高温对棉花源能力的影响

本试验于2015年选择温度弱敏感性棉花品种(PHY370WR)和温度敏感性棉花品种(苏棉15)两个棉花品种,在大学牌楼实验站人工气候室模拟自然温周期设置高温高温处理(34℃[38/30℃],HT)和对照处理(26℃[30/22℃],CK),研究了棉花在花后不同时间点进行高温胁迫后棉花源能力的变化情况。结果表明花铃期高温,棉铃对位叶蔗糖含量降低,且高温影响棉花花铃期中蔗糖含量的关键时期可能为花后10-15天。同时花铃期高温,棉铃对位叶中淀粉含量升高。分析棉铃对位叶中蔗糖相关酶酸性转化酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合酶、淀粉磷酸化酶四种酶活性的变化情况,表明酶酸性转化酶、蔗糖合成酶活性升高,磷酸蔗糖合酶的活性降低。从而推断了棉花花铃期高温胁迫下,作为光合产物的运输形式的蔗糖含量降低,使蔗糖向棉铃的运输受阻,在叶片中合成淀粉,对棉花的源能力造成重大影响。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1试验设计 2
1.2测定内容和方法2
1.2.1棉花对位叶中蔗糖和淀粉含量的测定2
1.2.2磷酸蔗糖合酶和蔗糖合酶活性的测定2
1.3数据处理 2
2结果与分析3
2.1高温对花铃期棉花对位叶中蔗糖和淀粉含量的影响3
2.2高温胁迫对花铃期棉花对位中蔗糖代谢酶活性的影响4
2.2.1高温胁迫对棉铃对位叶中酸性转化酶和蔗糖合成酶活性的影响4
2.2.1高温胁迫对棉铃对位叶中磷酸蔗糖合成酶活性的影响5
2.2.1高温胁迫对棉铃对位叶中淀粉磷酸化酶活性的影响5
3讨论 6
致谢6
参考文献7
高温对棉花源能力的影响
引言
棉花,全球重要的经济作物和纺织原料,在我国具有广泛的栽培,是我国重要的经济作物之一,有着喜光、耐旱、无限生长的特性。但是由于棉花的温度最敏感的时期(79月)恰处于长江流域棉区和黄河流域棉区高温频繁发生的时期,因此存在较为严重的高温危害[1]。据此可以预见在我国各大棉区,随着温室化效应的加剧,日 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072& 
趋多发的短期极端高温气象事件势将成为影响我国棉花高产、稳产的重要自然灾害之一。
现有研究表明在高温胁迫下,棉花产量品质的下降主要归因于铃重、单铃棉籽数及健籽率的下降(源不足导致),而成铃率(库容量)下降幅度较小,对产量下降贡献率较低。源端限制是限制棉花高温胁迫下高产优质的主导因素。
本试验主要通过人工气候室模拟自然温周期,分析在高温胁迫下,棉花对位叶中光合产物蔗糖和淀粉的含量变化、蔗糖代谢相关的关键酶活性变化情况,探讨棉花源能力响应高温胁迫的分子机制。从而为探索全球温室化效应日趋加剧条件下的棉花品种选育方向提供借鉴,为棉花高产、稳产、优质栽培技术体系的形成提供理论依据和技术支持。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于2015年在江苏南京(118o50,E,32o02′N)大学试验点(长江流域下游棉区)进行。供试土壤为黄棕壤土,耕层土壤 pH 为 7.0,含有机质 9.8 g?kg1、全氮 1.0 g?kg1、速效氮 58.4 mg?kg1、速效磷 43.1 mg?kg1、速效钾 105.6 mg?kg1。选择温度弱敏感性棉花品种(PHY370WR)和温度敏感性棉花品种(苏棉15)两个棉花品种,于4月15日进行棉花营养钵育,5月10日选生长一致棉苗移入盆中,在自然环境条件下生长至棉株中部 6—8果枝第 1、2果节棉铃开花后进行挂花标记,并分别于花后8、10、13、15、18、20、23、25、28、30天,分批次将一定数量的棉花转入人工控温气候室各处理5天,处理完后移回自然环境中生长至吐絮成熟。每一批放入气候室处理的棉花分别在高温处理1天、高温处理3天、高温处理5天时取标记的棉铃对位叶(每天 9:00—10:00 am点取样),按花后天数分类保存。将棉花叶片洗净擦干后,用干净的剪刀去除叶片样品的主脉和边缘,一半用液氮速冻后放置80°C冰箱保存供测定酶活性用;另一半测定叶面积后,105°C杀青30分钟,80°C烘干至恒重后保存供测定物质含量用。
试验利用人工气候室设置两个不同温度:高温处理(34℃[38/30℃]用HT表示)和对照处理(26℃[30/22℃]用CK表示)[2] ,温度控制模拟自然温度[如 26℃(30℃,22℃)设置温度控制循环为:2:00(24℃)—4:00(23℃)—6:00(22℃)—8:00(24℃)—10:00(27℃)—12:00(29℃)—14:00(30℃)—16:00(29℃)—18:00(28℃)—20:00(27℃)—22:00(27.5℃)—24:00(26℃)],24 h连续运转,气候室光照模拟自然条件,6:00—20:00为有光照时间,其余时间为无光照时间。整个试验过程中棉花田间管理措施以高产栽培要求进行。
1.2 测定内容和方法
1.2.1 棉花对位叶中蔗糖和淀粉含量的测定
取烘干棉铃对位叶0.1 g放入10 mL离心管中,加5 mL 80%酒精后80oC提取30 min,然后在67 g离心5 min,将上清液倾入25 mL容量瓶。重复提取两次,收集上清液于容量瓶。合并离心液于25 mL容量瓶中用蒸馏水定容,用间苯二酚显色法测定样品中蔗糖含量[2]。
向提完糖的沉淀中加水2 mL。搅拌均匀,至于80oC水浴中使残留的乙醇蒸发,再放入沸水浴中糊化15 min,冷却后,将离心管放入冰水浴中,加入2 mL冷的9.2 mol L–1高氯酸,不时搅拌,提取15 min后加水4 mL。混匀离心10 min,上清倾入25 mL容量瓶。再向沉淀中加入2 mL 4.6 mol L–1高氯酸,搅拌提取15 min后加水6 mL,混匀离心10 min,收集上清液于容量瓶。然后用水洗沉淀12次,离心,合并离心液于50 mL容量瓶中用蒸馏水定容后,采用硫酸蒽酮显色法测定样品中淀粉含量[4]。
1.2.2 磷酸蔗糖合成酶和蔗糖合成酶活性的测定
用HepesNaOH缓冲液(pH 7.5)提取酶液,反应液50 mM 6磷酸果糖(测定磷酸蔗糖合成酶)或50 mM D果糖(测定蔗糖合成酶合成方向)、50 mM UDPG、50 mM MgCl2、酶液30oC保温30 min后100oC 1 min,加入2 M NaOH 100oC 10min,冷却加入30% HCl和0.1% 间苯二酚 80oC 10 min,480 nm比色,以灭活酶液为对照[5]。
1.3数据处理
采用Microsoft Excel 2010软件进行数据处理及作图,用SPSS 11.0统计分析软件进行方差分析。采用LSR法进行差异显著性比较,显著性水平设定为 α =0.05。

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