苗期低温胁迫对扬麦16叶片抗氧化酶和渗透调节物质的影响

以扬麦16为试验材料, 利用人工气候箱模拟低温逆境, 研究-4℃、-6℃和-8℃低温胁迫对小麦苗期生长和叶片生理特性的影响。结果表明, 随着处理温度的降低、胁迫时间的延长, 小麦植株由叶尖萎蔫变黄的2、3级冻害加重至叶片全枯的4级冻害, 甚至大部分茎蘖冻死的5级冻害, –4℃和–6℃处理24 h没有发生4级及以上冻害。–8℃处理24 h和48 h后植株5级冻害比例显著增加, 植株死亡率分别为16.7%和39.6%。低温胁迫初期小麦叶片中SOD、POD和CAT活性均呈上升趋势, 随胁迫程度加重, SOD最先表现出下降趋势, POD和CAT变化稍缓, MDA含量增加。苗期低温胁迫使叶片中游离脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量明显高于对照, 且随温度的降低和处理时间的延长呈上升趋势, 表现出对低温逆境的适应性。     

外源水杨酸对低温胁迫下养心菜生理代谢的调节作用

为探讨外源SA对低温胁迫下养心菜生理代谢的调节作用,以养心菜为试材,在0,5℃低温胁迫下,分析叶面喷施不同浓度(0,0.5,1.0,2.0,4.0 mmol/L)的水杨酸(SA)对养心菜膜透性、MDA含量、抗氧化酶活性、可溶性蛋白、脯氨酸、叶绿素含量以及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:0.5,1.0,2.0 mmol/L的水杨酸处理均能抑制低温下养心菜相对电导率和MDA的升高,提高养心菜叶片SOD和POD活性,增加可溶性蛋白、脯氨酸和叶绿素含量,也使养心菜叶片Fv/Fm的下降幅度减缓,光抑制对植物的伤害也得以减缓,养心菜的抗寒指标在低温下均有不同程度的缓解。同一浓度的水杨酸处理对不同温度的作用效果不同。综合评价的结果显示,1.0 mmol/L SA处理对养心菜在5℃低温下的缓解效果最好。     

外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分和光合特性的影响

为了研究外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分以及光合特性的影响,以ML7113小麦为受试材料,以硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)作为外源NO的供体,预先用0.1 mmol/L的SNP浸种24 h,设置4个处理组：对照组(CK)、紫外线UV-B胁迫处理组(B)、UV-B胁迫和SNP复合处理组(B+SNP)、SNP单独处理组。待幼苗生长7天后取其叶片进行可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O₂^-)、过氧化氢(H₂O₂)、气孔密度、光合色素及叶绿素荧光参数等指标的测定。结果表明,NO供体SNP能显著增加经UV-B胁迫后小麦幼苗的株高,并使其小麦幼苗可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量分别提高19.69%、15.25%、41.36%,同时使其小麦叶正面气孔密度增大10.34%。SNP单独处理使得光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）的含量较CK分别提高12.43%和5.99%,叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/F0较CK显著提高0.5%和5.16%。此外,SNP能使小麦幼苗丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)的含量较CK显著降低27.30%和74.92%,超氧阴离子(O₂^-)的产生速率较CK显著降低24.47%。通过体内相关生理指标物质含量的变化来响应UV-B胁迫对小麦幼苗造成的伤害,而适宜浓度的外源NO(0.1 mmol/L)可以缓解UV-B胁迫下对小麦幼苗的伤害作用,从而增强小麦幼苗对UV-B胁迫的适应能力。     

灌水量对宁夏春小麦光合特性及产量构成因素的影响

为揭示不同灌水量对不同年代春小麦光合特性及产量的影响,以5个不同年代宁夏春小麦品种(系)为试验材料,在宁夏灌区4种水分处理条件下,研究了灌水时期对不同年代宁夏春小麦品种光合生理指标及产量因子的影响。结果表明,不同时期灌水对春小麦叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)等生理指标均产生明显影响;T1、T2处理,‘毛火麦’和‘宁春27号’的叶绿素含量、Pn、WUE较高,在T1、T2和T3处理下其产量与其他品种(系)差异不显著。随着灌水量的增加,灌区品种(系)‘宁春4号’、‘宁春50号’和‘J63’的叶绿素含量、Pn、WUE高于‘毛火麦’和‘宁春27号’且产量正常灌水条件下显著高于其他处理。因此,宁夏灌区在保证分蘖期和拔节期灌水,增加抽穗期灌水,各品种(系)既保持较高水分利用效率,又可以获得较高的产量。     

