Ind. Crops .Prod.|IAA通过调节棉花内源激素和促进蔗糖代谢，促进棉花的萌发和幼苗生长

论文内容

研究背景：

棉花是世界上主要的经济作物之一，为纺织业提供了最多的天然纤维。棉花也是维持数百万人营养和生计的蛋白质和石油的重要来源。在棉花中，生长素、GA、ABA和乙烯等植物激素对发育和应激反应非常重要，而蔗糖、葡萄糖和果糖等不同形式的糖是形成产量和纤维质量的重要碳水化合物来源。

生长素作为一种重要的植物激素，在植物生长发育中起着重要的协调作用。它调节植物的结构，触发种子萌发并参与对胁迫的反应。在棉花中，生长素在调节特定性状中起关键作用。例如，外源IAA的施用可以显著提高成纤维率和皮棉率。改变内源IAA含量会显著影响纤维的起始和伸长。对于棉花的生殖生长，通过过表达miR157抑制生长素信号增强了棉花对高温的敏感性，降低了花药的育性。对于营养生长，生长素也参与了对侧根起始的正向调节棉花幼苗与果枝节间伸长。

为了更好地了解IAA对棉花蔗糖代谢和生长发育的影响，本研究选择IAA作为棉花种子的灌浆剂，研究外源IAA启动后棉花内源激素含量、蔗糖含量、蔗糖代谢相关酶、种子萌发和幼苗生长的动态变化。推测IAA灌浆棉花种子可能通过调节棉花内源激素和蔗糖代谢来促进种子萌发和幼苗生长。本研究旨在揭示IAA对棉花萌发和生长的影响，为IAA在棉花生产中的应用提供科学依据。

研究内容：

由于生长素在棉花种子萌发和幼苗生长过程中对植物的生长发育起到调控作用，因此本研究对IAA作为棉花种子灌浆剂进行了研究。采用外源IAA (20 mg L−1)诱导棉花种子，观察萌发和萌发后幼苗的表型和相关生物学变化。IAA处理后，种子萌发率、发芽率指数和发芽率均显著提高。在幼苗萌发试验结束时，内源植物激素的含量有利于萌发幼苗的生长，蔗糖、葡萄糖和果糖的含量也增加，这是由于蔗糖代谢相关酶的活性增强所致。结果表明，IAA诱导可以通过调节内源激素和蔗糖代谢来促进种子萌发。在苗期，IAA处理种子的幼苗生长更加旺盛，根长、苗高、生物量和叶片光合能力均有所提高。与此同时，幼苗体内糖含量和蔗糖代谢关键酶活性均有所提高，内源植物关键激素的拮抗平衡也有所改善。由此可见，IAA对种子萌发和幼苗生长的促进作用，以及内源植物激素和蔗糖代谢的有利变化，表明IAA对这些生长参数具有良好的调节作用。本研究简单应用IAA改良棉花育苗，显示了该技术在提高棉花产量方面的应用潜力。

研究结论：

综上所述，20 mg L−1 IAA处理通过调节种子和幼苗萌发过程中的内源激素含量，显著提高了种子萌发率，促进了幼苗生长。其中，内源IAA和GA含量增加，内源ABA含量降低;(2)种子和幼苗萌发过程中蔗糖代谢增强。蔗糖及蔗糖相关糖(果糖、葡萄糖)含量增加，蔗糖相关酶(AI、NI、SPS、SS)活性提高;(3)促进了幼苗的光合作用。综上所述，本研究证明了IAA对棉花种子萌发和幼苗生长的促进作用，这凸显了该技术在棉花生产中应对不利条件挑战的潜在意义。进一步的研究需要通过多年、多地点的田间实验，进一步验证本研究揭示的IAA对棉花种子的影响，并研究IAA对棉花种子和幼苗的转录、甲基化和分子生物学变化，了解其调控机制。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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