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,2018, 第4期: 95–101 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.04.016

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

外源激素对低温胁迫下脱毒马铃薯扦插苗早衰的影响

张晓勇,杨友联,李树江,熊荣川,向红   

  1. 六盘水师范学院生物科学与技术学院,553004,贵州六盘水
  • 收稿日期:2018-02-27 修回日期:2018-05-21 出版日期:2018-08-20 发布日期:2018-08-23
  • 作者简介:张晓勇,实验师,主要研究方向为设施栽培
  • 基金资助:
    六盘水师范学院科技创新团队项目“分子生物学与生物化学科技创新团队”(LPSSYKJTD201602);贵州省特色农业种质资源开发与利用特色重点实验室建设项目(黔教合KY字[2017]012)

Effects of Exogenous GA3 and 6-BA on Leaf Senescence in Low Temperature Stress of Virus-Free Potato Cutting Seedlings

Zhang Xiaoyong,Yang Youlian,Li Shujiang,Xiong Rongchuan,Xiang Hong   

  1. School of Biological Sciences and Technology, Liupanshui Normal University, Liupanshui 553004, Guizhou, China
  • Received:2018-02-27 Revised:2018-05-21 Online:2018-08-20 Published:2018-08-23

RichHTML

2

PDF (PC)

172

摘要：

设置不同浓度的6-BA和GA3处理低温胁迫下脱毒马铃薯扦插苗叶片,研究两种激素对其生理指标、光合性能及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,0.1mg/L 6-BA处理低温胁迫的脱毒马铃薯扦插苗后可促进叶片生长,提高叶片叶绿素和淀粉含量,降低叶片可溶性糖和丙二醛（MDA）含量,而且净光合速率（Pn）、最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学猝灭系数（qP）和PSⅡ实际光量子效率（ΦPSⅡ）显著提高,非光化学猝灭系数（NPQ）和胞间CO2浓度（Ci）显著降低;2个浓度的GA3处理显著降低低温胁迫扦插苗叶绿素含量、叶片淀粉含量和MDA含量,Pn、qP和ΦPSⅡ显著提高,NPQ和Ci显著降低。当GA3浓度提高到20mg/L后导致叶面积减小;当6-BA处理浓度提高至0.5mg/L后出现了显著的副作用,叶片淀粉含量升高,Gs、蒸腾速率（Tr）、Pn、Fv/Fm、qP和ΦPSⅡ都显著下降,NPQ和Ci显著升高,表现出明显的叶片老化症状。从隶属函数来看,0.1mg/L的6-BA对提高扦插苗抗寒性效果最佳。

关键词: 脱毒马铃薯扦插苗, 低温胁迫, 外源激素, 生理指标, 光合特性, 叶绿素荧光

Abstract:

The differences of virus-free potato cutting seedlings leaf physiology, photosynthesis and chlorophyll fluorescence in low temperature stress (10℃) and different exterior hormones were studied. Spraying water used as the control, the gibberellin A3, 6-Benzylaminopurine were applied to study the influences of low temperature stress and different exterior hormones on virus-free potato cutting seedlings. The results showed that, under low temperature stress and different exterior hormones, there were differences in leaf physiological indexes, photosynthesis and chlorophyll fluorescence. Spraying 6-BA of 0.1mg/L treatment resulted in better leaf area index, Pn, Fv/Fm, qP, ΦPSⅡ, content of chlorophyll, malondialdehyde (MDA) and starch in leaves compared with the control; remarkably decreased NPQ, Ci and content of soluble sugar in leaves. However, spraying 6-BA of 0.5mg/L treatment resulted in negative influence that leaves senescence and Gs, Tr, Pn, Fv/Fm, qP and ΦPSⅡ were decreased than control. Gibberellin A3 treatment resulted in decreasing chlorophyll content, NPQ, Ci and content of starch and MDA in leaves, increasing Pn, qP and ΦPSⅡ. Furthermore, the leaf area index was reduced while leave of Gibberellin A3 raise to 20mg/L. Basing on the calculation results of the membership function of each treatment, the 6-BA of 0.1mg/L was optimal treatment to improve the cold resistance of virus-free potato cutting seedlings in low temperature stress.