低温胁迫下冬小麦幼苗期和拔节期某些生理生化特性的变化

研究了0－2℃的低温胁迫条件下半冬性和弱春性小麦幼苗期、拔节期叶片超氧化物歧化酶活性（SOD），丙二醛（MDA）、可溶性糖（WSS）和脯氨酸（Pro)含量的变化。结果表明：（1）半冬性小麦SOD活性升高和MDA含量下降的幅度均大于弱春性品种，前者WSS和Pro积累也较后者多；（2）2个品种在幼苗期4项指标的差异显著，拔节期差异变小，（3）小麦拔节期对持续寒冷的耐受力软弱。     

外源ABA及其抑制剂氟啶酮对冬小麦分蘖节抗寒指标的影响

为探讨外源ABA及其抑制剂对冬小麦抗寒性的影响,以强抗寒小麦品种东农冬麦1号为试验材料,于三叶期分别喷施10μmol/L脱落酸(ABA)和50μmol/L的ABA抑制剂氟啶酮,以水处理为对照,分别于4℃、0℃、-10℃和-25℃取小麦分蘖节进行抗寒相关生理指标的测定。结果表明,随着温度的降低,各处理可溶性糖和可溶性蛋白含量先升高后降低,脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量逐渐升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐增强;ABA处理的可溶性糖、可溶性蛋白、Pro含量和SOD活性均高于对照,MDA含量低于对照;氟啶酮处理的各项指标与ABA处理呈相反趋势。说明低温胁迫下,外施ABA可以通过增加植物体内ABA含量,进而增加渗透调节物质含量、提高抗氧化酶活性来提高东农冬麦1号的抗寒性;一定浓度的氟啶酮可作为ABA抑制剂来研究植物的逆境生理。     

外施2,4-表油菜素内酯缓解冬小麦拔节期冻害胁迫效应

为探讨外源油菜素内酯对冻害胁迫条件下拔节期小麦生理特性、转录水平及生长的影响,选用半冬性小麦品种百农207为材料,采用0.1 mg/L的2,4-表油菜素内酯(EBR)浇施拔节期小麦,研究冻害胁迫下小麦叶绿素含量(SPAD值)、丙二醛(MDA)含量、相对电导率、游离脯氨酸(Pro)含量、抗逆相关基因表达量、幼穗受冻率、籽粒产量、千粒质量及干物质质量的变化。结果表明,冻害胁迫前,对照组与处理组的SPAD值、MDA含量和相对电导率无显著差异,而Pro含量处理组显著低于对照组;在冻害胁迫后,与对照相比,外施EBR显著降低了小麦叶片的MDA含量和相对电导率,提高了SPAD值和Pro含量。冻害胁迫48 h,处理组小麦植株叶片抗逆相关基因SOD、POD、CAT、P5CS和WCS120的相对表达量均显著高于对照;冻害胁迫后,与对照组相比,处理组植株幼穗受冻率显著降低,比对照降低了20.93百分点,而籽粒产量、千粒质量和干物质质量显著增加,分别增加了19.38,2.37,54.40 g。综上,小麦拔节期外施EBR可以通过降低叶片MDA含量,提高Pro含量、叶绿素含量以及抗逆相关基因SOD、POD、CAT...     

