硒对郑麦366雌雄蕊原基分化期抗倒春寒能力的影响

摘要 为探讨不同浓度的硒溶液对小麦抗倒春寒能力的影响，以盆栽低温敏感型小麦品种郑麦366为试验材料，分别用0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、2.4 mg/L的亚硒酸钠溶液喷施雌雄蕊原基分化期的郑麦366幼苗，3 d后将各处理材料放入人工气候室0 ℃低温胁迫处理36 h，测定各处理中郑麦366叶片的抗氧化酶活性及丙二醛含量，成熟期调查结实性。结果表明，36 h低温处理显著降低了郑麦366的结实率，不同浓度亚硒酸钠溶液处理后低温胁迫的郑麦366结实性和叶片抗氧化酶活性均呈现先升高再降低的趋势。经亚硒酸钠溶液喷施后低温处理的结实性均低于常温对照处理，0.9 mg/L的亚硒酸钠溶液处理增加了郑麦366叶片中过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性，结实性最高;丙二醛（MDA）含量呈现出先降低再升高的趋势，在0.9 mg/L的处理浓度下含量最低。结果表明，硒通过提高郑麦366叶片中抗氧化酶活性、降低丙二醛含量来提高小麦应对倒春寒胁迫的能力，该研究结果为硒用于小麦抗倒春寒胁迫的研究提供了理论参考，为提高大田小麦倒春寒能力提供技术支撑。

关键词 小麦;雌雄蕊原基分化期;硒;低温胁迫;结实性;抗氧化酶活性

中图分类号 S512.1文献标识码 A文章编号 0517-6611（2022）19-0025-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.19.007

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Selenium on Low Temperature Stress Resistance of Zhengmai 366 at Stamen and Pistil Differentiation Stage

WANG Yong-fengLI Ge-xingZHAO Xin-liang2 et al

（1. Agriculture and Rural Bureau of Yuanyang County， Yuanyang， Henan 453500;2.Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang， Henan 453003）

Abstract In order to investigate the effects of different concentrations of selenium solution on the resistance of wheat to reverse spring cold， the potted low-temperature sensitive wheat variety Zhengmai 366 was used as experimental material. Zhengmai 366 seedlings were sprayed with 0， 0.0.6， 0.9， 1.1.5 and 2.4 mg/L sodium selenite solutions， respectively. After 3 days， each treatment material was placed into an artificial climate chamber under low temperature stress at 0℃ for 36h.The antioxidant enzyme activities and malondialdehyde content of zhengmai 366 leaves were determined in each treatment， and fruit setting was investigated at maturity stage.The results showed that low temperature treatment for 36h significantly reduced the seed setting rate of Zhengmai 366， and the seed setting and antioxidant enzyme activity of Zhengmai 366 under different concentrations of sodium selenite solution increased first and then decreased. After spraying with sodium selenite solution， the seed setting of low temperature treatment was lower than that of normal temperature control. 0.9mg/L sodium selenite solution increased the activities of catalase （CAT）， superoxide dismutase （SOD）， peroxidase （POD） and ascorbate peroxidase （APX） in Zhengmai 366 leaves， and the seed setting was the highest. The content of malondialdehyde （MDA） showed a trend of first decreasing and then increasing， and the content was the lowest at 0.9mg/L. In conclusion， selenium could improve the ability of wheat to cope with inverted cold stress by increasing the activity of antioxidant enzymes and reducing the content of malondialdehyde in Zhengmai 366 leaves. The results provided theoretical reference for the study of selenium in wheat resistance to inverted cold stress， and provided technical support for improving the ability of wheat to cope with inverted cold stress in field.

Key words Wheat;Stamen and pistil differentiation stage;Selenium;Low temperature stress;Fruit setting;Antioxidant enzyme activity

硒是动植物生长发育所必需的营养元素，已有研究表明，硒对植物的生长发育具有多种生理效应影响，适量的硒可以清除植物体内过量自由基，在一定程度上硒能够缓解植物因遭受胁迫造成的损伤[1]，研究证明硒增强了植株自身的抗氧化能力，从而提高植株的抗逆境和抗衰老的能力，保证植株的正常生长[2]。

春季低温（倒春寒）是影响黄淮及长江中下游冬小麦生产的主要气象灾害之一。近年来，春季低温灾害频发。1981—2019年的28年间，我国小麦主产区共发生14次晚春寒流，频率高达50%。春季，从雄蕊原基分化期到花药分离期的幼穗发育对低温敏感，这时如果出现倒春寒，将直接导致小麦幼穗畸形，小花发育受阻，小麦穗粒数下降，从而导致小麦产量严重下降[3-4]。而近年来随着全球气候的变化异常，极端温度事件频频发生，小麦在生育期内遭遇倒春寒的可能性也由此增大。倒春寒已经成为限制河南小麦产量及品质的重要因素[5]。倒春寒具有随机性和不可预测性，使得农艺预防措施和补救方法很难跟上，容易对小麦产量造成不可逆转的损失[6]。

