锌对低温胁迫下水稻苗期生理生化指标的影响

论文总字数：16093字

目 录

1 引言 1

1.1 研究目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究内容 2

2 研究材料和方法 2

2.1 实验地点和材料 2

2.2 实验设计 3

2.3 生理生化指标测定 3

2.3.1 酶液提取 3

2.3.2 叶绿素提取 3

2.3.3 超氧化物歧化酶（SOD）活性测定 3

2.3.4 过氧化物酶（POD）活性测定 3

2.3.5 丙二醛（MDA）含量测定 4

2.3.6 蛋白质（Pr）含量测定 4

2.3.7 叶绿素含量测定 4

2.4 形态指标测定 4

2.5 数据处理 4

3 结果与分析 4

3.1 锌对水稻形态指标的影响锌 4

3.2 锌对水稻生理生化指标的影响 5

3.2.1 锌对SOD活性的影响 5

3.2.2 锌对POD活性的影响 6

3.2.3 锌对MDA含量的影响 7

3.2.4 锌对Pr含量的影响 8

3.2.5 锌对叶绿素含量的影响 9

3.3 锌与水稻形态指标的相关性分析 11

3.4 锌与水稻生理生化指标的相关性分析 11

4 结论 12

4.1 锌与水稻形态指标的关系 12

4.2 锌与水稻生理生化指标的关系 12

参考文献 13

致谢 15

锌对低温胁迫下水稻苗期生理生化指标的影响

熊楠柳

，China

Abstract: Temperature is one of the important meteorological factors that affect the growth and development of rice. Under the influence of the climate characteristics, the early rice is easily suffered from late spring coldness in China, resulting in rice production reduction. Zinc is an indispensable element in plant growth and development. It can improve rice tolerance ability and yield. Most soil in our country does not contains enough zinc. In view of the problems above, early rice (Luliangyou 17) was elected as the research object to conduct the experiment . Rice growing without zinc in soil was set as control group, rice growing with 10mL ZnSO₄ solution of different concentration (0.001mol/L, 0.002mol/L, 0.003mol/L) in soil was set as the experimental group. Rice was planted under normal temperature and low temperature to see the effects of zinc on rice. The physiological and biochemical indexes and physical properties of rice were determined to discusses how they were affected by zinc in seedling stage and provide the theoretical basis for chilling injury defending measures. The experimental results showed that: under the normal temperature, the MDA content was maintained at a lower level with zinc, it reaches the lowest level with 10mL 0.003mol/L ZnSO₄ solution, chlorophyll content remains relatively stable when added in 10mL 0.002mol/L or 0.003mol/L ZnSO₄ solution. Under the low temperature stress, zinc could increase the rice quality, different concentrations of zinc has different effects on physiological and biochemical indexes of rice, the activity of SOD increases most with 10mL 0.002mol/L ZnSO₄ solution added in, the activity of POD increases most with 10mL 0.003mol/L ZnSO₄ solution added in, when the concentration of ZnSO₄ solution is 0.002mol/L or more, MDA content rises sharply in the late period, Pr content increases most with 10mL 0.003mol/L ZnSO₄ solution added in, but the increase declines as the stress time goes by, the effects on chlorophyll are not significant. In general, zinc can relieve the damage caused by low temperature on rice.

Key words: zinc; superoxide dismutase; catalase; malondialdehyde; rice seedling stage

1 引言

1.1 研究目的和意义

水稻是我国目前最主要的粮食作物之一，也是世界上仅次于小麦的第二大粮食作物，其生产对全球粮食生产具有重要意义。水稻是喜温作物，具有好多湿和短日照的特性，尤其对温度十分敏感。据调查我国每年因低温冷害造成的水稻产量损失可高达30亿~50亿kg[^[1]]，约占了粮食总产量的1%[^[2]]。已有实验报道显示水稻苗期时对低温的敏感度高于其它生长阶段，该时期出现低温冷害对其生长以及以后的产量等都会产生影响。我国早春水稻种植常遭遇“倒春寒”低温冷害。水稻秧苗受到低温冷害影响，叶片变黄、卷曲，生长也变得缓慢乃至停滞，有时还会令秧苗的生理组织遭到破坏，温度过低时甚至会直接导致秧苗死亡，导致作物减产。减轻冷害造成的水稻减产是目前我国农业生产亟待解决的一大问题。

提高水稻对低温的耐受性能够有效地减轻冷害造成的产量损失。锌作为植物生长发育不可缺少的微量元素之一，对提高水稻的抗逆性有较好的作用[^[3]]。锌能对植物体内多种酶起到调节、稳定和催化作用[^[4]],在生物膜稳定性方面,尤其是保持原生质膜功能的完整性方面起着重要作用[^[5]]。施锌一方面能够增加水稻产量，另一方面还能改善稻米品质[^[6]]^,，，[^[7]]。在我国存在缺锌问题的水稻种植土壤约占水稻种植土壤总面积的40%，对水稻生产造成了不利影响[^[8]]。我们可以通过研究不同含量的锌元素对低温胁迫下水稻苗期的各生理生化指标的作用，分析得到不同含量的锌对水稻的综合生理状况的影响情况，确定水稻苗期低温胁迫下利用锌元素调控的最佳方法。根据研究结果，我们可以在早稻苗期可能受到冷害的时期合理指导施加锌肥，提高水稻的抗寒性，使水稻免受低温迫害，从而保证水稻的成活率和结实率，使水稻产量的提高得到有效的保障。

1.2 国内外研究现状

水稻是喜温作物，因此在各种环境胁迫中低温冷害是对水稻影响比较突出的一种危害。水稻的芽期，苗期，幼穗期，抽穗期均为低温敏感时期，其中苗期对低温尤为敏感。苗期低温胁迫会抑制水稻生理活动，导致水稻生长缓慢，幼苗叶片蔫黄，卷曲甚至枯死。在我国水稻产量居粮食作物产量的首位，约占全国粮食总产量的一半。我国各个水稻种植区均有不同程度冷害发生，造成水稻烂种烂秧，影响水稻抽穗开花，从而造成水稻产量降低。东北地域气温更低，冷害发生更为频繁而且冷害程度也更为严重，对水稻生产造成了极大的影响。据记载，自1949年起东北地域水稻约每4年就会遭受一次低温冷害,水稻产量长期处于不稳定状态。甚至自2000年以来，该地区冷害发生的频率更高，灾情严重的时候几乎绝收。不仅如此，冷害发生的区域也在不断增大。

在一定的温度范围内，植株体内的保护酶系统会自我调节，维持内部自由基的动态平衡，防止膜脂过氧化。当温度低于植物的可调控范围时，植株就会表现出冷害症状[^[9]]。有的情况下水稻在遭遇冷害初期，外观形态上并不会出现明显的变化，但实际上植株内部已经发生了变化。Prasad TK[^[10]]研究显示低温下植物细胞内自由基代谢平衡被破坏，活性氧自由基产生明显增加，膜脂过氧化产物含量上升，电解质渗漏率增加使电导率也上升,导致细胞酶保护系统的严重破坏。王瑞[^[11]]等人的实验有相同的结论，并补充说明在上述情况下植株细胞膜结构和生理机能都会遭到破坏。

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