摘要
低温胁迫不仅影响水稻种子萌发，导致出芽不齐，同时严重影响水稻根系生长发育，抑制养分吸收，最终造成水稻减产。硒能促进水稻生长发育，增强植物的抗氧化作用和对环境胁迫的抵抗能力，因此硒可能是促进低温下水稻种子萌发，提高水稻根系低温抗性的有效途径。本论文采用浸种试验与水培试验，通过分析水稻种子发芽率、淀粉酶活性与可溶性蛋白等指标，研究低温下水稻种子萌发在不同硒浸种浓度下的变化特征，明确低温下适宜的硒浸种浓度;考察低温胁迫下及恢复常温后水稻根系生长与活力、抗氧化系统、养分吸收、激素代谢等指标的变化趋势，探究低温下硒浓度对水稻根系活力与抗性的的影响，以及硒调控低温下水稻根系生长的激素调控机制，为低温时期合理施硒提供理论支持。主要研究结果如下: 适宜浓度的硒浸种促进低温下水稻种子的萌发。低温下水稻种子的发芽率随硒浸种浓度增加呈先增加后降低趋势，0.5mg·L-1硒浸种水稻种子发芽率、发芽势及发芽指数最高，培养7d后种子发芽率为89.20％，较清水对照高3.37个百分点(P＜0.05)。此外，硒浸种能增加低温下水稻种子可溶性糖与蛋白含量及淀粉酶活性，并在0.5mg·L-1硒浸种浓度下达到最高值。 硒能缓解低温导致的氧化损伤，增强水稻低温抗性。低温提高氧自由基产生速率，增加H2O2与MDA含量，施硒能够降低低温下水稻根系活性氧产生速率，提高抗氧化酶活性与GSH含量，减少H2O2与MDA对水稻根系的伤害，供硒浓度为50μg·L-1时水稻抗性最强，硒浓度过高与过低均不利于其低温抗性的提高。此外，0.5μg·L-1硒浸种也能够提高水稻抗氧化能力，但作用效果低于50μg·L-1。 硒能提高低温下水稻根系活力，促进根系生长。低温显著降低水稻根系活力，减少根系数量与长度，影响养分及物质的积累。在低温条件下，添加硒使水稻的根系总吸收面积、活跃吸收面积以及根系氧化力显著增加。使水稻在低温下仍具有较高根数量、根长、根体积与干重，恢复常温培养后硒也有利于根系生长恢复。当硒浓度为50μg·L-1时最有利于根系生长，硒浓度过高抑制根系生长。硒浸种也利于根系生长，但促进作用低于硒供应浓度50μg·L-1。 低温胁迫下硒能促进水稻根系养分吸收与硒的转运。适宜浓度硒提高了低温下水稻根系对磷、硅、锌等元素的吸收，并在供硒浓度为50μg·L-1时水稻根系养分积累量达到最大值，显著高于对照处理。施硒能促进硒吸收与转运关键蛋白基因的表达，有利于硒的吸收与转运。 硒在低温条件下能促进水稻根系IAA合成与转运，减少根系IAA积累。低温下施硒能够增加IAA合成关键基因OsYUCCA1及OsYUCCA4的表达量，同时上调IAA转运关键基因的表达，从而减少根系IAA含量。低温下最适硒浓度为50μg·L-1，超过此浓度不利于IAA的代谢，硒浸种对IAA合成与转运影响较小。 综上所述，低温条件下适宜浓度硒能促进水稻种子的萌发，提高水稻根系活力，促进根系生长与养分吸收，硒对植物激素IAA的调节作用对根系生长起到重要作用，本研究中最适硒浸种浓度为0.5mg·L-1，幼苗培养最适硒浓度为50μg·L-1。
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