreased.Solu
blesugarcontentandfreeprolinecontentbothincreasedunderchilingstressandenhancedthecoldtoleranceof
riceseedlings.Ⅱyou162hadmorecoldtolerancethanDyou527.
犓犲狔狑狅狉犱狊:rice;S3307;chilingstress;physiologyitems;
檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵
mechanismofcoldtolerance
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57第17卷第5期 草业学报2008年