检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2016, 第5期: 87–93 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.05.015

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

外源5-氨基乙酰丙酸对低温胁迫下玉米幼苗生长及光合特性的影响

孙阳1,王燚1,孟瑶2,樊海潮1,曲丹阳1,李晶1,魏湜1,顾万荣1   

  1. 1 东北农业大学农学院,150030,黑龙江哈尔滨
    2 黑龙江省农垦科学院,150038,黑龙江哈尔滨
  • 收稿日期:2016-07-15 修回日期:2016-08-18 出版日期:2016-10-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 顾万荣
  • 作者简介:孙阳,硕士研究生,研究方向为玉米高产栽培与逆境生理
  • 基金资助:
    国家重点研发计划“东北春玉米产量与效率层次差异形成机制与丰产增效途径”(2016YFD0300103);2015哈尔滨市应用技术研究与开发项目(2015RQQXJ046);东北农业大学“青年才俊”项目(14QC24);黑龙江省青年科学基金(QC2015032)

Effects of Exogenous ALA on Growth and Photosynthetic Characteristics of Maize Seedlings under Low Temperature Stress

Sun Yang1,Wang Yi1,Meng Yao2,Fan Haichao1,Qu Danyang1,Li Jing1,Wei Shi1,Gu Wanrong1   

  1. 1 College of Agronomy,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,Heilongjiang,China
    2 Heilongjiang Land Reclamation Academy of Sciences,Harbin 150038,Heilongjiang,China
  • Received:2016-07-15 Revised:2016-08-18 Online:2016-10-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Wanrong Gu

RichHTML

2

PDF (PC)

123

摘要：

为探究外源5-氨基乙酰丙酸（ALA）对低温胁迫下玉米幼苗生长及光合特性的调控效应,以绥玉13（低温敏感型）和郑单958（耐低温型）为试验材料,于三叶一心期叶面喷施20mg/L ALA,在昼/夜温度为14℃/5℃的低温条件下培养48h,恢复常温48h后取样,分析外源ALA对玉米幼苗生长、叶绿素含量、光合作用参数及叶绿素荧光特性的影响。结果表明：低温胁迫显著抑制两个玉米品种幼苗的株高、叶面积、鲜重和干重。低温处理导致幼苗SPAD值下降,叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、最大荧光（Fm）、最大光化学效率（Fv/Fm）、潜在光化学效率（Fv/Fo）及光化学猝灭系数（qP）水平降低,初始荧光（Fo）和非光化学猝灭系数（NPQ）升高。外源ALA能够促进低温胁迫下玉米幼苗形态建成与物质积累,叶片SPAD值增加。外源ALA能够缓解由低温胁迫导致的叶片Pn、Tr、Gs和Ci下降,提高Fm、Fv/Fm、Fv/Fo及qP水平,降低Fo和NPQ水平。由此可见,外源ALA能够促进叶片光合作用,提高PSⅡ反应活性,促进物质积累,增强玉米苗期的抗低温能力,且对低温敏感型玉米品种的缓解低温伤害效果更好。

关键词: 5-氨基乙酰丙酸, 低温胁迫, 幼苗生长, 光合特性

Abstract:

The objective of this study was to investigate the seedling growth and photosynthetic characteristics of exogenous ALA-enhanced maize seedlings under low temperature stress. This experiment was conducted with maize cultivars Suiyu 13 (cold sensitivity) and Zhengdan 958 (cold resistance), which grew up to three-leaf, then were treated with low temperature of 14℃/5℃(day/night) for 48h, and then got recovery for 48h. Plant morphological growth, chlorophyll content, photosynthetic parameters, chlorophyll fluorescence characteristics were measured. The results showed that seedling height, leaf area, fresh weight and dry weight decreased significantly under low temperature stress. All the decreases in SPAD value, Pn, Tr, Gs, Ci, Fm, Fv/Fm, Fv/Fo, qP and the increases in Fo and NPQ reflected the inhibitory effects of low temperature stress. Exogenous ALA could promote the matter accumulation and morphogenesis, increase SPAD value of maize seedlings under low temperature stress. Exogenous ALA application led to a marked increase in Pn, Tr, Gs, Ci, Fm, Fv/Fm, Fv/Fo and qP, and reduce Fo and NPQ of two maize varieties. Therefore, spraying exogenous ALA could promote the photosynthesis , PSⅡ reactivity and matter accumulation, as well as enhanceed the low temperature resistance of maize seedlings. The alleviation effect of exogenous ALA was better in cold sensitivity type under low temperature stress.