研究表明，硒提高了小麦幼苗的抗旱性，促进了小麦种子萌发，但用硒元素用于研究倒春寒的报道较少。鉴于此，笔者为探讨不同浓度的硒溶液对小麦抗倒春寒能力的影响，以盆栽低温敏感型小麦品种郑麦366为试验材料，分别用0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、2.4 mg/L的亚硒酸钠溶液喷施雌雄蕊原基分化期的郑麦366幼苗，3 d后将各处理材料放入人工气候室0 ℃低温胁迫处理36 h，测定各处理中郑麦366叶片的抗氧化酶活性及丙二醛含量，成熟期调查结实性，以期为硒元素对小麦抗春季低温胁迫的研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为郑麦366，由河南科技学院作物遗传育种实验室提供。

1.2 试验方法

1.2.1 试验材料的准备。

准备郑麦366品种的种子，在小麦播种期将其稀播于塑料盆中，编号挂牌，待出苗后定期浇水，将其放于室外使保持在自然条件下生长。

1.2.2 不同浓度亚硒酸钠处理。

翌年春注意观察小麦分化情况，在拔节后取小麦分蘖，用解剖针剥离正在分化的幼穗，在解剖镜下观察其分化情况，待小麦发育至雌雄蕊原基分化期分别喷施0 mg/L（低温处理对照）、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、2.4 mg/L的亚硒酸钠溶液于叶片上，连续喷施2次，使其充分吸收3 d，然后将喷施亚硒酸钠的小麦盆钵放入智能人工气候室，进行低温胁迫处理。常温对照处理（CK）仍放室外，不予低温胁迫。

1.2.3 低温胁迫处理。

将各重复小麦放入预先调好的智能人工气候室中低温胁迫（白天：0 ℃，12 h，湿度70%;黑夜：0 ℃，12 h，湿度75%）处理36 h后取出，放回室外，一部分取处理的小麦倒二叶，液氮速冻，然后放入超低温冰箱中保存，另外一部分调查自交结实率。

1.2.4 抗氧化酶活性的测定。

低温处理的叶片用北京索莱宝科技有限公司生产的试剂盒测定过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性。

1.2.5 丙二醛（MDA）含量的测定。

用北京索莱宝科技有限公司生产的MDA试剂盒进行丙二醛含量的测定。

1.2.6 结实性测定。

定期对室外小麦进行浇水，观察小麦麦穗生长情况，待其灌浆20 d左右，取各处理中小麦麦穗的结实情况，以其作为经亚硒酸钠处理后低温胁迫下郑麦366的结实性。

1.3 数据处理

用Excel 2016和DPS软件对试验数据进行统计分析;采用Duncan氏新复极差法对数据进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同浓度亚硒酸钠处理对低温胁迫下郑麦366结实性的影响

与常温对照相比，郑麦366低温处理后结实性显著降低（图1），说明倒春寒胁迫严重影响了郑麦366的结实性。由图1、2可知，经过36 h的低温胁迫后，郑麦366的结实性因亚硒酸钠溶液处理浓度的不同而有所差异，整体呈先升高再降低的趋势，其中0.9 mg/L处理下结实性最高，平均每穗达到20粒，与低温胁迫相比其结实性提高到了正常结实性的55.56%。其次是1.2、0.6 mg/L浓度处理，再次是1.5、03和2.4 mg/L浓度处理。经亚硒酸钠溶液处理后以上处理的结实性均高于0 mg/L浓度处理，说明经亚硒酸钠溶液处理后提高了郑麦366抗低温胁迫的能力，且0.9 mg/L浓度处理对提高小麦结实性表现最佳。

2.2 不同浓度亚硒酸钠处理对低温胁迫下郑麦366叶片中CAT活性的影响

CAT能够清除植物受到胁迫时产生的H2O 其活性常与植物的抗逆性相关[7]。喷施亚硒酸钠溶液对郑麦366叶片中CAT活性的影响因处理浓度的不同而变化。由图3可知，低温胁迫后不同浓度的亚硒酸钠处理下郑麦366叶片中CAT活性变化幅度变化明显，CAT活性整体呈现先上升后下降的趋势。经低温胁迫36 h后，0.9 mg/L的亚硒酸钠溶液处理与其他浓度处理间差异显著，除0与0.3 mg/L浓度处理、1.2与1.5 mg/L以及0与2.4 mg/L处理间差异不显著外，其他各处理间在0.05水平均差异显著，且在0.9 mg/L浓度处理下叶片中过氧化氢酶活性最高。

2.3 不同浓度亚硒酸钠处理对低温胁迫下郑麦366叶片中SOD活性的影响