不同浓度的硅处理对老芒麦苗期抗寒性的影响

doi:10.11686/cyxb2025067

摘要/Abstract

摘要：

本研究以老芒麦为材料，旨在评估不同浓度（0、50、100、150和200 mg·L^-1）纳米硅处理对其苗期抗寒性的影响。通过低温胁迫试验和纳米硅处理，发现在低温胁迫下纳米硅处理显著促进了老芒麦根系的伸长（P<0.05），而对株高无显著影响（P>0.05）。此外，对试验中各指标全面综合分析表明，和对照相比，200 mg·L^-1纳米硅处理组老芒麦幼苗的根长、脯氨酸含量、叶绿素含量分别提高了63.2%、178.6%和15.6%，相对电导率、丙二醛含量和脱落酸含量分别降低了17.5%、3.88%和2.23%。综上，纳米硅可通过调节细胞渗透压、维持光合作用效率以及调节植物激素水平等维持植物在低温胁迫下能正常进行生理代谢，以增强植物的抗寒性。本研究为纳米硅在牧草抗寒育种中的应用提供了理论支撑。

关键词: 纳米硅, 老芒麦, 苗期, 抗寒性

Abstract:

In this study， we evaluated the effects of nano-silicon （nano-Si） at varying concentrations （0， 50， 100， 150， and 200 mg·L^-1） on the cold resistance of Elymus sibiricus during the seedling stage. When seedlings were subjected to a cold treatment， those treated with nano-Si showed significantly enhanced root elongation， compared with that of the control group， but no difference in their plant height. An exhaustive analysis of cold-resistance traits revealed that， compared with the control group， E. sibiricus seedlings treated with 200 mg·L^-1 nano-silicon showed markedly higher values for root length， proline content， and chlorophyll content （increased by 63.2%， 178.6%， and 15.6%， respectively）， and lower values for several stress-related parameters. Specifically， compared with the control group， the E. sibiricus seedlings treated with 200 mg·L^-1 nano-Si had lower relative conductivity， malondialdehyde content， and abscisic acid content （17.5%， 3.88%， and 2.23% lower， respectively）. These results indicate that nano-Si regulates cell osmotic pressure， maintains photosynthetic efficiency， and modulates plant hormone levels， thereby preserving physiological metabolism under low-temperature stress and improving cold resistance. The results of this study provide theoretical support for the application of nano-Si to increase the cold resistance of forage crops.

Key words: nano-silicon, Elymus sibiricus, seedling stage, cold resistance

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图/表 10

图1 不同浓度纳米硅处理对老芒麦幼苗株高的影响误差棒为标准差Error bars represent standard deviation （SD）. T1~5： 0， 50， 100， 150， 200 mg·L-1纳米硅Nano silicon. NT：常温组（22 ℃）Normal temperature group （22 ℃）； LT：低温组（4 ℃） Low temperature group （4 ℃）. 下同The same below.

Fig.1 Effects of different concentrations of nano-silicon treatments on plant height of E. sibiricus seedlings

图2 不同浓度纳米硅处理对老芒麦幼苗根长的影响不同小写字母表示在常温处理下各组间有显著性差异（P<0.05）；不同大写字母表示低温处理下各组间有差异显著（P<0.05）。Different lowercase letters indicate significant differences （P<0.05） among groups under normal temperature； Different uppercase letters denote significant differences （P<0.05） among groups under low temperature. 下同The same below.

Fig.2 Effects of different concentrations of nano-silicon treatments on root length of E. sibiricus seedlings

图3 不同浓度纳米硅处理对老芒麦幼苗相对电导率的影响

Fig.3 Effects of different concentrations of nano-silicon treatments on the relative conductivity of E. sibiricus seedlings

图4 不同浓度纳米硅处理对老芒麦幼苗脯氨酸含量的影响

Fig.4 Effects of different concentrations of nano-silicon treatments on proline content of E. sibiricus seedlings

图5 不同浓度纳米硅处理对老芒麦幼苗丙二醛含量的影响

Fig.5 Effects of different concentrations of nano-silicon treatments on malondialdehyde content of E. sibiricus seedlings

图6 不同浓度纳米硅处理对老芒麦幼苗叶绿素含量的影响

Fig.6 Effects of different concentrations of nano-silicon treatments on chlorophyll content of E. sibiricus seedlings

图7 不同浓度纳米硅处理对老芒麦幼苗超氧化物歧化酶活性的影响

Fig.7 Effects of different concentrations of nano-silicon treatments on superoxide dismutase activity of E. sibiricus seedlings

图8 不同浓度纳米硅处理对老芒麦幼苗脱落酸浓度的影响

Fig.8 Effects of different concentrations of nano-silicon treatments on abscisic acid concentration in E. sibiricus seedlings

图9 抗寒指标相关性分析*用以标识变量间存在显著相关性（P<0.05），而**则指示变量间呈极显著的相关性（P<0.01）。* was used to identify the significant correlation between variables （P<0.05），while ** indicated that there was a extremely significant correlation between variables （P<0.01）.

Fig.9 Correlation analysis of cold tolerance related traits

表1 不同浓度纳米硅处理下苗期老芒麦抗寒性隶属函数值及综合评价

Table 1 Membership function value and comprehensive evaluation of cold resistance of E. sibiricus under different concentrations of nano-silicon treatments

处理 Treatment	隶属函数值Subordinate function values						综合评价值 Comprehensive evaluation value	排序 Rank
处理 Treatment	相对电导率 Relative conductivity	脯氨酸 Proline	丙二醛 Malondialdehyde	叶绿素 Chlorophyll	超氧化物歧化酶 Superoxide dismutase	脱落酸 Abscisic acid	综合评价值 Comprehensive evaluation value	排序 Rank
T₁	0.0129	0.0523	0.9451	0	0.2796	0.3893	0.2799	4
T₂	0	0.2471	0.5071	0.3419	0.3951	0.0912	0.2637	5
T₃	0.0776	0	0	1.0000	1.0000	0.6945	0.4620	3
T₄	1.0000	0.1629	0.6491	0.0110	0.1250	1.0000	0.4913	2
T₅	0.8463	1.0000	1.0000	0.3133	0	0	0.5266	1

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