Key words: 5-aminolevulinic acid, Low temperature stress, Seedling growth, Photosynthetic characteristics

表1

外源ALA对低温胁迫下幼苗株高、叶面积及鲜（干）重的影响"

品种Variety 处理Treatment 株高Plant height(cm) 叶面积Leaf area(cm2/株) 鲜重Fresh weight(g/株) 干重Dry weight(g/株)
绥玉13 CK 18.83±0.76a 72.77±1.97a 1.507±0.03a 0.130±0.01a
Suiyu 13 L 14.83±0.76b 54.46±4.43b 1.076±0.13b 0.106±0.01b
L+ALA 19.67±0.29a 70.98±0.57a 1.458±0.06a 0.139±0.01a
郑单958 CK 25.37±2.14a 74.56±3.43a 1.592±0.08a 0.160±0.03a
Zhengdan 958 L 19.87±2.11b 64.19±3.50b 1.217±0.20b 0.108±0.01b
L+ALA 24.57±1.10a 72.85±5.16a 1.581±0.10a 0.137±0.01ab

图1

外源ALA对低温胁迫下玉米幼苗叶片叶绿素含量的影响 小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）,下同"

图2

外源ALA对低温胁迫下玉米幼苗Pn的影响"

图3

外源ALA对低温胁迫下玉米幼苗叶片Tr的影响"

图4

外源ALA对低温胁迫下玉米幼苗叶片Gs的影响"

图5

外源ALA对低温胁迫下玉米幼苗Ci的影响"

图6

外源ALA对低温胁迫下玉米幼苗Fo、Fm、Fv/Fm及Fv/Fo的影响"

图7

外源ALA对低温胁迫下玉米幼苗qP和NPQ的影响"