水分胁迫下外源物质对小麦抽穗后生理性状的影响

为探讨不同外源物质对干旱胁迫下小麦生理特性的影响,筛选有效增强小麦抗旱性的外源物质及施用方法,选用黄腐酸、脯氨酸、KH_2PO_4、葡萄糖4种物质的不同组合,在抽穗期用喷雾法对小麦进行处理,研究了小麦抽穗后旗叶光合速率,可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性等生理特性。结果表明,在水分胁迫下外源物质处理可以提高旗叶光合速率,可溶性糖、可溶性蛋白含量以及保护酶活性,同时有效降低MDA含量,从而增强小麦抗旱性,提高小麦产量。试验表明,外源物质处理对于增强小麦抗旱性具有一定效果,黄腐酸+脯氨酸+葡萄糖+KH_2PO_4复配处理效果最好。     

灌水量对不同年代宁夏春小麦光合特性及产量构成因素的影响

为揭示不同灌水量对不同年代春小麦光合特性及产量的影响，以5 个不同年代宁夏春小麦品种（系）为试验材料，在宁夏灌区4 种水分处理条件下，研究了灌水时期对不同年代宁夏春小麦品种光合生理指标及产量因子的影响。结果表明，不同时期灌水对春小麦叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)等生理指标均产生明显影响；T1、T2 处理，‘毛火麦’和‘宁春27 号’的叶绿素含量、Pn、WUE较高，在T1、T2 和T3 处理下其产量与其他品种（系）差异不显著。随着灌水量的增加，灌区品种（系）‘宁春4 号’、‘宁春50 号’和‘J63’的叶绿素含量、Pn、WUE高于‘毛火麦’和‘宁春27 号’且产量正常灌水条件下显著高于其他处理。因此，宁夏灌区在保证分蘖期和拔节期灌水，增加抽穗期灌水，各品种（系）既保持较高水分利用效率，又可以获得较高的产量。     

高压静电场处理种子对小麦幼苗抗寒性的影响

电场处理强度为EN =0.5×N(kV/cm),N=0,1,2,…,12,对照组为Eo(电场未处理),处理时间T=10 min和T=5 min处理小麦干种子.处理组幼苗在4℃的条件下进行低温胁迫处理,研究小麦幼苗各项抗寒性指标:相对电导率、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛含量和3种保护酶(POD、SOD、CAT)活性的变化情况.结果表明,电场预处理小麦种子不但明显提高了幼苗叶片的脯氨酸含量,而且提高幼苗的抗低温胁迫能力.处理组幼苗在4℃的低温胁迫条件下与对照组相比具有较高的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性及可溶性蛋白质含量.同时电场处理还降低了幼苗叶片的相对电导率及MDA含量,且小麦幼苗各个抗寒性指标变化的最大幅值均出现在处理条件4.5 kV/cm,10 min,由此得出高压静电场处理种子提高小麦幼苗的抗寒性的最佳处理条件.     

2016-2017年暖冬对冬小麦越冬安全的调查分析

2016-2017年度冬季为我国1961年以来最暖的冬季。暖冬对冬小麦越冬安全不同于冷冬年或倒春寒出现冻害的问题,冬季暖干化致使麦苗绿叶等营养器官黄枯,我们在固城站调查发现:播期由早到晚绿叶黄枯率为92.95%-41.95%,绿叶等营养器官黄枯对麦苗体质的不可逆性生理伤害和返青后营养器官恢复生长影响较大。气候变暖背景下,华北地区半冬性甚至弱春性冬小麦品种已替代了过去的强冬性或冬性品种,北方冬小麦冬性品种的适宜播种期温度指标15-18℃应做修订,依据气候变暖1.5-2℃的结论,华北地区目前种植的冬小麦半冬性品种的适宜播种期温度指标建议修订为13-16℃,由此推算出固城站冬小麦半冬性品种播种期在10月2-14日。     

