盐胁迫下芸苔素对云端668玉米种子萌发及幼苗生长的影响

本科生毕业论文（设计）题目盐胁迫下芸苔素对云端668玉米种子及幼苗生长的影响学院资源环境与化学学院专业生物技术

目录摘要 前言盐胁迫能够对植物造成极其严重的影响，它会抑制植物的生长、降低植物的光合效率，以及影响植物的内部构造[1]，减少植物的水分吸收能力，增加植物对病原体的易感性，并且还会改变植物的种子萌发率和种子发芽率[2]。而玉米是我国主要的经济作物，饲料的原料和工业原料作物[3]，云端668玉米它是一种比较容易种植的玉米，它产量高，抗倒伏。且具有出苗时间短，苗齐，苗耐药性强，植株清秀，茎秆粗壮，透光能力以及光能利用率高等优点[4]，西北地区是玉米的重要产地，玉米种植面积约70万公顷，但西北地区气候干燥，盐渍土偏多，玉米生长环境比较恶劣[5]。而盐胁迫对玉米的影响是极其严重的，它能减少玉米的生长速度和发芽率；影响玉米的质量；影响玉米的呼吸速率和光合作用；减少了玉米的抗旱性和抗病性[6]。信龙飞等[7]对桔梗的研究得出，桔梗种子的发芽率、叶绿素含量、胚芽长都随着NaCL浓度的升高而下降。秦曼丽[8]对黄瓜的研究得出了相似的结果,盐胁迫使黄瓜叶面积变少,生长缓慢，根系吸收营养物质能力降低，水分代谢紊乱，严重时可能会导致植株死亡。郑晓雨等[9]的研究得出的结论也表明,随着盐胁迫浓度的上升，向日葵种子的发芽率、发芽指数与对照相组相比都显著下降。总之,当土壤中盐浓度达到一-定值时就会使植物种子的萌发和幼苗生长产受抑制[10]，严重时还会能导致植株死亡。油菜素（Brassinolide）又称芸苔素，是一种新型植物激素，被认为是高效、无毒的植物生长调节剂，具有渗透力强、吸收快等优势[11]。在较低浓度时，对植株的幼苗生长具有明显的促进作用[12]。它既能有效增加叶绿素含量，也能提高光合作用效率以及作物的抗逆性[13]。还能显著减少植物患病的概率，缓解药害的发生，消除植株的病斑[14]。有研究表明，芸苔素能改善盐胁迫所对玉米造成的损害，它能有效增加玉米体内叶绿素含量，促进玉米幼苗的生长以及促进玉米植株开花结果[15]。陈靓靓等人的研究表明[16]，以适宜浓度的芸苔素浸泡种子在配合水来进行催芽，能有效地促进水稻种子发芽，使发芽率显著提高。有研究发现[17]–[19]，芸苔素是一种有助于改善玉米种子质量的植物激素，可以促进玉米种子的发芽和成熟[20]，提高玉米种子的发芽率和品质，增加玉米种子的抗病能力，抑制病虫害的发生[21]，延长玉米种子的保存期，改善玉米种子的品质。因此，研究芸苔素对玉米植株抗逆性的影响[22]，有利于提高玉米的种植效率和收获量。此外，在环境胁迫（如盐胁迫）下，芸苔素的抗逆作用也有助于保护环境，减少土壤盐分污染[23]。周娜娜[24]通过探究盐胁迫下油菜素对黄瓜的影响，发现在油菜素浓度为0.2mg/L时，黄瓜的萌发率、发芽势均高于盐胁迫组，表明芸苔素能减轻盐害对黄瓜萌发的抑制作用。。国外的Krishna经过研究[25]发现芸苔素可以抑制盐胁迫下的植物的氧化应激，促进植物的抗逆性，同时对植物的生长发育具有显著的促进作用。此外，芸苔素还可以具有改善植物的氮代谢和磷代谢[26]，增强植物营养吸收能力等作用[27]。本实验以云端668玉米种子为实验材料，模拟不同盐浓度，探讨盐胁迫下芸苔素对云端668玉米种子萌发及幼苗生长的影响，为云端668玉米更好地种植提供理论依据和方法指导。1材料与方法1.1试验材料实验材料为云端668玉米种子，购于楚雄市种子公司。芸苔素浓度为92.3%，由合肥千盛生物科技有限公司生产，导师提供。