油菜素内酯调控谷子抗旱性的生理机制研究

摘要

[目的]孕穗期干旱胁迫是限制谷子产量形成的关键因素，通过分析外源油菜素内酯对孕穗期干旱胁迫下谷子关键生理生化过程的影响，揭示其提高谷子抗旱性的生理调控机制，可为利用油菜素内酯提升谷子抗旱性和产量提供理论支持。[方法]本研究以‘晋谷21号’为试验材料，采用盆栽人工控水方式，设置对照（CK）、喷施清水后干旱胁迫（DS）、喷施0.1μmol/L油菜素内酯后干旱胁迫（DBR）3个处理组，研究外源油菜素内酯对干旱胁迫下谷子产量、光合特性、叶绿素荧光参数、渗透调节物质、抗氧化系统、氮代谢酶和内源激素的影响。[结果]与DS组相比，DBR的SPAD值、Rubisco活性、净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）增幅为8.33%～26.15%；叶绿素荧光参数得到显著改善。该处理下，叶片可溶性糖和游离脯氨酸含量分别增长13.15%和12.14%，超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性增幅为14.62%～31.63%，而过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量显著降低。DBR还显著提升了硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性，内源赤霉素（GA3）含量显著增加14.98%，脱落酸（ABA）含量则下降12.86%。最终，DBR使单株产量显著提高16.10%，穗部农艺性状也得到积极改善。[结论]孕穗期干旱胁迫下，外源喷施油菜素内酯能够通过优化光合性能、增强渗透调节能力、激活抗氧化防御系统、促进氮代谢以及调控内源激素平衡等多重生理途径，有效缓解干旱胁迫对谷子生理代谢的负面效应，进而促进谷子产量形成。

关键词

谷子 / 干旱 / 孕穗期 / 油菜素内酯 / 抗氧化系统 / 调控激素