江苏省冬小麦冻害风险评价指标的构建

为了科学评估江苏冬小麦冻害风险,为防灾减灾和粮食稳产高产提供依据,利用1960—2010年江苏省常规气象观测资料、农业气象观测资料和冬小麦产量资料,筛选出江苏冬小麦低温冻害的主要致灾因子,并确定了致灾指标。在此基础上根据风险分析原理,采用灰色关联分析方法,构建了综合气候产量减产率和低温冻害指标的冬小麦低温冻害风险定量评估指数模型。结果表明,将江苏省划分为高风险区、中风险区和低风险区：高风险区为淮河——苏北灌溉总渠以北的大部分地区及盐城东北部地区,风险值大于50%,可能造成的产量损失平均为3%~6%,低风险区为淮河——苏北灌溉总渠以南除盐城东北部以外的全省大部分地区,风险值低于35%,产量损失不大,中风险区主要为这两者的过渡地带,可能造成的产量损失为0~3%。评估结果较好地反映了历史和实际情况,可以作为江苏冬小麦冻害风险评估和防控的依据。     

低温对不同土壤湿度下小麦植株性状和产量影响研究

为研究小麦在不同土壤湿度下经受低温冻害后植株性状和产量变化规律,以‘周麦22’为研究对象,研究了拔节期小麦在-6℃（植株体温度）低温环境下维持4 h,土壤重量含水量为26%、18%、10%时,小麦后期植株性状和产量的变化。研究结果显示：随着土壤重量含水量的增加,低温冻害对小麦株高、最低茎高、穗下节长、倒二节长和生物产量的影响逐渐降低,土壤重量含水量接近10%时,小麦植株性状则显著降低。随着土壤重量含水量的增加,低温冻害对小麦产量的影响逐渐减轻,土壤重量含水量接近18%时,小麦产量则显著降低,且低温对不同土壤重量含水量环境下小麦穗粒数影响大,对穗数和千粒重影响较小。低温处理后不同土壤湿度处理之间,处理W（土壤含水量26%）、处理M（土壤含水量18%）、处理D（土壤含水量10%）和CK潜蘖穗数差异显著(P<0.05),处理W、CK和处理M、处理D之间大穗产量存在显著差异(P<0.05),其余处理之间均差异不显著。该试验为预防和降低小麦低温灾害及小麦生产提供技术帮助。     

内蒙古平原灌区“春麦冬播”种植效应及品种适应性

针对内蒙古春播小麦生育期短、干热风、高温逼熟等因素制约产量提高,且收获后光温资源极大浪费的现状,以及试种冬小麦发现的冬季冻害、春季干旱或“倒春寒”影响返青率及前茬限制等问题,本研究以“春麦冬播”种植模式为切入点,采用不同春化类型小麦品种,通过连续2年的田间试验,系统研究了不同小麦品种越冬出苗、叶片生理、根系性状及产量形成的差异,以期筛选适宜冬播的小麦品种。结果表明:供试的全部春性小麦品种及部分冬性品种可以以种子形式完成春化作用,第2年正常抽穗成熟。冬播条件下春季田间出苗率较春播小麦有所降低,但根系发达,对低温及干旱的适应性强。通过系统聚类筛选出适宜内蒙古平原灌区冬播的3个小麦品种,包括春性品种永良4号、冬性品种宁冬11号和半冬性品种河农7106,其共同特征为越冬出苗率高、抗逆性强、根系发达、产量表现较高,其中永良4号产量可达到与春播相同的水平。     

春季低温对小麦花粉育性及粒数形成的影响

小麦拔节后遭遇春季低温,每穗粒数下降,产量降低。为探明春季低温引起每穗粒数减少的生理原因,以春性小麦扬麦16和半冬性小麦徐麦30为供试品种,研究小麦倒二叶出生期(昼夜5℃/–3℃)、孕穗期(昼夜8℃/–1℃)和开花期(昼夜12℃/4℃)分别进行低温处理对小麦花粉育性及每穗粒数形成的影响。结果表明:倒二叶出生期和孕穗期低温均导致2个小麦品种在二胞花粉期和三胞花粉期花药中的多糖物质淀粉和蛋白质的代谢异常,绒毡层解体延迟;孕穗期低温还造成花粉母细胞减数分裂中染色体配对异常、出现微核等情况,影响正常雄配子体形成;花粉败育率表现为倒二叶出生期低温处理>孕穗期低温处理>开花期低温处理,徐麦30败育率高于扬麦16;3个时期低温均显著降低了2个小麦品种结实小穗数、每小穗结实粒数和每穗粒数,以倒二叶出生期低温处理穗粒数降低的幅度最大。相关分析表明,春季低温引起花粉母细胞减数分裂异常、绒毡层延迟解体、花药营养物质供给不足导致的花粉育性下降,是春季低温导致小麦每穗粒数减少的主要原因。     

