外源褪黑素对干旱胁迫小麦发芽及幼苗生理特性的影响

摘要

【目的】明确适宜浓度褪黑素(melatonin)对小麦幼苗的抗旱生理效应,为旱地小麦高产提供依据。【方法】用PEG-6000模拟干旱,选用抗旱性不同的小麦品种济麦22(抗旱性一般)和衡观35(抗旱品种)为试材,设置对照(CK)、20%PEG(PEG)、20%PEG+10μmol/L褪黑素(T-10)、20%PEG+100μmol/L褪黑素(T-100)、20%PEG+300μmol/L褪黑素(T-300)5个处理,研究褪黑素对小麦种子发芽和形态的影响,选择有明显改善PEG胁迫的褪黑素浓度,研究褪黑素对小麦幼苗的抗旱调控作用。【结果】T-100和T-300均不同程度地改善了PEG胁迫下小麦种子的发芽指标和种子形态,尤其T-300可显著提高PEG胁迫下两个小麦品种的发芽势、发芽率、幼苗干质量,使其迅速恢复至对照水平;显著提高胚根长、胚芽长、幼苗含水量,但未恢复至对照水平。T-10对干旱胁迫小麦发芽状况无显著改善。T-300显著增加干旱胁迫下两个小麦品种幼苗的净光合速率,显著增加济麦22的蒸腾速率和衡观35的瞬时水分利用效率、Fm′,降低了衡观35的Fo。衡观35的蒸腾速率明显低于济麦22,而水分利用效率明显高于济麦22。T-300显著降低了干旱胁迫下济麦22的MDA含量、POD活性、可溶性糖含量,而显著增强其SOD活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量和根系活力。衡观35本身抗旱性强,干旱胁迫下的MDA含量未升高,POD活性低于济麦22;施加褪黑素后SOD活性、根系活力显著增加,可溶性糖含量增至对照水平。【结论】300μmol/L褪黑素可明显改善PEG干旱胁迫下的小麦发芽状况,是改善干旱胁迫下小麦萌发的有效浓度。衡观35在褪黑素调节下抗旱恢复能力强于济麦22。