高温对陆地棉花粉萌发率及棉铃发育影响
高温是影响棉花发育和产量的重要因素。为选择新的棉花(Gossypium hirsutum L.)种植区域和筛选耐高温品种提供高温方面的依据，以耐热品种苏棉12号和感热品种苏棉16号为材料，对经历不同温度的棉花为研究对象，研究高温胁迫对棉花花药生理特性、花粉萌发率以及产量的影响。研究结果表明，在26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃离体培养温度下，花粉萌发率在30℃时最高，经历高温后，棉花花粉萌发率下降，并且蕾期经历高温对棉花花粉萌发率影响更为严重，棉花花药中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(Apx)这三种酶活性大幅度下降，过氧化氢(H2O2)迅速累积，但耐热材料苏棉12花药中CAT、POD、Apx这三种酶较感热材料苏棉16活性高，同时耐热材料的结铃率和铃重也显著高于感热品种。铃重、结铃率和花粉萌发率之间存在相关性。高温胁迫下，较好的抗氧化酶活性和花粉萌发率是保持较高结铃率和铃重的基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验材料 2
1.2实验方法 2
1.2.1 花粉萌发率测定2
1.2.2结铃率、单铃重、棉纤维品质测定2
1.2.3花药耐热相关生理指标测定2
1.3数据处理 3
2结果与分析 3
2.1日最高温统计 3
2.2高温对不同培养温度对花粉萌发率的影响 3
2.3高温胁迫对结铃率及铃重的影响 6
2.3.1 田间高温与花粉萌发率的关系 6
2.3.2 铃重、结铃率与花粉萌发率关系 6
2.4高温下花药生理指标变化 7
2.4.1 高温对植物体内H2O2活性影响 7
2.4.2 高温对植物体内CAT活性影响 7
2.4.3 高温对植物体内POD活性影响 8
2.4.4 高温对植物体内Apx活性影响 8
3.讨论 8
3.1培养温度与花粉离体萌发率的关系 8
3.2铃重、结铃率、与花粉萌发率
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
关系 8
3.3花药抗氧化机制与品种耐热关系 9
3.4花药抗氧化机制与品种耐热关系 9
3.5总结 9
致谢 11
参考文献11
高温对陆地棉花粉萌发率及棉铃发育影响
引言
全球气候变暖明显，全球气候在近百年来升高了0.30.6℃[1]。未来几十年温度可能还会快速地继续上升[2]。预测全球地表温度到2100年将上升1.16.4℃。中国气候近百年来也在变暖，其变化趋势与北半球的温度变化趋势基本来一致，平均温度升高了0.40.5℃[35]。我国长江流域棉区、黄河流域棉区和新疆棉区，极端高温出现的次数不断增加。
棉花不同生育时期最适生长的温度不同，播种到出苗的最适温度为2530°C，出苗到现蕾、现蕾到开花及开花到吐絮的最适温度为30°C[6]。高温对开花植物花器官的伤害包括绒毡层结构和粗糙内质网被破坏，花粉管内产生的高尔基体小泡减少，药隔维管束鞘细胞形状异常, 药隔降解不完全，药室内壁加厚受阻，花药细胞分裂受阻等[78]。花粉对高温极为敏感，高温胁迫造成花药不开裂散粉数量减少,花粉活力下降、花粉释放减少柱头发育不良，降低受精作用和胚珠的寿命。35°C以上的高温胁迫会延迟或提早开花，降低花粉粒的活性[910], 同时对棉花雄蕊发育不利, 影响棉花结铃率, 连续18d 35°C以上的高温会导致棉花品种花药不同程度的不开裂，花粉发育受阻，不能形成花粉粒[11]。35℃以上高温可直接影响开花前710d棉花幼蕾内雄蕊的正常生长发育，降低花粉生活力和结铃率[1213]，导致距离开花16d以上的幼蕾形成的花粉败育最终影响受精作用及开花结实[14]。高温不利于物质合成与代谢，影响细胞膜的稳定性，增加呼吸作用，抑制光呼吸作用、气孔导度、蒸腾作用、酶的活性等各种生理生化反应[15]。