棉纖維發(fā)育響應(yīng)高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間及其生理變化研究.pdf

1、隨著全球溫室化效應(yīng)加劇及花鈴期短期極端高溫氣象條件爆發(fā)日趨頻繁，短期高溫脅迫勢(shì)將成為影響我國(guó)棉花高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要自然災(zāi)害之一。由于棉纖維發(fā)育對(duì)溫度反應(yīng)極為敏感，棉纖維發(fā)育不同時(shí)期對(duì)高溫脅迫的響應(yīng)不同。因此，進(jìn)行棉纖維發(fā)育響應(yīng)高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間及其生理變化研究可對(duì)棉花生產(chǎn)中適時(shí)、適度評(píng)估棉株脅變程度以及相應(yīng)高溫抗逆栽培技術(shù)的制定提供理論依據(jù)，為提高我國(guó)原棉供給保障能力做出重要貢獻(xiàn)。本研究以溫度敏感性不同的兩個(gè)棉花品種為材料（溫度弱敏

2、感性品種: PHY370WR;溫度敏感性品種:Sumian15），于2014年和2015年在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，試驗(yàn)通過(guò)人工氣候室模擬自然溫周期設(shè)置高溫(34℃[38/30℃])和對(duì)照(26℃[30/22℃])兩個(gè)溫度處理，通過(guò)研究不同起始時(shí)間高溫處理5天和不同高溫處理時(shí)長(zhǎng)條件下，棉花主要品質(zhì)指標(biāo)變化以及棉纖維發(fā)育相關(guān)生理指標(biāo)的變化，明確棉纖維發(fā)育響應(yīng)高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間及其生理變化。主要研究結(jié)果如下:
　　1.棉纖維發(fā)育響應(yīng)

3、高溫脅迫的關(guān)鍵時(shí)間窗口和臨界時(shí)長(zhǎng)的確定
　　2014年和2015年，在不同起始時(shí)間日均溫34.0℃持續(xù)處理5天條件下，溫度敏感性品種棉花纖維長(zhǎng)度變短，纖維比強(qiáng)度上升馬克隆值下降并偏離最適范圍，纖維品質(zhì)變差。2014年的關(guān)鍵時(shí)間窗口為12.7-16.3 DPA，2015年為11.9-16.1 DPA?；诓煌笜?biāo)和臨界標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到臨界脅迫時(shí)長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)Sumian15的臨界脅迫時(shí)長(zhǎng)均短于PHY370WR?；谄焚|(zhì)指標(biāo)，2014年P(guān)HY3

4、70WR的臨界脅迫時(shí)長(zhǎng)為5.0d，Sumian15為1.9d;2015年分別為4.8d和2.0d?；诶w維物質(zhì)指標(biāo)2014年P(guān)HY370WR的臨界脅迫時(shí)長(zhǎng)為6.4d，Sumian15為5.6d;2015年分別為6.1d和5.4d。
　　2.棉林源庫(kù)能力對(duì)不同時(shí)長(zhǎng)高溫脅迫的響應(yīng)及其對(duì)纖維品質(zhì)的影響
　　2014年和2015年，兩個(gè)品種棉花在花后15天進(jìn)行不同時(shí)長(zhǎng)的高溫處理后，棉株的源庫(kù)能力受到影響，棉鈴對(duì)位葉凈光合速率下降，葉

5、綠素總量a+b下降，葉綠素a/b上升。纖維中的蔗糖纖維素含量相對(duì)常溫條件下呈下降趨勢(shì)，蔗糖含量下降，胼胝質(zhì)含量上升，并隨著高溫脅迫時(shí)長(zhǎng)的增加，上述指標(biāo)的恢復(fù)能力逐漸減弱，以5％為差異標(biāo)準(zhǔn)，PHY370WR于5d，5d，5d時(shí)達(dá)到高溫耐受極限，所需恢復(fù)時(shí)間分別為5.6d，11.5d，1.8d，Sumian15于4d，4d，5d達(dá)到高溫耐受極限，所需恢復(fù)時(shí)間分別為4.5d，10.2d，2.4d，超過(guò)上述極限后，纖維發(fā)育相關(guān)物質(zhì)無(wú)法恢復(fù)到正常

6、水平。溫度弱敏感型品種變化與溫度敏感型變化一致，僅變化幅度較小，PHY370WR在高溫脅迫后的恢復(fù)能力顯著強(qiáng)于Sumian15。相關(guān)性分析表明，棉鈴對(duì)位葉葉綠素總量a+b會(huì)顯著影響凈光合速率，纖維蔗糖均能顯著影響纖維的品質(zhì)形成，纖維素和胼胝質(zhì)只能影響纖維的比強(qiáng)度和馬克隆值。
　　3.不同時(shí)長(zhǎng)高溫脅迫對(duì)纖維發(fā)育相關(guān)酶活性的影響
　　2014年和2015年，在花后15天進(jìn)行不同時(shí)長(zhǎng)的高溫處理，溫度敏感型品種纖維中的蔗糖合成酶活性

7、呈下降趨勢(shì)，磷酸蔗糖合成酶活性先升后降，β-1，3-葡聚糖酶活性呈下降趨勢(shì)。以為10％為差異標(biāo)準(zhǔn)，PHY370WR于5d，6d，N/A時(shí)達(dá)到高溫耐受極限，所需恢復(fù)時(shí)間分別為6.3d，7.2d，N/A，Sumian15于4d，6d，5d達(dá)到高溫耐受極限，所需恢復(fù)時(shí)間分別為6.0d，8.3d，6.7d，超過(guò)上述極限后，纖維發(fā)育相關(guān)酶活性無(wú)法恢復(fù)到正常水平。溫度弱敏感型品種變化與溫度敏感型變化一致，僅變化幅度較小。
　　綜上所述，201