Key words: Virus-free potato cutting seedling, Low temperature stress, Exterior hormones, Physiological indexes, Photosynthetic characteristics, Chlorophyll fluorescence

表1

不同激素对低温处理扦插苗叶片生理指标的影响"

扦插后天数(d)
Days after cutting		 处理
Treatment		 叶面积指数
Leaf area index		 叶绿素含量(mg/g FW)
Chl(a+b) content		 淀粉含量(% FW)
Starch content		 可溶性糖含量(% FW)
Soluble sugar content		 MDA含量(μmol/g FW)
MDA content
10 BA0.1 1.455±0.029a 1.95±0.041a 5.82±0.32a 0.229±0.010a 9.87±0.69a
BA0.5 1.552±0.031a 2.04±0.055a 5.78±0.28a 0.237±0.019a 10.21±0.61a
GA10 1.514±0.029a 2.14±0.079a 5.81±0.28a 0.242±0.012a 10.02±0.61a
GA20 1.427±0.027a 2.08±0.036a 6.03±0.18a 0.221±0.006a 9.94±0.39a
CK 1.530±0.029a 1.99±0.031a 5.94±0.28a 0.224±0.009a 10.24±0.61a
15 BA0.1 2.152±0.041a 2.35±0.040a 7.27±0.33b 0.213±0.012c 7.84±0.72c
BA0.5 1.898±0.036ab 2.38±0.053a 8.12±0.32a 0.191±0.013c 9.23±0.69b
GA10 1.963±0.048a 1.95±0.077c 4.56±0.18d 0.332±0.011a 8.25±0.39c
GA20 1.590±0.036c 1.87±0.035c 4.12±0.07d 0.384±0.004a 8.14±0.15c
CK 1.714±0.039b 2.12±0.031b 6.54±0.09c 0.237±0.005b 11.35±0.20a
20 BA0.1 2.373±0.015a 2.36±0.037a 7.32±0.19b 0.211±0.011cd 8.12±0.41b
BA0.5 2.144±0.040ab 2.45±0.049a 8.10±0.12a 0.195±0.007d 10.51±0.26ab
GA10 2.218±0.022a 1.84±0.071b 4.65±0.08d 0.333±0.005b 8.58±0.17b
GA20 1.820±0.042c 1.68±0.032c 4.24±0.20d 0.366±0.012a 8.64±0.43b
CK 1.936±0.045b 1.97±0.027b 6.24±0.11c 0.248±0.006c 11.84±0.24a
25 BA0.1 2.950±0.069a 2.32±0.036a 7.11±0.22a 0.218±0.012c 9.11±0.48c
BA0.5 2.443±0.037c 2.47±0.048a 7.82±0.11a 0.198±0.006c 10.35±0.24b
GA10 2.672±0.049b 1.93±0.068b 5.21±0.25bc 0.318±0.014a 9.45±0.54bc
GA20 2.152±0.035d 1.79±0.032c 4.62±0.12c 0.335±0.007a 9.33±0.26c
CK 2.453±0.042c 2.12±0.026b 5.88±0.28b 0.264±0.016b 12.16±0.61a

图1

不同激素对低温处理扦插苗气体交换参数的影响|||小写字母不同表示处理间差异显著,下同"

图2

不同激素对低温处理扦插苗叶绿素荧光参数的影响"

表2

马铃薯扦插苗各指标间相关性分析"