棉花花粉母细胞时期遭遇40°C高温逆境，花药内空隙增大，外壁排列不整齐，绒毡层排列不连续，细胞褶皱凹陷；四分体时期的高温逆境造成小孢子收缩呈弯月形，绒毡层排列不整齐变形；单双核时期的高温逆境造成花粉粒收缩凹陷无活性[16]。高温也可导致棉花品种柱头不一致，高温条件下长柱头的数量增加，短柱头的数量减少；与短柱头相比，长柱头的成铃率低单铃种子数减少[17]。高温导致棉花柱头伸长，成铃率降低，铃重减轻，单铃种子数减少，最终致使皮面产量低，这些都揭示了高温影响雄蕊中花粉发育过程，导致有性生殖过程不能够正常进行，从而造成不正常形态花粉粒，导致产量降低。温度过高导致棉花柱头伸长，幼龄脱落，结铃率降低，铃重减轻[18]。当日温在30.5°C39.7°C气温每增加1°C，单铃不孕籽率将提高5.29%[19]。
本文的目的在于通过研究高温与棉花花粉萌发率以及对棉铃发育的影响，研究高温对棉花雄蕊发育的影响、高温对花粉细胞学结构的影响，为筛选耐高温品种提供依据。
1材料与方法
1.1试验材料
2015年4月29日，在南京晓庄学院播种耐高温品种苏棉12号和热敏感品苏棉16号，其中苏棉12号是从206份品种（系）中根据花粉萌发率不同而筛选得到的耐高温棉花材料，在多年田间试验表现稳定[20]。采用随机区组设计，每个品种120株，每小区10行，每行12株。行距0.7米，株距1.2米，植株按照大田常规栽培方法管理。
1.2试验方法
1.2.1 花粉萌发率测定
花粉萌发率测定从7月28至9月1共计39天。每天下午17：0019：00采摘每个品种相同果结处即将开放的花蕾，带回实验室室温过夜。第二天8:00待花蕾自然开放散粉后将花粉培养于26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃恒温箱中34小时，而后在显微镜下统计花粉萌发率，每个品种三个重复。具体培养方法参照宋桂成 [21]。
图1 不同萌发程度的花粉粒
A:未萌发的花粉粒;B:萌发的花粉粒
1.2.2结铃率、单铃重、棉纤维品质测定
7月28至8月27日，每天挂牌标记当天开放的花朵（除去用于测花粉萌发率的花朵）。每个品种15个重复。9月20吐絮后陆续收获棉铃，之后在室内测量单铃重。结铃率=未脱落的标记棉桃/标记花朵总数×100%。
1.2.3花药耐热相关生理指标测定
高温期8月1日和高温后期8月20日，分别取两个品种即将开放的花蕾，迅速带回实验室80℃冰箱下保存。花药耐热生理指标包括花药抗坏血酸酶、花药过氧化氢酶、花药过氧化物酶活性的测定。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验材料 2
1.2实验方法 2
1.2.1 花粉萌发率测定2
1.2.2结铃率、单铃重、棉纤维品质测定2
1.2.3花药耐热相关生理指标测定2
1.3数据处理 3
2结果与分析 3
2.1日最高温统计 3
2.2高温对不同培养温度对花粉萌发率的影响 3
2.3高温胁迫对结铃率及铃重的影响 6
2.3.1 田间高温与花粉萌发率的关系 6
2.3.2 铃重、结铃率与花粉萌发率关系 6
2.4高温下花药生理指标变化 7
2.4.1 高温对植物体内H2O2活性影响 7
2.4.2 高温对植物体内CAT活性影响 7
2.4.3 高温对植物体内POD活性影响 8
2.4.4 高温对植物体内Apx活性影响 8
3.讨论 8
3.1培养温度与花粉离体萌发率的关系 8
3.2铃重、结铃率、与花粉萌发率
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
关系 8
3.3花药抗氧化机制与品种耐热关系 9
3.4花药抗氧化机制与品种耐热关系 9
3.5总结 9
致谢 11
参考文献11
高温对陆地棉花粉萌发率及棉铃发育影响
引言
全球气候变暖明显，全球气候在近百年来升高了0.30.6℃[1]。未来几十年温度可能还会快速地继续上升[2]。预测全球地表温度到2100年将上升1.16.4℃。中国气候近百年来也在变暖，其变化趋势与北半球的温度变化趋势基本来一致，平均温度升高了0.40.5℃[35]。我国长江流域棉区、黄河流域棉区和新疆棉区，极端高温出现的次数不断增加。
