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本试验以36个大豆品种为试材,研究萌发期不同种质低温耐性的差异,探讨种子萌发的耐低温生理生化机理。结果表明:
1.品种间耐低温能力差异较大,根据在6℃和10℃低温下各品种发芽率、发芽势、发芽指数和种子活力指数的综合变化,可以确定铁丰31和Kottman为萌发期耐冷的品种,沈农8和东农46为冷敏感的品种。并且6℃低温下4项指标可以构建综合活力指标,其值反映了大豆种子在低温条件下发芽的快慢、发芽率的高低以及种子萌发的生长情况。
2.利用电导法测定了大豆种子间电解质渗透率。10℃差异不明显,6℃条件下的电解质外渗率大豆间的差异十分明显,萌发后期冷敏感型的沈农8和东农46增加幅度要大于耐冷型的铁丰31和Kottman,可见冷敏感型的品种电解质渗透率对低温更敏感。
3.研究了低温下耐冷品种和冷敏感品种的丙二醛含量的变化。10℃差异不明显,6℃下,各品种差异显著,耐冷品种铁丰31和Kottman的MDA的含量保持在较低水平的持续增长,而冷敏感品种沈农8和东农46 MDA的含量从第6天开始大幅度增长。表明冷敏感型的品种丙二醛含量对低温更敏感。
4.研究了低温下耐冷品种和冷敏感品种的可溶性糖含量的变化差异。随着温度的降低,可溶性糖含量变化幅度加剧,耐冷品种可溶性糖含量增加更多。且在各温度下,耐冷品种可溶性糖的含量始终大于冷敏感的品种,表明高浓度的可溶性糖含量可提高种子耐冷性。
5.研究了低温下耐冷品种和冷敏感品种的脯氨酸含量的变化差异。在相同生长情况下随着温度的降低,脯氨酸含量随着增长,耐冷品种铁丰31和Kottman脯氨酸含量较沈农8和东农46增加较多。
6.研究了低温下耐性品种和冷敏感品种的抗氧化酶活性差异,随温度降低,抗冷性不同的大豆品种抗氧化酶活性变化表现出明显的差异。在6℃下,在萌发的中后期,耐冷品种铁丰31号和Kottman的SOD活性仍相对稳定并维持较高活性,POD活性迅速上升,并一直显著高于冷敏感品种。在6℃下,耐冷品种的CAT活性在萌发初期(0~9天)有大幅下降,然后随着萌发的进程而缓慢上升,而冷敏感品种CAT活性在萌发的(0~9天)大幅下降,此后小幅下降后又缓慢回升。试验表明,耐冷大豆品种在萌发期间的SOD、POD、CAr活性对低温反应灵敏,CAT活性变化在低温(6℃)下的差异最大,这表明过氧化氢酶在大豆种子萌发过程的活性氧代谢中可能具有较关键的作用。
7.研究了低温下耐冷品种和冷敏感品种的贮存物质代谢酶活性差异。在低温下,耐冷品种蛋白酶和脂肪酶活性峰值出现早于冷敏感品种,在6℃下差异明显,冷敏感品种酶起始活性下降幅度大于耐冷品种,尤其在(6~9天),耐冷品种白酶活性急剧上升,而冷敏感品种则缓慢上升,表明冷敏感品种代谢酶活性受低温影响严重。
8.研究了不同外援物质浸种处理对耐冷性不同大豆品种在低温下萌发能力的影响。结果表明0.001mmol·L<-1>低浓度ABA,0.005mmol·L<-1>GAa,15%PEG,10mmol·L<-1> CaCl<,2>和1%H<,2>O<,2>处理效果尤其明显。促进低温下各品种种子的萌发,冷敏感品种对外源物质敏感性更强。
9.采用适宜浓度的PEG、CaCl<,2>和H<,2>O<,2>浸种处理,可以增强大豆种子的抗冷性,缓解SOD,POD活性的降低及膜脂过氧化作用的增加。