不同耐冷性杂草稻和栽培稻抗氧化系统对冷水胁迫的响应

• 作者: 王嘉宇 王国骄 苗微 赵明辉 陈温福 马殿荣
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 水稻 抗氧化防御系统 冷水胁迫 活性氧
• 年，卷（期）: 2015,（8）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 1660-1668
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.08.21

摘要

【目的】从孕穗期到抽穗开花是水稻对温度最为敏感的阶段，这一阶段的低温冷害严重制约了东北地区水稻生长和种植面积的进一步扩大，探明水稻耐冷生理机制，将为东北水稻生产提供重要保障。探索耐冷性不同的杂草稻和栽培稻在冷水胁迫下开花期剑叶的活性氧代谢、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的变化规律，为耐冷性水稻品种的选育和栽培提供理论依据。【方法】以耐冷性强的杂草稻WR03-45、栽培稻丽江新团黑谷和冷敏感的杂草稻 WR03-26、栽培稻秀子糯为试验材料，采用盆栽方法，根据剑叶叶枕距判断主穗进入孕穗期的时间，于孕穗期在冷水池中进行低温处理，未经冷水处理的参试材料作为对照。在开花期，剪取参试材料的剑叶保存于-85℃的超低温冰箱中，用于测定超氧阴离子自由基（）产生速率、过氧化氢（H2O2）含量、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）5种抗氧化酶活性和还原型抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）两种抗氧化剂含量，研究孕穗期低温冷害对剑叶的活性氧（ROS）积累、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的影响。【结果】冷水胁迫下，冷敏感的杂草稻WR03-26开花期剑叶仅有CAT和GR活性显著增加，冷敏感的栽培稻秀子糯开花期剑叶SOD、CAT和GR活性显著增加；WR03-26和秀子糯剑叶的AsA和GSH含量及AsA/DHA值和GSH/GSSG值与对照无显著差异；WR03-26和秀子糯剑叶产生速率显著增加，H2O2含量极显著增加，膜脂过氧化产物 MDA 含量显著增加。耐冷性强的杂草稻WR03-45开花期剑叶SOD活性显著升高，POD、APX、CAT和GR极显著升高，耐冷性强的栽培稻丽江新团黑谷开花期剑叶SOD、POD和APX活性显著升高，CAT和GR活性极显著升高；WR03-45和丽江新团黑谷剑叶的抗氧化剂（AsA和GSH）含量及AsA/DHA值和GSH/GSSG值在冷水胁迫下显著高于对照；WR03-45和丽江新团黑谷剑叶产生速率、H2O2含量和MDA含量与对照相比无显著差异。【结论】冷水胁迫下，耐冷性强的水稻通过提高抗氧化酶活性和抗氧化剂含量，减少ROS的积累以及膜脂过氧化，增强对冷水胁迫的耐性。水稻的耐冷性与胁迫下抗氧化系统清除ROS的能力有关，杂草稻WR03-45作为一种强耐冷性的种质资源可以用于栽培稻耐冷性的遗传改良。