外源no对棉花耐冷性调节机理的研究

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1、分类号：密级：学号：2009107004单位代码：10759石河子大学硕士学位论文外源NO对棉花耐冷性调节机理的研究研究生杨美森指导教师张旺锋教授申请学位门类级别农学硕士学科、专业名称作物栽培学与耕作学研究方向作物产量与品质形成的生理生态所在学院农学院中国〃新疆〃石河子2012年6月StudiesonPhysiolgicalRegulationRoleofExogenousNitricOxideinChillingToleranceofCottonADissertationSubmittedtoShihez

2、iUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAgricultureByYangMei-sen(CropCultivationandFarmingSystem)DissertationSupervisor:Prof.ZhangWang-fengJune,2012石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引

3、用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意。研究生签名：时间：年月日使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日摘

4、要棉花（Gossypiumspp.）起源于热带、亚热带，是典型的喜温作物，经过人类长期的驯化选择，被引种到高纬度的温带区域种植，仍表现出对低温胁迫的敏感性。新疆是我国最重要的商品棉生产基地，春季棉花播种期和苗期经常会遭遇低温天气，低温冷害是影响棉花产量和品质提高的重要限制因子，也是危害农业生产的主要自然灾害之一。因此，本研究针对新疆棉花生产实践中存在的低温逆境胁迫问题，从植物体内一种重要的新型生长调节剂“一氧化氮”入手，研究冷害胁迫环境下一氧化氮对棉花种子发芽及幼苗的调控效应，阐明NO缓解棉花冷害胁迫效应的

5、生理机制，属于棉花冷害逆境研究中较前沿的科学问题，具有一定的研究价值。同时本研究为NO应用于冷害胁迫条件下的棉花生长调控提供理论依据，对提高棉区的生产水平和经济效益有重要作用，并为外源NO作为棉花低温冷害的防御技术提供一定依据及技术支撑。主要的研究内容和结果如下：1.选用对温度敏感性不同的棉花品种为试验材料，研究外源一氧化氮供体硝普钠（SNP100-1μmol·L）对棉花种子吸胀中的耐冷性及发芽力的影响。结果表明，棉花种子经一氧化氮引发处理后，能提高低温胁迫期间胚内过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）

6、、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化酶（APX）活性，以及可溶性蛋白质和脯氨酸（Pro）含量，降低了相对电导率及丙二醛（MDA）含量，同时显著提高发芽率，并显著缩短发芽时间。低温吸胀48h后，与对照相比，SNP处理提高种子发芽率平均为29.85%，缩短发芽时间平均3d。品种间，新陆早13号在种子吸胀期间的耐冷性强于新陆早10号。-1-12.低浓度SNP处理（SNP50μmol·L和SNP100μmol·L）可减少冷害胁迫下对棉花幼苗叶绿素的分解和对叶绿体膜造成的伤害，促进植物类囊体膜蛋白复合体的组装和

7、稳定，显著提高了Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ETR和ΦPSⅡ，降低Ci和增加NPQ，避免过量的光伤害，保持了较高的PSⅡ光化学活性，从而减轻冷害胁迫对棉花光系统Ⅱ的伤害，缓解了幼苗生长的抑制作用，增强棉花的耐冷性。3.外源NO处理明显提高了冷害胁迫下棉花叶片保护酶POD、CAT和APX活性，其中SOD活性的提高尤为显著，降低了膜质过氧化产物MDA的含量，减轻了膜脂过氧化作用对细胞的伤害。同时，外源NO提高了渗透调节物质Pro和可溶性蛋白质的含量，增强了棉花幼苗在低温胁迫下的适应能力，有利于棉花幼苗的生长。

8、恢复常温生长时，经SNP处理的幼苗保护酶活性、-1脯氨酸和可溶性蛋白质恢复较快，过氧化产物MDA迅速降低，其中SNP100μmol·L处理的-1-1效果最明显，SNP50μmol·L处理效果次之；而SNP500μmol·L则加剧膜质过氧化，产生负效应。总之，适当浓度的外源NO通过促进叶片保护酶活性，降低膜质过氧化程度，增加渗透调节物质含量，增强了棉花幼苗对冷害的抵抗能力。-1-1综上所述，SNP100μmol·L