以150mmol/L的NaCL溶液浸泡种子模拟盐胁迫。用浓度为0.01mg/L、0.03mg/L和0.05mg/L，0.07mg/L，0.09mg/L的芸苔素溶液浸泡种子6小时备用。1.1.1仪器试管、烧杯、三角烧瓶、培养皿、滤纸、尺子、研钵、漏斗、容量瓶、、紫外分光光度计、电导仪、水浴锅、离心机等。1.1.2试剂芸苔素、氯化钠溶液、磺基水杨酸等，详见附录。1.2试验方法1.2.1发芽及幼苗生长试验试验采用完全随机试验设计，每组3次重复。将培养皿内垫3层滤纸作芽床。每皿加入不同浓度芸苔素（详见表1）浸泡过的10粒种子,摊平成1薄层,皿内加灭菌水保持湿润。另设蒸馏水和盐溶液浸泡的种子作为对照。将种子于室温下自然光照培养,分别于第3天和第7天统计其发芽势和发芽率。测完后将种子种到土壤里，于种下的第3天，第5天，第7天，第10天测定株高。测完株高后分别测定其幼苗的生理指标。表1各处理溶液对应编号编号处理溶液浓度CK1蒸馏水CK2150mmg/LNaCLT10.01mg/LT20.03mg/LT30.05mg/LT40.07mg/LT50.09mg/L1.2.2叶绿素的测定采用分光光度法[28-30]测定云端668玉米叶片中的叶绿素含量，方法详见附录。1.2.3脯氨酸的测定采用磺基水杨酸法[31-32]测定云端668玉米叶片中的脯氨酸含量，方法详见附录。1.2.4丙二醛含量测定将云端668玉米叶片加5%的三氯乙酸进行研磨，研磨好后离心取上清液液加入硫代巴比妥酸煮沸，再离心取上清液，再测其上清液的吸光度[33-34]，具体方法详见附录。1.2.5过氧化物酶（POD）的活性的测定采用愈创木酚法[35]测定POD活性，具体方法详见附录。2结果与分析2.1芸苔素对盐胁迫下云端668玉米种子发芽率以及发芽势的影响不同浓度的芸苔素浸泡玉米种子后，对玉米种子的发芽率和发芽势都有所影响，由图1可知，只用NaCL溶液浸泡后的云端668玉米种子的发芽率以及发芽势都最低，表明在盐胁迫下玉米种子的发芽率和发芽势都收到抑制。盐胁迫下用芸苔素的不同浓度处理过后的云端668玉米种子的发芽率和发芽势都显著高于NaCL溶液的处理，在芸苔素浓度为0.07mg/L时，玉米种子的发芽率和发芽势达到最高值，说明一定浓度芸苔素可以促进盐胁迫下的云端668玉米种子的发芽，经方差分析得出，各浓度芸苔素处理的玉米种子的发芽率和发芽势与两个对照组之间的差异极显著（p＜0.01）。以上结果表明，芸苔素浸种可以改善盐胁迫下云端668玉米种子的发芽和发芽势，浸种的最适浓度为0.07mg/L。图1玉米种子的发芽势和发芽率2.2芸苔素对盐胁迫下云端668玉米幼苗株高的影响由图2可知，用150mmol/LNaCL处理后的玉米幼苗平均株高最低，盐胁迫下，随着芸苔素浓度的增加，平均均株高出现了先上升后降低的变化趋势，在浓度0.07mg/L时，平均株高达到最大值，芸苔素浓度0.09mg/L时，株高比之前有所降低，说明芸苔素浓度过高，抑制了云端668玉米幼苗的生长，但所有指标与对照组都存在着不同。经方差分析得出，各浓度芸苔素处理的玉米幼苗的株高与两个对照组之间的差异极显著（p＜0.01）。由此可以看出，盐胁迫会对云端668玉米幼苗的生长产生抑制作用，而一定浓度的芸苔素可以改善玉米幼苗的生长状况，以浓度为0.07mg/L时效果最好。图2玉米幼苗株高平均值2.3芸苔素对盐胁迫下云端668玉米幼苗叶片中叶绿素含量的影响由图3可以看出经盐胁迫处理后，玉米幼苗叶片的叶绿素含量显著下降，随着芸苔素浓度的增加，玉米幼苗叶片的叶绿素含量逐渐增加，芸苔素浓度为0.07mg/L时达到最大值为1.585mg/g，达到最大值以后，随着芸苔素浓度的增加，叶绿素含量不再增加，呈现下降趋势。