[1] 关贤交, 欧阳西荣 . 玉米低温冷害研究进展. 作物研究, 2004(5):353-357.
[2] 汪良驹, 姜卫兵, 章镇 , 等. 5-氨基乙酰丙酸的生物合成和生理活性及其在农业中的潜在应用. 植物生理学通讯, 2003,39(3):185-192.
[3] 康琅, 程云, 汪良驹 . 5-氨基乙酰丙酸对秋冬季大棚西瓜叶片光合作用及抗氧化酶活性的影响. 西北植物学报, 2006,26(11):2297-2301.
[4] Agopian R G D, Peroni-Okita F H G, Soares C A , et al. Low temperature induced changes in activity and protein levels of the enzymes associated to conversion of sucrose in banana fruit. Postharvest Biology and Technology, 2011,62(2):133-140.
doi: 10.1016/j.postharvbio.2011.05.008
[5] 马延华, 王庆祥, 陈绍江 . 玉米耐寒性生理生化机理与分子遗传研究进展. 玉米科学, 2013,21(3):76-81,86.
doi: 10.3969/j.issn.1005-0906.2013.03.015
[6] Sharp R E, Poroyko V, Hejlek L G , et al. Root growth maintenance during water deficits:physiology to functional genomics. Journal of Experimental Botany, 2004,55(407):2343-2351.
doi: 10.1093/jxb/erh276
[7] 徐田军, 董志强, 兰红亮 , 等. 低温胁迫下聚糠萘合剂对玉米幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响. 作物学报, 2012,38(2):352-359.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2012.00352
[8] 杨猛, 魏玲, 庄文锋 , 等. 低温胁迫对玉米幼苗电导率和叶绿素荧光参数的影响. 玉米科学, 2012,20(1):90-94.
doi: 10.3969/j.issn.1005-0906.2012.01.017
[9] 赵艳艳, 燕飞, 胡立盼 , 等. 5-氨基乙酰丙酸对NaCl胁迫下番茄幼苗光合特性的影响. 应用生态学报, 2014,25(10):2919-2926.
[10] 刘玉梅, 艾希珍, 于贤昌 . 5-氨基乙酰丙酸对亚适宜温光条件下黄瓜幼苗光合特性的影响. 园艺学报, 2010,37(1):65-71.
[11] 张春平, 周慧, 何平 , 等. 外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下黄连幼苗光合参数及其叶绿素荧光特性的影响. 西北植物学报, 2014,34(12):2515-2524.
[12] 张治平, 张丽丽 . 5-氨基乙酰丙酸对油菜幼苗抗冷性和抗氧化系统的影响. 江苏农业科学, 2014,42(2):52-55.
doi: 10.3969/j.issn.1002-1302.2014.02.015
[13] 刘涛, 郭世荣, 徐刚 , 等. 5-氨基乙酰丙酸对辣椒植株低温胁迫伤害的缓解效应. 西北植物学报, 2010,30(10):2047-2053.
[14] Korkmaz A, Korkmaz Y, Demirkiran A R . Enhancing chilling stress tolerance of pepper seedlings by exogenous application of 5-aminolevulinic acid. Environmental and Experimental Botany, 2010,67:495-501.
doi: 10.1016/j.envexpbot.2009.07.009
[15] 孙永平, 张治平, 徐呈祥 , 等. 5-氨基乙酰丙酸处理对低温下西瓜叶片快速叶绿素荧光诱导曲线的影响. 园艺学报, 2009,36(5):671-678.
[16] 汪良驹, 姜卫兵, 黄保健 . 5-氨基乙酰丙酸对弱光下甜瓜幼苗光合作用和抗冷性的促进效应. 园艺学报, 2004,31(3):321-326.
doi: 10.3321/j.issn:0513-353X.2004.03.007
[17] 徐刚, 刘涛, 高文瑞 , 等. ALA对低温胁迫下辣椒植株生长及光合特性的影响. 江苏农业学报, 2011,27(3):612-616.
[18] 杨猛 . 低温胁迫对玉米幼苗的生理生化响应及差异蛋白研究. 哈尔滨:东北农业大学, 2011.
[19] Van Kooten O , Snel J F H.The use of chlorophyll fluorescence nomeclature in plant stress physiology. Photosynthesis Research, 1990,25(3):147-150.
doi: 10.1007/BF00033156 pmid: 24420345
[20] Govidjee. A role for a light-harvesting antenna complex of photosystemⅡ in photo protection. The Plant Cell, 2002,14:1663-1667.
doi: 10.1105/tpc.140810
[21] 张阳, 李瑞莲, 张德胜 , 等. 涝渍对植物影响研究进展. 作物研究, 2011,25(2):420-424.
doi: 10.3969/j.issn.1001-5280.2011.04.30
[22] 李洁, 徐军桂, 林程 , 等. 引发对低温胁迫下不同类型玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响. 植物生理学报, 2016,52(2):157-166.
