外源NO对缺氮胁迫下棉花幼苗形态及生长的调控效应

作     者：陈静 刘连涛 孙红春 张永江 王占彪 李存东 

作者机构：河北农业大学农学院/河北省作物生长调控实验室 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2014年第47卷第23期

页      面：4595-4605页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金(31171495,C130301) 河北省自然科学基金(C2010000729) 河北省重点基础研究项目(10960206D) 

主　　题：棉花 缺氮胁迫 一氧化氮 形态特征 生长 

摘      要：【目的】探讨外源一氧化氮(nitric oxide,NO)对缺氮胁迫下棉花幼苗不同部位叶片以及不同直径范围根系等形态特征及生长情况的影响,分析不同浓度NO对棉花形态生长的调控效应,为外源NO调控棉花生长发育提供理论依据。【方法】在光照培养室内采用水培方法,以农大棉8号为供试品种,设7个不同处理,其中以Hoagland全营养液培养的棉花幼苗为对照(CK),以缺氮Hoagland营养液培养的棉花幼苗为外源NO处理对象,利用外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)处理棉花幼苗,设置6个浓度梯度0μmol·L-1(T0)、50μmol·L-1(T1)、100μmol·L-1(T2)、200μmol·L-1(T3)、500μmol·L-1(T4)和1 000μmol·L-1(T5),研究不同NO水平对缺氮胁迫下棉花幼苗叶面积、根系形态、耗水量及干物重的影响。【结果】缺氮胁迫抑制棉花幼苗地上部以及地下部的生长,抑制棉花幼苗叶片数和叶面积的增加,降低了幼苗细根(0.05—0.20 mm)、中等根(0.2—0.45mm)的根长、根表面积、根体积,减少了耗水量以及干物重。不同浓度外源NO对缺氮胁迫下棉花幼苗地上及地下部生长情况的影响不同。低浓度外源NO(SNP浓度为50—100μmol·L-1)能缓解缺氮胁迫对棉花幼苗的伤害,显著促进棉花幼苗上部和下部叶片的生长,促进细根和中等根生长,增加细根和中等根的根长、根表面积及根体积,增加棉花幼苗耗水量,显著增加幼苗干物重。当SNP浓度大于100μmol·L-1后,随浓度增加,其缓解作用下降。幼苗叶片数、上部和下部叶片的叶面积、细根和中等根的根长、根表面积、根体积、耗水量以及干物重均下降。综合分析认为氮素缺乏环境下,不同浓度外源NO通过影响棉花幼苗地上部以及根系的生长来缓解缺氮胁迫,以100μmol·L-1SNP处理的棉花幼苗生长最好,而高浓度的SNP则加剧缺氮胁迫对棉苗的抑制。【结论】缺氮胁迫下棉花幼苗长势减弱,适宜浓度外源NO(SNP浓度为50—100μmol·L-1)能够在一定程度上缓解缺氮胁迫对棉花幼苗造成的伤害,促进棉花幼苗地上和地下部的生长,提高棉花幼苗对缺氮胁迫的耐性。其中以100μmol·L-1SNP缓解效果最显著。