甲哌钅翁通过调节棉花叶片水分平衡和光合性能提高苗期耐旱性的生理机制

王玉贤，董莹莹，李芳军，杜明伟，田晓莉，李召虎

（中国农业大学农学院/ 作物化控研究中心/ 植物生长调节剂教育部工程研究中心，北京 100193）

我国是原棉生产大国，棉花种植区域主要分布在干旱和半干旱地区，常受到春旱、伏旱或秋旱的威胁， 其中春旱对出苗和苗期生长影响较大。 干旱胁迫下，植物会在组织和细胞水平发生多种生理生化反应启动胁迫应答，如积累脯氨酸等低分子量渗透调节物质防止细胞失水[1]；积累超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸等抗氧化物质消除过多的活性氧[2]；形成水通道蛋白、晚期胚胎发生丰富蛋白（Late embryogenesis abundant，LEA）等具有保护和调节细胞功能的蛋白[3]；以及加快根系生长增强吸水能力、减少蒸腾增加保水能力[4]。此外，耐旱性强的物种或品种能减轻干旱对叶绿素含量和净光合速率的负面影响，保护光合系统Ⅱ[5-6]。

植物生长调节剂不仅可以调控植物的生长发育， 也可以提高植物抵抗生物和非生物逆境的能力[7-9]。甲哌钅翁（Mepiquat chloride，DPC）是在棉花生产中广泛应用的植物生长调节剂[10]，通过抑制赤霉素（Gibberellin，GA）关键合成酶柯巴基焦磷酸合酶 （Ent-copalyl diphosphate synthase，CPS）和内根-贝壳杉烯合酶（Ent-kaurene synthase，KS）编码基因的表达降低内源GA 含量，从而延缓茎枝的伸长生长[11]。 此外，有研究表明DPC 浸种可增强作物抵御苗期干旱胁迫的能力[12-16]，但存在延迟出苗、降低出苗率的风险[17]。为明确棉花苗期叶面喷施DPC 是否也具有提高棉株抗旱能力的作用，本文从形态、光合特性、水分平衡及利用等方面进行了探索。……