[23] 马延华, 王庆祥, 陈绍江 . 玉米耐寒性鉴定研究进展. 作物杂志, 2012(4):1-8.
doi: 10.3969/j.issn.1001-7283.2012.04.001
[24] Sharp R E, Poroyko V, Hejlek L G . Root growth maintenance during water deficits:physiology to functional genomies. Journal of Experimental Botany, 2004,55:2343-2351.
doi: 10.1093/jxb/erh276
[25] 王贺正, 刘欢, 李贝 , 等. 水分胁迫下外源物质对小麦抽穗后生理性状的影响. 作物杂志, 2016(3):139-143.
[26] 原立地, 顾万荣, 孙继 , 等. DCPTA对低温胁迫下玉米幼苗叶片叶绿素含量及其荧光特性的影响. 作物杂志, 2012(5):63-67.
[27] 吴雪霞, 杨晓春, 朱宗文 , 等. 外源6-BA对低温胁迫下茄子幼苗光合作用、叶绿素荧光参数及光能分配的影响. 植物生理学报, 2013,49(11):1181-1188.
[28] 杨华庚, 林位夫 . 低温胁迫对油棕幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的影响. 中国农学通报, 2009,25(24):506-509.
[29] 陈盈, 张满利, 刘宪平 , 等. 生物炭对水稻齐穗期叶绿素荧光参数及产量构成的影响. 作物杂志, 2016(3):94-98.
doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.03.018
[30] Baker N R . Chlorophyll fluorescence:a probe of photosynthesis in vivo. Annual Review of Plant Biology, 2008,59(1):89-113.
doi: 10.1146/annurev.arplant.59.032607.092759
[31] Zhu X C, Song F B, Xu H W . Arbuscular mycorrhizae improves low temperature stress in maize via alterations in host water status and photosynthesis. Plant and Soil, 2010,331(1):129-137.
doi: 10.1007/s11104-009-0239-z
[32] 谷岩, 曹梦可, 张玉秋 , 等. 低温对孕穗期玉米叶片光合及碳代谢酶活性的影响. 植物生理学报, 2015,51(6):941-948.
[1] 张一中, 周福平 张晓娟 邵 强 杨 彬 柳青山. 高粱种质材料光合特性和水分#br# 利用效率鉴定及聚类分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 45–53
[2] 隋阳辉, 高继平 刘彩虹, 徐正进 王延波 赵海岩. 东北冷凉地区秸秆还田方式对水稻#br# 光合、干物质积累及氮素吸收的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 137–143
[3] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102–105
[4] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131–137
[5] 张晓勇,杨友联,李树江,熊荣川,向红. 外源激素对低温胁迫下脱毒马铃薯扦插苗早衰的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 95–101
[6] 张姣,吴奇,周宇飞,王艺陶,张瑞栋,黄瑞冬. 苗期和灌浆期干旱-复水对高粱光合特性和物质生产的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 148–154
[7] 陈芳,刘宇鹏,谷晓平,胡家敏,于飞,张波. 低温对茶树光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 155–161
[8] 叶怡然,达布希拉图,沙本才,王文祥,叶宏达,耿世娴,成京晋,海梅荣. 不同肥料对冬马铃薯光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 135–140
[9] 何海军,王晓娟,寇思荣. 西北旱作区不同种植密度对玉米光合特性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (6): 91–95
[10] 王曙光,史雨刚,史华伟,曹亚萍,孙黛珍. 春小麦光合特性与抗旱性的关系研究[J]. 作物杂志, 2017, (6): 23–29
[11] 叶宏达,达布希拉图,沙本才,王文祥,刘佳,叶怡然,海梅荣. 海拔梯度对马铃薯光合特性和荧光特性的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 93–99
[12] 谷晓平,于飞,梁平,陈芳. 不同栽培方式对水稻光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 66–72
[13] 高宇,崔世茂,宋阳,孙世君. CO2加富对温室辣椒幼苗生长及光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 80–84
[14] 王文浩,郑洪元,刘文俊,何丽芬,闫玉星. 外源NO对向日葵种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2017, (4): 169–172
[15] 王俊红,裴雪霞,党建友,武雪萍. 两种除草剂及其用量对小麦生长发育及旗叶抗氧化酶活性的影响[J]. 作物杂志, 2017, (3): 157–161
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .