文献类型： 中文期刊

作者： 郑广杰 ¹ ; 叶昌 ¹ ; 徐春梅 ¹ ; 陈松 ¹ ; 褚光 ¹ ; 陈里鹏 ² ; 章秀福 ¹ ; 王丹英 ¹ ;

作者机构： 1.中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室

2.杭州富阳栋山农机服务专业合作社

关键词： 低温;水稻;种子萌发;胚芽存活率;含水量;抗氧化酶

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2024 年 50 卷 012 期

页码： 3055-3068

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 为了探明低温逆境下水稻种子出苗成活的品种间差异,解析水稻芽苗期耐低温机理,本研究以4个低温耐性不同的品种为试验材料,设置低温和常温2个处理,分析了水稻出苗过程中种子和胚芽组织的碳水化合物含量、含水量,种子的α-淀粉酶、胚芽蔗糖合酶和抗氧化酶活性,胚芽的过氧化氢与丙二醛含量随时间的变化,及其与胚芽存活率的相关性。研究发现,低温下冷敏感品种中嘉8号(S1)、中嘉早17 (S2)胚芽的葡萄糖含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)比蛋白活性在低温4 d后显著下降,而H2O2、MDA含量逐渐增加,其胚芽尖端逐渐枯死卷曲;而耐冷品种日本晴(T1)、耘两优玖48 (T2)的胚芽葡萄糖含量维持在一个较高水平,抗氧化酶(SOD、POD、CAT)比蛋白活性、H2O2、MDA含量也都保持不变,其胚芽保持挺立生长状态。分析发现低温抑制了种子的α-淀粉酶活性,但增加了胚芽的蔗糖合酶活性;低温延缓了耐冷品种T1和T2的胚根向种子根发育的进程,却抑制了冷敏感品种S1和S2胚根的发育,低温下冷敏感品种S1、S2的根系活力显著低于耐冷品种T1、T2,冷敏感品种S1、S2种子和胚芽的含水量随低温时间的延长不断降低,而耐冷品种T1、T2相对稳定。相关分析发现,胚芽的存活率与胚芽和种子的葡萄糖含量、含水量和胚根的长度、体积、活力呈极显著正相关,但与种子中淀粉和胚芽中蔗糖的含量呈极显著负相关。外源增加S1、S2的水分供应能够显著地提高种子和胚芽在低温下的存活率。上述结果表明,在种子出苗过程中,低温胁迫在抑制种子α-淀粉酶活性的同时,也抑制了胚根的生长发育,降低了根系向种子和胚芽运输水分的能力,导致种子中淀粉和胚芽中蔗糖的分解能力下降,胚芽葡萄糖供应不足,使得胚芽抗氧化代谢失衡、存活率降低,而外源增加水分供应可在一定程度上提高低温下胚芽的存活率。