乙烯对棉花适应淹水胁迫的作用及其机制
[目的]淹水胁迫影响棉花生长发育,持续淹水可导致棉花减产甚至绝产,增强棉花适应淹水胁迫的能力对棉花抗涝夺丰收至关重要.乙烯(Ethylene)是备受关注的重要信号分子,在植物抗逆过程中发挥着重要作用,但在缓解棉花淹涝伤害中作用和机制尚不清楚.本文以棉花(Gossypium hirsutum L.)品种K638为材料,在山东棉花研究中心试验站(山东临清)的田间电动遮雨棚内,对盛花期棉花淹水处理10 d,通过叶面喷施乙烯信号通路抑制剂1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)或乙烯合成前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid,ACC)抑制或促进棉株体内乙烯合成,探究了乙烯含量对棉花适应淹水胁迫的作用及其生理机制.结果表明,与未喷施的淹水处理相比,喷施1-MCP乙烯含量降低了5.3％,丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、厌氧代谢酶乙醇脱氢酶(Alcohol dehydrogenase,ADH)、丙酮酸脱羧酶(Pyruvate decarboxylase,PDC)和乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)分别降低了39.2％、37.8％、20.5％和8.2％,主茎功能叶光合速率和单株干物质质量分别提高了13.5％和3.3％,籽棉产量提高了4.6％;而ACC的效果相反,喷施ACC促进受淹棉株体内乙烯积累,乙烯含量升高了8.0％,MDA、ADH、PDC和LDH分别增加了19.5％、17.5％、11.2％和8.0％,光合速率和单株干物质质量分别降低了6.0％和7.7％,籽棉产量减少了8.0％.由此可见,降低棉株体内乙烯含量,可显著降低活性氧对细胞膜的损伤,抑制厌氧代谢有毒产物的积累,减轻淹水胁迫下棉花所受的低氧损伤,缓解受淹棉株光合生产和生长发育的受抑制程度,一定程度上缓解了淹水胁迫造成的伤害,是提高棉花适应淹水胁迫的重要途径.
棉花、淹水胁迫、乙烯、产量、生理特性
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国家自然科学基金;山东省自然科学基金;山东省农业科学创新工程
2020-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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