经方差分析得出，各浓度芸苔素处理的玉米幼苗体内叶绿素的含量与两个对照组之间的差异极显著（p＜0.01）由此可见一定浓度的芸苔素可以增加玉米幼苗叶片中叶绿素的含量，芸苔素的最适浓度为0.07mg/L。图3玉米叶片中叶绿素的含量2.4芸苔素对盐胁迫下云端668玉米幼苗叶片中丙二醛含量的影响丙二醛含量是植物细胞膜质氧化程度的表现，植物在逆境条件下体内的丙二醛含量会有所上升。由图4可知，云端668玉米在盐胁迫下丙二醛的含量显著上升，而用一定浓度芸苔素处理过后云端668玉米叶片中丙二醛的含量逐渐下降，芸苔素为0.01mg/L时丙二醛减少的量较少，芸苔素浓度为0.07mg/L时丙二醛减少的量最为显著，芸苔素0.09mg/L时丙二醛含量比之前不再降低，经方差分析得出，各浓度芸苔素处理的玉米幼苗体内丙二醛的含量与两个对照组之间的差异极显著（p＜0.01）。综上，0.07mg/L的芸苔素对盐胁迫下玉米叶片中丙二醛的减少量最为显著，芸苔素浓度太低或者太高效果都并不理想。图4玉米叶片中丙二醛含量均值2.5芸苔素对盐胁迫下云端668玉米幼苗叶片中脯氨酸含量的影响很多植物在干旱和盐碱等逆境下，会产生大量的脯氨酸。积累的脯氨酸可以调控植物细胞质内渗透，还可以稳定生物大分子结构、降低细胞酸性。由图5可以得出盐胁迫下，云端668玉米幼苗体内的脯氨酸含量明显升高，随着芸苔素浓度的增加，脯氨酸含量逐级降低，在0.07mg/L时下降的量最多，超过0.07mg/L时脯氨酸浓度反而有所上升，说明芸苔素浓度过高反而抑制了玉米幼苗体内的渗透调节，经方差分析得出，各浓度芸苔素处理的玉米幼苗体内脯氨酸的含量与两个对照组之间的差异极显著（p＜0.01）。所以降低玉米幼苗体内脯氨酸含量的最适芸苔素浓度为0.07mg/L。图5玉米叶片中脯氨酸含量均值2.6芸苔素对盐胁迫下云端668玉米幼苗叶片中POD活性的影响在逆境中植物体内的过氧化物酶活性会有所升高，因此过氧化物酶活性是判断植物抗逆性的一个重要指标。从图6可以得出，玉米幼苗在盐胁迫下体内POD活性显著升高，在用不同浓度的芸苔素处理后，POD活性呈现先降低后升高的趋势。芸苔素浓度为0.01mg/L时，由于浓度不够，过氧化物酶活性降低的最少，芸苔素浓度为0.07mg/L时POD活性显著降低，在芸苔素浓度为0.09mg/L时POD活性有所回升，说明芸苔素浓度过高，抑制了玉米幼苗的物质代谢。经方差分析得出，各浓度芸苔素处理的玉米幼苗体内过氧化物酶活性与两个对照组之间的差异极显著（p＜0.01）。综上，芸苔素浓度为0.07mg/L时对玉米幼苗中POD的活性降低最为显著，所以降低玉米幼苗体内过氧化物酶活性的最适芸苔素浓度为0.07mg/L。图6玉米叶片中过氧化物酶活性均值3结论与讨论3.1讨论近年来，芸苔素在农业方面的应用越来越频繁，芸苔素具有提高种子发芽率，促进植株生长，提高植株抗逆性等作用[36]。芸苔素对植物的作用从植物生理学来说分为三个方面，第一个方面它能够促进根细胞的分裂和伸长。第二个方面它能够提高植物体内各种酶的含量以及活性，促进了植物体内的新陈代谢。第三个方面它对植物体内的生长素具有增效作用，并且能够提高植物的抗逆性。逆境条件下，植物体内的脯氨酸、丙二醛以及POD含量都会显著上升，这表明植物在逆境下生理代谢活动收到了很大的限制。芸苔素对盐胁迫下的云端668玉米种子萌发和幼苗生长具有促进作用，能提种子的发芽率，提高幼苗体内的叶绿素含量，降低盐胁迫下玉米植株体内的丙二醛含量、脯氨酸含量以及过氧化物酶活性，但是芸苔素的浓度不宜过高，过高反而会出现抑制作用。