褪黑素浸种对低温胁迫下春玉米种子萌发、出苗及其生理代谢的影响

来源：江苏农业科学杂志2024年第第23期北京时间：

作者：杜峰;孙玉华;李锦虎;蹇嫒;张玲;杨明凤

单位：1.中国气象局乌兰乌苏农业气象试验站，新疆石河子832000； 2.新疆莎车县气象局，新疆莎车 844700； 3.新疆喀什地区伽师县气象局，新疆喀什 844000； 4.新疆石河子市气象局，新疆石河子832000； 5.新疆阿拉尔市气象局，新疆阿拉尔 843300

摘要：在干旱滴灌区研究温度和浸种对春玉米种子萌发和出苗的影响，可为膜下滴灌实现一播全苗、培育壮苗提供理论依据。以新玉100玉米种子为试验材料，在室内人工气候培养箱内开展不同浓度褪黑素(melatonin，MT)浸种［0(C0)、50 μmol/L(C1)、100 μmol/L(C3)和200 μmol/L(C4)］对2种温度下［适宜玉米播种的初始温度(12 ℃，T1)，玉米种子可萌动的最低温度(6 ℃，T2)］玉米种子萌发、出苗及生理代谢响应的研究。结果表明，与T1处理相比，低温胁迫使相关抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)活性、渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸)含量以及内源激素(生长素、赤霉素和脱落酸)含量分别降低10.9%~23.4%、15.9%~36.3%以及129%~21.0%，并使细胞液中的过氧化产物(过氧化氢、丙二醛和超氧阴离子)含量增加15.6%~22.6%。这些变化导致种子的发芽率、出苗率以及幼苗高度分别显著降低24.9%、13.2%以及29.4%，并使出苗时间推迟约5 d。MT浸种处理显著改善低温胁迫对种子出苗造成的不利影响，尤其在C3处理下效果最优。在低温胁迫条件下，与C0处理相比，C3处理通过提高抗氧化酶活性、增加渗透调节物质和激素含量促进种子吸水萌发和胚根生长，使低温胁迫下的发芽率、出苗率和幼苗高度分别提高20.3%、12.1%、34.4%，并使出苗时间提前5 d。因此，在玉米播种前，建议使用100 μmol/L的MT溶液进行浸种处理，该措施可显著提高种子对低温环境的耐受性，并增加出苗率。

关键词：玉米;低温胁迫;褪黑素;种子萌发;出苗;生理代谢