花后DA-6处理调控小麦种子活力的机理

• 作者: 许晨 王文静 曹珊 李如雪 张贝贝 孙爱清 张春庆
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 小麦 己酸二乙氨基乙醇酯 种子活力 实时荧光定量PCR
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学|CROP GENETICS & BREEDING·GERMPLASM RESOURCES·MOLECULAR GENETICS
• 页码范围: 1821-1834
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.09.001

摘要

[背景]高活力的种子萌发迅速整齐,抗逆性强,具有很大的生产优势.己酸二乙氨基乙醇酯(DA-6)作为叔胺类植物生长调节剂,可以提高植物的光合速率,调节碳氮代谢,提高作物品质和产量.[目的]分析花后喷施DA-6对小麦籽粒物质积累、物质代谢和抗逆关键基因表达、种子千粒重、化学成分与种子活力的影响,明确DA-6调控小麦种子活力的机理,为DA-6在小麦高活力种子生产调控中的应用提供理论依据和技术支持.[方法]以小麦品种良星77和山农23号为材料,于花后2和6 d进行DA-6田间喷施.试验于2017—2018年、2018—2019年在山东农业大学马庄试验基地(117°E;36°N)进行,设置2个处理浓度(0和6 g·L-1 DA-6)和2个处理时期(花后2和6 d),设置3个区组,每个小区面积6 m×3 m.于籽粒灌浆前期和中期(花后12和22 d)取籽粒、穗下节和旗叶鲜样,用于物质代谢关键酶基因表达的检测.于籽粒发育的不同天数取样(花后25、30、35和40 d),自然晒干后脱粒测定千粒重和蛋白质含量、淀粉含量等;对于成熟期收获的小麦穗,取小麦整穗、不同穗位(上部、中部和下部)、不同粒位(下位粒和上位粒)的种子测定发芽活力指标.[结果]花后6 d喷施6 g·L-1 DA-6可大幅度提高千粒重及种子蛋白质含量,使2个小麦品种的穗上部和上位粒种子的单株干重显著增加,显著提高种子的活力指数.花后6 d喷施DA-6有效降低了不同穗粒位之间的种子活力差异,使小麦不同穗位、粒位种子的活力得到整体提高,尤其以穗上中部籽粒及上位粒的种子活力提高更为明显.而花后2 d喷施DA-6则使种子活力显著降低,千粒重及种子蛋白质含量也有降低.良星77和山农23号的千粒重均表现为随着籽粒灌浆期的延长,千粒重先升高后降低;但相对蛋白及绝对蛋白含量则表现为随着时间的延长而渐升.同时,两品种均表现为花后6 d喷施6 g·L-1的DA-6时千粒重及蛋白质含量最高.此处理下,良星77花后40 d收获时,千粒重与对照相比无显著差异,但相对蛋白质含量、绝对蛋白质含量分别较对照显著提高;山农23号花后6 d喷施6 g·L-1 DA-6后千粒重、绝对蛋白含量均显著提高.两品种花后2 d喷施DA-6对千粒重、相对蛋白质含量、绝对蛋白含量及淀粉含量无显著影响.实时荧光定量PCR表明,花后6 d喷施DA-6可诱导叶片蛋白磷酸酶和蔗糖磷酸合成酶基因表达水平显著上调,茎秆中Ⅰ类hsp和hsp70表达量显著提高,籽粒中蛋白质二硫键异构酶和hsp82的表达也显著上调.花后6 d喷施DA-6处理的小麦种子萌发期α-淀粉酶活性检测表明,山农23号的对照和处理组均表现为其α-淀粉酶活性随着萌发时间的延长逐渐增强,喷施DA-6可显著提高2个品种的种子萌发72 h的α-淀粉酶活性.[结论]花后6 d喷施DA-6促进小麦中蛋白和蔗糖代谢关键酶基因及热激蛋白基因的表达,有利于促进种子贮藏物质合成,使种子蛋白质含量升高,最终导致千粒重提高;同时还显著增加2个小麦品种穗上中部及上位粒种子萌发过程中的单株干重,提高种子的活力指数,降低不同穗粒位之间种子活力的差异,提高种子萌发过程中的α-淀粉酶活性和物质转化能力,促进幼苗干物质积累,最终提高种子活力.小麦种子花后6 d喷施6 g·L-1 DA-6是提高小麦种子活力的有效途径.