Cicer arietinum L. 幼苗的耐寒性：对冻害抗性的多变量分析

本研究评估了8个豌豆基因型在0至-14°C低温下的生理生化及分子机制，发现耐寒基因型通过维持膜完整性、积累渗透调节物质及激活抗氧化酶系统（caCAT、caPOD、caAPX）实现抗冻，其中MCC911和MCC901表现最佳，为培育秋播耐寒品种提供理论依据。

　　

摘要

为了提高在低温易发地区种植鹰嘴豆（Cicer arietinum L.）的产量，了解植物耐受低温胁迫的生理和分子机制至关重要。本研究采用全面的生理、生化和分子方法，评估了8个鹰嘴豆基因型——KAKA以及来自马什哈德鹰嘴豆资源库（MCC）的7个耐寒品系（MCC194、MCC605、MCC607、MCC613、MCC885、MCC901和MCC911）在一系列冰冻温度（0、-6、-10、-12和-14°C）下的表现。这些植物在半控制条件下栽培，并在受到冰冻处理前经历了冷适应过程。耐寒基因型在冰冻胁迫下表现出更高的存活率、生物量和色素含量，电解质泄漏较少，渗透势也更为负值。它们在-12°C时积累了更多的脯氨酸、总可溶性碳水化合物、酚类物质和抗氧化剂。qRT-PCR结果显示，抗氧化基因caCAT、caPOD和caAPX在耐寒基因型中的表达上调。叶绿素荧光检测表明，这些基因型在冷暴露后光系统II的最大量子效率更高。主成分分析（PCA）和相关矩阵揭示了各测量指标之间的显著关系。偏最小二乘结构方程建模（PLS-SEM）表明，酶活性是预测植物干重的最强正向因素（β = 0.404），而膜损伤对其有显著的负面影响（β = -0.913）。此外，综合隶属函数分析将基因型MCC911（评价值0.737）评为最耐寒的基因型，而基因型KAKA（评价值0.222）评为最敏感的基因型。研究结果表明，维持膜完整性、积累渗透适应性化合物以及激活酶促抗氧化系统是鹰嘴豆耐寒的关键机制。基因型MCC911和MCC901被认为是用于培育秋季种植耐寒品种的理想候选品种。总体而言，这些发现为鹰嘴豆的低温胁迫适应提供了详细的生理和分子框架，并确定了培育耐寒品种的潜在标记。