指标Index Chl(a+b)含量
Chl(a+b) content		 淀粉含量
Starch content		 可溶性糖含量
Soluble sugar content		 MDA含量
MDA content		 Pn Gs Ci Tr Fv/Fm ΦPSⅡ qP NPQ
Chl(a+b)含量Chl(a+b) content -1.00
淀粉含量Starch content -0.95** -1.00
可溶性糖含量Soluble sugar content -0.93** -0.98** -1.00
MDA含量MDA content -0.12 -0.12 -0.21 -1.00
Pn -0.37 -0.53* -0.45 -0.51* -1.00
Gs -0.46 -0.41 -0.41 -0.08 -0.26 1.00
Ci -0.11 -0.18 -0.09 -0.33 -0.88** 0.05 -1.00
Tr -0.23 -0.24 -0.21 -0.12 -0.67** 0.71** -0.51* -1.00
Fv/Fm -0.41 -0.43 -0.35 -0.21 -0.90** 0.34 -0.86** -0.75** -1.00
ΦPSⅡ -0.37 -0.37 -0.34 -0.61* -0.85** 0.02 -0.79** -0.38 -0.76** -1.00
qP -0.31 -0.42 -0.36 -0.53** -0.93** 0.23 -0.87** -0.70** -0.93** -0.80** -1.00
NPQ -0.12 -0.21 -0.24 -0.54* -0.70** 0.14 -0.61* -0.24 -0.61* -0.65** -0.65** 1.00

表3

扦插20d时不同处理各抗性生理指标的隶属函数值及其抗性分析"