但对于不同作物、不同浓度的NaCL和不同方式的种子处理，芸苔素的最适浓度存在差异，本实验结果表明，对于云端668玉米种子的萌发和幼苗的生长，浸种用的芸苔素的最适浓度为0.07mg/L，这与师尚礼等人[37]在紫花苜蓿种子萌发盐胁迫下得到的芸苔素最适浓度0.05mg/L相接近，与冯彩军等人[38]在大麦种子在盐胁迫下萌发以及幼苗的生长得到的最适芸苔素浓度为25µg/L有所差异，导致出现差异原因一方面不同的逆境胁迫有关，另一方面，不同的作物种子对芸苔素的吸收程度不同，玉米种子需要的芸苔素的浓度稍高一些[39]。本实验选择的盐胁迫浓度是在预实验的基础上，得到一个对玉米种子萌发影响适中的一个浓度，更能准确的反应芸苔素对云端668玉米种子发芽以及幼苗生长的影响。综上，0.07mg/L芸苔素浸种能显著提高盐胁迫下云端668玉米种子的发芽率和发芽势以及叶绿素含量，显著降低脯氨酸、丙二醛含量以及过氧化物酶活性。保证云端668玉米幼苗的正常生长。但是芸苔素对各项生理指标的改善是有限的，芸苔素浸种不能完全避免盐胁迫对云端668玉米种子以及幼苗的伤害，只能在一定程度上减少盐胁迫对其造成的影响。3.2结论综上所述，在150mmol/L盐胁迫条件下，芸苔素明显促进了云端668玉米种子的萌发和幼苗的生长，芸苔素浓度为0.07mg/L时促进作用最为显著，能明显促进了玉米种子的发芽率，使玉米幼苗体内的脯氨酸、叶绿素和丙二醛含量明显提高，增加了玉米幼苗体内过氧化物酶的活性，超过0.07mg/L时这些值呈现了下降趋势，这表明芸苔素浓度过高，反而抑制了玉米种子萌发和幼苗生长。因此，想要促进盐胁迫下云端668玉米种子萌发以及幼苗的生长，芸苔素的最适浓度为0.07mg/L。4参考文献李焕勇,廖方舟,刘景超,王芝学,杨丽芳.盐胁迫对甜樱桃砧木生理特性及光合荧光参数的影响[J].西北植物学报,2023,43(01):127-135.许基磊,汪兴中,范吉标.盐胁迫诱导野大豆生理和光合作用的变化[J].植物科学学报,2022,40(06):829-838.路立平,赵化春,赵娜,刘志全,沈海波.世界玉米产业现状及发展前景[J].玉米科学,2006(05):149-151+156.杨子姗,梁盈,解芬,文霞.云南玉米生产成本与收益分析[J].热带农业科学,2021,41(12):146-151.乔远,杨欢,雒金麟,汪思娴,梁蓝月,陈新平,张务帅.西北地区玉米生产投入及生态环境风险评价[J].中国农业科学,2022,55(05):962-976塔伊尔·买买提江,兰海燕,王长海.干旱与盐胁迫对玉米杂交种萌发及幼苗生长的影响[J].新疆大学学报(自然科学版)(中英文),2021,38(01):61-68.信龙飞,谷彩花,张艳玲等.盐胁迫对桔梗种子萌发和幼苗光合特性的影响[J].种子,2022,41(09):40-46+52.秦曼丽,胡绪峰,刘德麒,贾建华,朱雄萌,杨静,宫海军,尹军良,朱永兴.硅对盐胁迫下黄瓜生长和多胺代谢的影响[J].植物生理学报,2022,58(06):1077-1091.郑晓雨,李洁,李元晶,吴全忠,李玲.盐胁迫下向日葵种子萌发及幼苗生长特性研究[J].农业科技与信息,2023(03):103-108.潘晶,黄翠华,罗君,彭飞,薛娴.盐胁迫对植物的影响及AMF提高植物耐盐性的机制[J].地球科学进展,2018,33(04):361-372.陈甫雪,黄志桂.天然芸苔素的抗病作用[J].