棉花不同生育时期最适生长的温度不同，播种到出苗的最适温度为2530°C，出苗到现蕾、现蕾到开花及开花到吐絮的最适温度为30°C[6]。高温对开花植物花器官的伤害包括绒毡层结构和粗糙内质网被破坏，花粉管内产生的高尔基体小泡减少，药隔维管束鞘细胞形状异常, 药隔降解不完全，药室内壁加厚受阻，花药细胞分裂受阻等[78]。花粉对高温极为敏感，高温胁迫造成花药不开裂散粉数量减少,花粉活力下降、花粉释放减少柱头发育不良，降低受精作用和胚珠的寿命。35°C以上的高温胁迫会延迟或提早开花，降低花粉粒的活性[910], 同时对棉花雄蕊发育不利, 影响棉花结铃率, 连续18d 35°C以上的高温会导致棉花品种花药不同程度的不开裂，花粉发育受阻，不能形成花粉粒[11]。35℃以上高温可直接影响开花前710d棉花幼蕾内雄蕊的正常生长发育，降低花粉生活力和结铃率[1213]，导致距离开花16d以上的幼蕾形成的花粉败育最终影响受精作用及开花结实[14]。高温不利于物质合成与代谢，影响细胞膜的稳定性，增加呼吸作用，抑制光呼吸作用、气孔导度、蒸腾作用、酶的活性等各种生理生化反应[15]。棉花花粉母细胞时期遭遇40°C高温逆境，花药内空隙增大，外壁排列不整齐，绒毡层排列不连续，细胞褶皱凹陷；四分体时期的高温逆境造成小孢子收缩呈弯月形，绒毡层排列不整齐变形；单双核时期的高温逆境造成花粉粒收缩凹陷无活性[16]。高温也可导致棉花品种柱头不一致，高温条件下长柱头的数量增加，短柱头的数量减少；与短柱头相比，长柱头的成铃率低单铃种子数减少[17]。高温导致棉花柱头伸长，成铃率降低，铃重减轻，单铃种子数减少，最终致使皮面产量低，这些都揭示了高温影响雄蕊中花粉发育过程，导致有性生殖过程不能够正常进行，从而造成不正常形态花粉粒，导致产量降低。温度过高导致棉花柱头伸长，幼龄脱落，结铃率降低，铃重减轻[18]。当日温在30.5°C39.7°C气温每增加1°C，单铃不孕籽率将提高5.29%[19]。
本文的目的在于通过研究高温与棉花花粉萌发率以及对棉铃发育的影响，研究高温对棉花雄蕊发育的影响、高温对花粉细胞学结构的影响，为筛选耐高温品种提供依据。
1材料与方法
1.1试验材料
2015年4月29日，在南京晓庄学院播种耐高温品种苏棉12号和热敏感品苏棉16号，其中苏棉12号是从206份品种（系）中根据花粉萌发率不同而筛选得到的耐高温棉花材料，在多年田间试验表现稳定[20]。采用随机区组设计，每个品种120株，每小区10行，每行12株。行距0.7米，株距1.2米，植株按照大田常规栽培方法管理。
1.2试验方法
1.2.1 花粉萌发率测定
花粉萌发率测定从7月28至9月1共计39天。每天下午17：0019：00采摘每个品种相同果结处即将开放的花蕾，带回实验室室温过夜。第二天8:00待花蕾自然开放散粉后将花粉培养于26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃恒温箱中34小时，而后在显微镜下统计花粉萌发率，每个品种三个重复。具体培养方法参照宋桂成 [21]。
图1 不同萌发程度的花粉粒
A:未萌发的花粉粒;B:萌发的花粉粒
1.2.2结铃率、单铃重、棉纤维品质测定
7月28至8月27日，每天挂牌标记当天开放的花朵（除去用于测花粉萌发率的花朵）。每个品种15个重复。9月20吐絮后陆续收获棉铃，之后在室内测量单铃重。结铃率=未脱落的标记棉桃/标记花朵总数×100%。
1.2.3花药耐热相关生理指标测定
高温期8月1日和高温后期8月20日，分别取两个品种即将开放的花蕾，迅速带回实验室80℃冰箱下保存。花药耐热生理指标包括花药抗坏血酸酶、花药过氧化氢酶、花药过氧化物酶活性的测定。
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