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不同耐热基因型芝麻苗期对高温胁迫的生理响应机制

2021-12-05分类号:S565.3

【作者】苏小雨  高桐梅  李丰  魏利斌  田媛  王东勇  朱松涛  卫双玲  
【部门】河南省农业科学院芝麻研究中心  河南省特色油料作物基因组学重点实验室  农业部黄淮海油料作物重点实验室  商水县农业农村局  
【摘要】为了探究芝麻苗期对高温胁迫的生理响应机制,以郑太芝3号(耐热性)和SP19(热敏性)2种不同基因型的芝麻品种为材料,在高温45℃下持续处理10 d,以30℃处理为对照,分析幼苗的生长表型、抗氧化能力、光合参数并观察气孔和叶绿体的显微结构。结果显示,随着胁迫时间延长,供试材料的植株形态参数、相对含水量、叶绿素含量、Fv/Fm、φPSⅡ、ETR(Ⅱ)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均呈下降趋势,相对电导率、活性氧和丙二醛含量显著提高,且SP19品种变化幅度大于郑太芝3号。高温处理后,供试材料的抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)活性均高于对照,且郑太芝3号酶活性高于SP19品种。显微结构观察发现,高温胁迫10 d,供试材料气孔的开度均减小,其中SP19品种气孔完全闭合,而郑太芝3号气孔不完全闭合;同时,叶绿体变圆,向胞内移动,基粒堆积加厚,片层断裂以及嗜锇颗粒增加,而郑太芝3号叶绿体的结构稳定性高于SP19。综上所述,抗氧化酶活性、膜脂过氧化程度、叶绿体结构稳定性以及保持光系统Ⅱ(PSⅡ)活性的高低是影响芝麻幼苗耐热性的关键因素。
【关键词】芝麻  高温胁迫  光合作用  叶绿体  抗氧化酶活性
【基金】国家现代农业产业技术体系项目(CARS-14-1-14);; 河南省重大科技专项(201300116004);; 河南省农业科学院自主创新项目(2020ZC53;2021ZC7);; 中国博士后科学基金资助项目(2020M672239)
【所属期刊栏目】华北农学报
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