农药,1999(05):41-42.Toxicology–Ecotoxicology.NewEcotoxicologyDataHaveBeenReportedbyResearchersatFederalUniversityVicosa(ExogenousbrassinosteroidsincreaseleadstresstoleranceinseedgerminationandseedlinggrowthofBrassicajunceaL)[J].Ecology,Environment&Conservation,2020.MahsaMohammadi,MajidPouryousef,AfshinTavakoli,EhsanMohseniFard.Improvementinphotosynthesis,seedyieldandproteincontentofcommonbean(Phaseolusvulgaris)byfoliarapplicationof24-epibrassinolideunderdroughtstress[J].CropandPastureScience,2019,70(6).高静.0.01%芸苔素内酯水剂对玉米生长及产量的影响田间药效试验[J].特种经济动植物,2022,25(11):28-29+35.杨少燕,苏淑钗,马履一,王湘南,温玥.芸苔素内酯对油茶光合作用及果实性状的影响[J].江西农业大学学报,2016,38(02):319-326.陈靓靓,李茉莉,罗为桂,刘青等.芸苔素对陈华水稻种子萌发和幼苗生长的影响[J].亚热带植物科学,2018,47(01):8-12.陈海霞,邵立侠.0.01%芸苔素内酯可溶液剂在玉米上应用初报[C].植物健康与病虫害防控.中国农业科学技术出版社,2020:148-151.倪璇,王猛,关山,陈捷.芸苔素内酯与苯甲丙环唑协同防控玉米小斑病初步研究[J].上海交通大学学报(农业科学版),2017,35(03):31-36+44.deAssisGomesMara

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Alpha的子集=0.051234邓肯a1.002.887502.002.933503.0021.147004.0021.148506.0021.369005.0021.58300.0021.62300显著性.448.9801.000.508将显示齐性子集中各个组的平均值。a.使用调和平均值样本大小=2.000。3.3丙二醛方差显著性分析主体间效应检验因变量:处理源III类平方和自由度均方F显著性修正模型1.255a60.20916.421＜0.001截距6.05716.057475.405＜0.001组别1.25560.20916.421＜0.001误差.178140.013总计7.49021修正后总计1.43420a.R方=.876（调整后R方=.822）处理邓肯a,b组别N子集123453.2830003.3120063.3300043.5286733.5383323.7836713.98367显著性.636.9181.0001.000将显示齐性子集中各个组的平均值。基于实测平均值。误差项是均方（误差）=.013。a.使用调和平均值样本大小=3.000。b.Alpha=.05。3.4脯氨酸方差显著性分析主体间效应检验因变量:处理源III类平方和自由度均方F显著性修正模型546.593a691.09942.353＜0.001截距10662.773110662.7734957.234＜0.001组别546.593691.09942.353＜0.001误差30.113142.151总计11239.48021修