中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (19): 3770-3783.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.19.005
顾银河1(), 赵文青1, 史代伟2, 胡伟1, 王珊珊1, 周治国1, 王友华1()
收稿日期:
2024-03-11
接受日期:
2024-08-30
出版日期:
2024-10-01
发布日期:
2024-10-09
通信作者:
联系方式:
顾银河,E-mail:galaxygu1206@163.com。
基金资助:
GU YinHe1(), ZHAO WenQing1, SHI DaiWei2, HU Wei1, WANG ShanShan1, ZHOU ZhiGuo1, WANG YouHua1()
Received:
2024-03-11
Accepted:
2024-08-30
Published:
2024-10-01
Online:
2024-10-09
摘要:
【目的】玉米苗期低温会导致幼苗光合、磷等多种养分吸收受抑,物质代谢、分配改变,生长发育迟缓甚至死亡。探究不同耐冷型品种在低温下光合碳的变化、磷吸收及其与耐低温能力的关系,阐明玉米幼苗耐冷性的形成机理,为玉米抗逆栽培提供理论依据。【方法】以前期筛选的近等表型品种德美亚3号(DMY3,耐冷品种)和红单6号(HD6,冷敏感品种)为试验材料,采用盆栽试验,设置低温(15/8 ℃,昼/夜)和对照(28/22 ℃,昼/夜)2个处理,分别于低温处理0、1、3、5、7 d后分析植株生物量等表型、叶片碳水化合物含量、磷吸收速率以及叶片花青素含量等生长相关指标的变化及其在不同品种中的差异。【结果】(1)低温处理后两品种株高、根长、鲜重等形态指标均显著低于对照,根冠比增加,处理3—5 d后不同耐低温品种出现显著差异。(2)低温显著增加叶片中蔗糖、葡萄糖、淀粉等碳水化合物含量,低温敏感品种HD6多种糖含量的增幅高于耐低温品种DMY3,但葡萄糖含量增幅低于耐低温品种。(3)低温后,糖分积累形式有向非还原性糖分配增加的趋势,可溶性糖/氨基酸(C/N)、淀粉/可溶性糖比值增加。耐低温品种DMY3的临时性存储糖含量比例(淀粉/蔗糖)、单糖/二糖比例(葡萄糖/蔗糖)要高于低温敏感品种HD6。(4)低温处理后,根系磷吸收速率显著下降,低温敏感品种HD6吸收速率弱于耐低温品种DMY3。(5)随着处理天数延长,磷(Pi)含量逐渐减少,而花青素含量不断增加,同时Pi含量与花青素含量之间存在负相关关系,低温敏感品种比耐低温品种线性关系更强。(6)蔗糖含量增加或淀粉含量减少会影响生物量的积累,也会诱导次生代谢物花青素的生成。【结论】低温导致玉米幼苗磷吸收受抑,叶片中碳水化合物含量及光合碳在主要糖类物质上的分配比例发生显著改变。低温下蔗糖含量的增加是花青素积累的重要因素,淀粉、葡萄糖的升高可能是植株适应低温的主动反应,而蔗糖、可溶性糖、果糖、花青素升高及多形态指标值和Pi含量的降低则是低温下幼苗的不利胁变,低温下前述指标的变化幅度差异均与品种耐低温能力密切相关。
顾银河, 赵文青, 史代伟, 胡伟, 王珊珊, 周治国, 王友华. 玉米抗寒性及其在低温条件下优化糖组分能力的相关性研究[J]. 中国农业科学, 2024, 57(19): 3770-3783.
GU YinHe, ZHAO WenQing, SHI DaiWei, HU Wei, WANG ShanShan, ZHOU ZhiGuo, WANG YouHua. Study on the Correlation Between Cold Resistance of Maize and Its Ability of Optimizing Sugar Composition at Low Temperature[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(19): 3770-3783.
表1
低温下根冠比的变化"
农艺性状 Economical character | 品种 Variety | 处理 Treatment | 胁迫时间 Stress time(d) | △t | |
---|---|---|---|---|---|
3 d | 5 d | ||||
地上部鲜重 Fresh weight on the ground (g/plant) | 红单6号 HD6 | CK | 3.14a | 3.49a | 0.35 |
LT | 2.74b | 2.82c | 0.08 | ||
德美亚3号 DMY3 | CK | 3.11a | 3.52a | 0.41 | |
LT | 2.8b | 3.01b | 0.21 | ||
地下部鲜重 Sub-ground fresh weight (g/plant) | 红单6号 HD6 | CK | 1.32a | 1.51ab | 0.19 |
LT | 1.2b | 1.28c | 0.08 | ||
德美亚3号 DMY3 | CK | 1.33a | 1.53a | 0.20 | |
LT | 1.31a | 1.48b | 0.17 | ||
根冠比Root shoot ratio | 红单6号 HD6 | CK | 0.42b | 0.43c | 0.01 |
LT | 0.44ab | 0.45b | 0.01 | ||
德美亚3号 DMY3 | CK | 0.43b | 0.43c | 0.00 | |
LT | 0.47a | 0.49a | 0.02 |
表2
叶片中碳水化合物与生物量的通径分析"
品种 Variety | 因变量Y Dependent variable Y | 自变量X Independent variable X | 逐步回归方程 Stepwise regression equation | 直接通径系数 Direct path coefficient | 决定系数 Determinant coefficient |
---|---|---|---|---|---|
德美亚3号 DMY3 | 鲜重 Fresh weight | X1蔗糖 Sucrose | Y=5.779-0.397X1-0.724X3+0.126X4 | -0.661 | 0.928* |
X3葡萄糖Glucose | -0.584 | ||||
X4淀粉Starch | 0.112 | ||||
红单6号 HD6 | 鲜重 Fresh weight | X1蔗糖Sucrose | Y=7.334-0.71X1+0.131X2+0.086X4 | -0.694 | 0.914* |
X2果糖Fructose | 0.112 | ||||
X4淀粉 Starch | 0.173 |
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