GA3处理对低温胁迫条件下玉米种子呼吸代谢的影响

以低温敏感型的"丰禾1号"和耐低温型的"郑单958"两个玉米品种为实验材料,采用GA3浸种的处理方式("丰禾1号"为20 mg·L-1、"郑单958"为5 mg·L-1),探究了GA3对低温胁迫条件下玉米种子萌发过程中种胚中可溶性糖和可溶性蛋白含量及淀粉酶活性和呼吸途径关键酶活性的影响。结果表明:低温胁迫条件下,GA3浸种处理显著提升了玉米种胚中可溶性糖含量及可溶性蛋白的积累,增强了低温胁迫下细胞的渗透势;α-淀粉酶、β-淀粉酶和总淀粉酶活性显著提高;提高了苹果酸脱氢酶(MDH)、丙酮酸激酶(PK)、联合酶(G-6-PDH和6-PGDH)的活性,提高了糖酵解(EMP)、三羧酸循环(TCA)、磷酸戊糖途径(PPP)途径的运转效率,保证了细胞的物质代谢和能量供应;GA3浸种处理可以显著提高种子对低温的抵抗能力,从而在低温胁迫条件下促进其萌发。     

低温胁迫下玉米幼苗根系受外源海藻糖调控的生理表现

为了探究海藻糖对增强玉米幼苗抗低温能力的生理表现,以玉米"先玉335"为试验材料,采用盆栽试验,分析12 mmol·L-1外源海藻糖对低温胁迫不同时间(0、2、4、6和8d)下玉米幼苗根系生物量、抗氧化酶活性及渗透调节物质的影响。结果表明:低温胁迫显著抑制玉米幼苗根系生长及干物质累积,诱导抗氧化酶活性增加,破坏细胞渗透调节水平;低温胁迫后应用外源海藻糖,玉米幼苗根系根表面积、根长及鲜干重显著增加,根系内SOD、POD和CAT活性呈现先升高后降低趋势,MDA含量及相对电导率在玉米幼苗根系内显著降低,脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量也呈现先升高后降低趋势;在低温胁迫第6天时,T+L处理的根系根表面积、根长及鲜干重分别较CK+L增加了18.25%、4.73%、2.48%和21.43%;T+L处理后根系内SOD、POD和CAT活性分别较CK+L处理提升17.26%、23.79%和30.78%;T+L处理后根系内MDA含量和相对电导率值分别较CK+L处理降低45.13%和63.25%;T+L处理后的脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量在低温胁迫第6天时最高,与CK+L处理相比差异显著,且分别较CK+L高出2.93、0.51和2.58倍。可见,海藻糖能够调控低温胁迫下玉米幼苗根系生理水平,提高玉米幼苗抗逆能力,促进玉米根系生长及生物量增加,海藻糖对作物生长的生理调控能力与低温存在协同作用,在低温环境下,海藻糖对作物体内抗氧化系统酶活表达及渗透物质的积累有显著提升效果。