不同低温处理对小麦光合特性和产量性状的影响

为研究小麦在经受低温冻害后植株光合特性和产量性状变化规律,以‘周麦22’为研究对象,于拔节前期和拔节后期,分别设置-1℃、-3℃、-5℃、-7℃、-9℃温度梯度,低温处理4 h后,测定小麦光合特性和叶绿素SPAD值,并在收获后测量小麦植株性状变化。本研究结果表明,于拔节前期和后期,随温度的降低,小麦光合速率A,胞间CO2浓度Ci,叶片蒸腾速率E和气孔导度GH2O逐渐降低。但于拔节前期,-7℃处理较CK显著降低,且各低温梯度于7天后逐渐恢复正常。而于拔节后期,-5℃处理较CK显著降低,于各低温梯度于3天后逐渐恢复正常;在小麦拔节前期,温度低于-9℃时,SPAD值明显降低,而在拔节后期,温度低于-5℃时,SPAD开始显著降低;低温发生时间推迟,小蘖穗高降低,穗长缩短,粒数和千粒重则降低,而株高和单株成穗数增加。随温度的降低,小蘖穗高、株高降低和穗粒数显著降低。在发生低温冻害后,小麦生物产量和籽粒产量均显著降低。     

春季低温对小麦花粉育性及粒数形成的影响

Grain yield and the number of grains per ear of wheat decreased under the low temperature after jointing stage. In order to explore the physiological reasons of the decrease of grains number per ear by low temperature in spring, the spring wheat variety Yangmai 16 and the semi-winter wheat variety Xumai 30 were used as tested varieties to analyze the effects of low temperature in spring on the fertility of pollen and the formation of grain numbers at the appearance of the penultimate leaf stage (5℃/-3℃, day/night), booting stage (8℃/-1℃, day/night), and anthesis stage (12℃/4℃, day/night). The results showed that low temperature at the appearance of the penultimate leaf stage and booting stage resulted in abnormal metabolism of starch and protein in the anther both at the binuclear and tri-nuclear pollen stages and delayed degradation of the tapetum. The low temperature at the booting stage caused abnormal meiosis of pollen mother cells, abnormalities in chromosome pairing, which affected the formation of male gametophyte. The abortion rate of pollen was more significantly increased under low temperature at the appearance of the penultimate leaf stage than that at the booting stage, and it was the minimum at anthesis stage. The abortion rate of pollen in Xumai 30 was higher than that in Yangmai 16. The low temperature at three stages had significant effects on the number of spikelets, the number of fertile spikelets and the number of grains per spikelet. The effect of low temperature at the appearance of the penultimate leaf stage on grains number per spikelet was the most significant. There was a significant positive correlation between the number of grains per spike and pollen fertility, which was affected by abnormal meiosis, delayed degradation of the tapetum, and undersupply of nutriment for anther development. Therefore, the decline of pollen fertility caused by low temperature in spring is the main reason for the decrease of grains number per spike.     

孕穗期高温对水稻生理特性和产量性状影响研究

为探索水稻孕穗期高温对生理生化特性和产量性状的影响,降低水稻生长发育过程中孕穗期高温对水稻的危害提供理论依据。以‘泰优553’和‘隆晶优1212’为材料,在孕穗期幼穗分化Ⅳ-Ⅵ期利用人工气候室以29、32、35、38℃处理7天,以同时期田间自然温度条件作对照（CK,平均温度30.6℃）,研究孕穗期不同温度对水稻生理特性和产量性状的影响。与对照相比,38℃处理显著降低了‘泰优553’和‘隆晶优1212’的可育花粉数和可育率,可育率分别比对照下降了60.2%、54.7%。随温度的升高,2个品种的脯氨酸和丙二醛(MDA)含量呈上升趋势,在38℃处理显著高于对照(CK)和其他处理,过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势。高温处理显著降低了2个品种的结实率、千粒重和产量,但对有效穗影响较少。水稻孕穗期高温能显著降低可育花粉数和可育率,同时影响幼穗生理指标的变化,致使结实率和产量下降,不同品种对高温危害的表现存在差异。     