处理
Treatment		 LAI Chl(a+b) 淀粉含量
Starch content		 可溶性糖含量
Soluble sugar content		 MDA Pn Gs Ci Tr Fv/Fm ΦPSⅡ qP NPQ 合计
Total		 排序
Ranking
BA0.1 1.00 0.88 0.20 0.09 1.00 1.00 0.71 1.00 1.00 1.00 0.90 1.00 1.00 10.79 1
BA0.5 0.59 1.00 0.00 0.00 0.90 0.00 0.21 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.69 5
GA10 0.72 0.21 0.89 0.81 0.88 0.76 0.00 0.80 0.07 0.78 1.00 0.74 0.84 8.49 3
GA20 0.00 0.00 1.00 1.00 0.86 0.74 1.00 0.46 0.73 0.72 0.70 0.65 0.67 8.54 2
CK 0.21 0.38 0.48 0.31 0.00 0.39 0.71 0.43 0.52 0.69 0.31 0.38 0.38 5.19 4
[1] 谢开云, 何卫 . 马铃薯三代种薯体系与种薯质量控制. 北京: 金盾出版社, 2011: 1-5.
[2] Yuri F, Vladimir B, Igor M , et al. Crop responses to elevated carbon dioxide and interaction with temperature. Journal of Crop Improvement, 2005,13(1/2):113-155.
doi: 10.1300/J411v13n01_07
[3] 许娟, 郑虚, 闫海锋 , 等. 不同马铃薯品种苗期叶片对低温胁迫的生理响应. 南方农业学报, 2016,47(11):1837-1843.
doi: 10.3969/jissn.2095-1191.2016.11.1837
[4] Kubien D S, Sage R F . C4 photosynthesis at low temperature. A study using transgenic plants with reduced amounts of Rubisco. Plant Physiology, 2003,132(3):1577-1585.
doi: 10.1104/pp.103.021246
[5] 孙阳, 王燚, 孟瑶 , 等. 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. 作物杂志, 2016(5):87-93.
[6] Krauss A, Marschner H . Influence of nitrogen nutrition,day length and temperature on contents of gibberellic and abscisic acid and on tuberization in potato plants. Potato Research, 1982,25(1):13-21.
doi: 10.1007/BF02357269
[7] 于晶, 王兴, 苍晶 , 等. 外源6-BA对寒地冬小麦东农冬麦1号抗寒性的影响. 作物杂志, 2012(2):71-75.
doi: 10.3969/j.issn.1001-7283.2012.02.018
[8] 王宁宁, 王勇, 王淑芳 , 等. 6-BA延缓大豆叶片衰老的作用与膜蛋白磷酸化状态的关系. 植物生理学报, 1998,24(3):305-308.
[9] 李顺文, 鲁旭东, 刘殊 . 6-BA 对猕猴桃叶片衰老的调节作用. 经济林研究, 2000,18(2):30-31.
doi: 10.3969/j.issn.1003-8981.2000.02.011
[10] 陈娟, 高秀兵, 郭燕 , 等. 低温胁迫下茶树喷施6-BA的生长变化. 耕作与栽培, 2016(5):1-3.
[11] Bian H Y, Zhang W J, Chen B L , et al. Effect of exogenous materials on cotton fiber strength development in low temperature conditions. Cotton Science, 2006,18(3):145-149.
[12] Achard P, Gong F, Cheminant S , et al. The cold-inducible CBF1 factor-dependent signaling pathway modulates the accumulation of the growth-repressing DELLA proteins via its effect on gibberellin metabolism. The Plant Cell, 2008,20(8):2117-2129.
doi: 10.1105/tpc.108.058941
[13] 代勋, 李忠光, 龚明 . 赤霉素、钙和甜菜碱对小桐子种子萌发及幼苗抗低温和干旱的影响. 植物科学学报, 2012,30(2):204-212.
doi: 10.3724/SP.J.1142.2012.20204
[14] 周玲, 魏小春, 郑群 , 等. 脱落酸与赤霉素对瓜尔豆叶片光合作用及内源激素的影响. 作物杂志, 2010(1):15-20.
doi: 10.3969/j.issn.1001-7283.2010.01.005
[15] Aksenova N P, Konstantinova T N, Golyanovskaya S A , et al. Hormonal regulation of tuber formation in potato plants. Russian Journal of Plant Physiology, 2012,59(4):451-466.
doi: 10.1134/S1021443712040024
[16] 张晓勇, 唐道彬, 王季春 , 等. 水培营养液离子浓度对脱毒马铃薯生长发育和光合性能的影响. 西南农业学报, 2017,30(2):345-353.
[17] 李合生 . 植物生理生化实验原理和技术. 北京: 高等教育出版社, 2000.
[18] 苏国兴, 洪法水 . 桑品种耐盐性的隶属函数法之评价. 江苏农业学报, 2002,18(1):42-47.
doi: 10.3969/j.issn.1000-4440.2002.01.009
[19] 陈晓璐, 李耕, 刘鹏 , 等. 6-苄氨基嘌呤(6-BA)对不同氮素水平下玉米叶片衰老过程中光系统Ⅱ性能的调控效应. 作物学报, 2013,39(6):1111-1118.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2013.01111
[20] 郑莎莎, 孙传范, 孙红春 , 等. 不同外源激素对花铃期棉花主茎叶生理特性的影响. 中国农业科学, 2009,42(12):4383-4389.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2009.12.033
[21] 单守明, 刘国杰, 李绍华 , 等. 秋季叶面喷施IAA、6-BA或GA3对草莓植株的影响. 果树学报, 2007,24(4):545-548.
doi: 10.3969/j.issn.1009-9980.2007.04.028
[22] 杜晓彧, 常海飞, 冯晓东 . 不同浓度赤霉素对金丝小枣叶片生长和果实品质的影响. 延安大学学报(自然科学版), 2014,33(1):50-53.
doi: 10.3969/J.ISSN.1004-602X.2014.01.050
[23] 郭郁频, 任永霞, 刘贵河 , 等. 外源钙和赤霉素对干旱胁迫下苜蓿幼苗生理特性的影响. 草业学报, 2015,24(7):89-96.
doi: 10.11686/cyxb2014502
[24] Qu D, Shao L, Wang B , et al. Effects of sulfur nutrition on chlorophyll and MDA of maize under drought stress. Agricultural Research in the Arid Areas, 2004,22(2):91-94.
doi: 10.1007/BF02873091
[25] Salmani H, Nabi M M, Vaseghi-Dodaran H , et al. Effect of glutathione in soybean lecithin-based semen extender on goat semen quality after freeze-thawing. Small Ruminant Research, 2013,112:123-127.
doi: 10.1016/j.smallrumres.2012.12.015
[26] 郑旭 . 不同浓度6-BA对大豆叶片碳代谢相关生理指标的影响. 大豆科学, 2013,32(6):858-861.
[27] 刘敬然, 刘佳杰, 孟亚利 , 等. 外源6-BA和ABA对不同播种期棉花产量和品质及其棉铃对位叶光合产物的影响. 作物学报, 2013,39(6):1078-1088.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2013.01078
[28] 宋春艳, 冯乃杰, 郑殿峰 , 等. 植物生长调节剂对大豆叶片碳代谢相关生理指标的影响. 干旱地区农业研究, 2011,29(3):91-95.
[29] 谢光辉, 杨建昌, 王志琴 , 等. 水稻籽粒灌浆特性及其与籽粒生理活性的关系. 作物学报, 2001,27(5):557-565.
doi: 10.3321/j.issn:0496-3490.2001.05.003
[30] Akbari N, Barani M, Daneshian J , et al. Potato (Solanum tuberosum L.) seed tuber size and production under application of gibberellic acid (GA3) hormone. Technical Journal of Engineering and Applied Sciences, 2013,3(2):105-109.
[31] Margaret A, Jose A J, Olga S , et al. Cryptochrome blue-light photoreceptors of Arabidopsis implicated in phototropism. Nature, 1998,392:720-723.
doi: 10.1038/33701 pmid: 9565033
[32] Casson S A, Hetherington A M . Environmental regulation of stomatal development. Current Opinion in Plant Biology, 2010,13:90-95.
doi: 10.1016/j.pbi.2009.08.005 pmid: 19781980
[33] 高春娟, 夏晓剑, 师恺 , 等. 植物气孔对全球环境变化的响应及其调控防御机制. 植物生理学报, 2012,48(1):19-28.
[34] Frommhold I . Effect of ethephon on stomatal opening in detached epidermal strips of tobacco leaves (Nicotiana tabacum L. cv. Samsun). Biologia Plantarum, 1982,24(4):303-306.
doi: 10.1007/BF02879467
[35] Nieminen K, Immanen J, Laxell M , et al. Cytokinin signaling regulates cambial development in poplar. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2008,105(50):20032-20037.
doi: 10.1073/pnas.0805617106
[36] 张演义, 贾海锋, 赵方贵 , 等. 赤霉素处理夏黑葡萄果穗对叶片光合及荧光特性的影响. 江苏农业学报, 2014,30(6):1472-1479.
[37] van Kooten O, Snel J F . The use of chlorophyll fluorescence nomenclature in plant stress physiology. Photosynthesis Research, 1990,25:147-150.
doi: 10.1007/BF00033156 pmid: 24420345
[38] 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.
[39] 丁小涛, 金海军, 张红梅 , 等. 6-BA缓解黄瓜弱光胁迫的浓度研究. 浙江农业学报, 2010,22(6):769-773.
doi: 10.3969/j.issn.1004-1524.2010.06.013
[40] 李鹏程, 郁松林, 符小发 , 等. GA3对葡萄果实成熟期叶片光合及荧光特性的影响. 西北农业学报, 2010,19(3):144-149.
[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] 王嘉楠 李小艳 魏石美 赵会杰 赵明奇 汪月霞. 5-ALA 对干旱胁迫下小麦幼苗#br# 光合作用及D1 蛋白的调节作用[J]. 作物杂志, 2018, (5): 121–126
[3] 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
[4] 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
[5] 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
[6] 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
[7] 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
[8] 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
[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] 郝曦煜,王红丹,尹智超,梁杰,尹凤祥,郝建军. PEG胁迫对小豆苗期抗旱生理指标的影响及抗旱鉴定体系建立[J]. 作物杂志, 2017, (4): 134–142
[15] 赵媛媛,张丽莉,石瑛. 马铃薯抗旱种质资源的筛选[J]. 作物杂志, 2017, (4): 72–77
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 .