白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒机理差异的研究

为探究白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒机理差异的原因。以8个抗寒性不同的冬油菜品种为材料,采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,待油菜长至5~6片真叶时,大田试验进行植物学形态,干物质积累量的测定,盆栽试验按24℃→10℃→5℃→0℃→-5℃→-10℃各48 h依次降温处理后测定生理生化指标。结果表明,白菜型冬油菜冬前生长点洼陷,幼苗匍匐生长,干物质积累主要集中在地下部分,其中白菜型冬油菜地下部鲜质量与地下部干质量较甘蓝型冬油菜平均增加了236.1%,263.0%,说明抗寒性强的冬油菜能够在营养生长阶段将光合有机产物优先运输到地下部,建立庞大的根系,为安全越冬提供代谢能量。随着温度的变化,不同类型冬油菜的生理生化活性有较大的差异,-5℃时陇油7号SOD活性较CK增加了10.7%,0℃时陇油7号CAT、POD活性较CK分别增加了24.7%,28.6%,而0℃时白菜型冬油菜SP含量较甘蓝型冬油菜平均增加了32.3%,-10℃时白菜型冬油菜的SS含量较甘蓝型冬油菜平均增加了71.4%,-10℃甘蓝型冬油菜MDA含量较白菜型冬油菜平均增加了52.8%,这说明抗寒性强的品种在低温条件下能够保护自身免受损伤,其中CAT、POD、SP是抵抗冷害的保护性物质,SOD、SS是抵御冻害的保护性物质。白菜型冬油菜比甘蓝型冬油菜在形态学及生理水平上都具有明显的优势,形态学上的优势使其有利于抵御极端低温天气,提供维持越冬及冬后返青所需的代谢能量;生理水平上,低温胁迫后保护性酶活性、调节性物质含量增加,能够有效地保护细胞膜结构,MDA含量减少,可以缓解低温对冬油菜叶片的伤害,从而保证高越冬率,为北方白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒性研究提供理论依据。     

灌水模式对夏玉米耗水特性和干物质积累及分配的影响

为明确夏玉米的耗水特性,于2009年度在人工遮雨棚内进行盆栽试验,研究了土壤含水量对玉米生长发育的影响。在2010年玉米生长季降水量为446.2 mm的条件下,采用不同灌水量处理（试验共设3个处理,雨养：W0,全生育期不灌水;调亏灌溉：W1,保持田间土壤相对含水量为80%;大水漫灌：W2）,研究了夏玉米的田间耗水特性和干物质积累与分配规律。结果表明,2009年盆栽条件下,80%的土壤含水量有利于干物质的积累和籽粒产量的形成,可获得170.76 g/株的籽粒产量。2010年田间试验表明,W0、W1、W2处理干物质积累量分别为：310.83、321.5、325.59 g/株,产量分别为：9255.85、9747.29、9635.72 kg/hm2。与W0相比,灌水处理显著提高了夏玉米的干物质积累量和籽粒产量。2灌水处理间比较发现,W1处理获得了高的籽粒产量,水分利用效率显著亦高于W2处理,其水分利用效率分别为21.47、19.39 kg/(hm2?mm)。随灌水量的增加,夏玉米的干物质积累量显著提高,但是灌水量过多显著减少光合产物向籽粒的分配,使产量降低。夏玉米全生育期耗水量显著随灌水量增加增大,耗水强度提高。在自然降雨量为446.2 mm条件下,雨养处理耗水量最低,水分利用效率高于灌水处理,但其穗粒数和千粒重较低,最终获得籽粒产量低于2灌水处理。综合考虑夏玉米的籽粒产量和水分利用效率,在本试验条件下,以保持田间含水量为80%的灌溉量为最优。