PEG胁迫下不同品系藜麦抗旱性评价

利用不同浓度PEG溶液模拟干旱胁迫，研究5种品系藜麦幼苗的形态、生理生化及光合特性，并对其进行耐旱性评价。结果表明：15%PEG处理下各品系藜麦株高增量、叶面积及生物量显著（P<0.05）低于对照，其中株高增量、叶面积、生物量下降幅度最小的品系分别是NK1、NK2和NK5，分别比对照下降了44.38%、25.39%和48.23%;随着干旱胁迫加剧, 各藜麦品系叶片内相对含水量显著（P<0.05）下降, 叶片的质膜透性、丙二醛（MDA）含量、脯氨酸（Pro）含量上升，15%PEG胁迫下NK2和NK3的Pro含量分别是对照的2.69和1.93倍, 超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均先升后降，SOD、CAT和APX活性在5%PEG处理下达到最大值, 而POD活性在10%PEG处理下达到最大; 随干旱胁迫增强，5种品系藜麦幼苗的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）和气孔导度（G_s）降低，胞间CO₂浓度（C_i）先降后升，叶绿素（Chl）先升后降，其中NK5品系P_n下降幅度最小，比对照下降了51.15%。运用隶属函数法对藜麦抗旱能力进行综合评定，不同藜麦品系耐旱性为NK5>NK1>NK2>NK4>NK3。     

外源5-ALA对干旱胁迫下玉米幼苗生长的缓解效应及抗氧化酶基因表达的影响

以抗旱玉米自交系郑58和干旱敏感自交系TS141为材料,研究了5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）对15% PEG-6000模拟干旱胁迫下玉米幼苗生长的缓解效应及抗氧化酶基因表达的影响。结果表明：与对照相比,郑58及TS141在干旱胁迫下幼苗的苗长、鲜重、干重明显降低,郑58分别下降18.49%、29.06%和20.00%,TS141分别下降25.66%、23.97%和13.64%;叶片丙二醛（MDA）及过氧化氢（H₂O₂）含量明显增高,MDA含量分别提高了164.58%、263.53%,H₂O₂分别提高了134.95%、203.83%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶（APX）活性增加,郑58分别提高了65.61%、29.48%、68.49%、141.51%,TS141分别提高了63.01%、48.00%、85.68%、204.29%;叶绿素含量降低,分别降低33.46%、 42.26%;光合参数P_n、G_s、T_r下降,郑58的P_n、G_s、T_r分别下降48.78%、45.31%、52.39%,TS141的P_n、G_s、T_r分别下降57.66%、57.46%、65.14%;抗氧化酶基因SOD3、POD3、CAT1相对表达量提高,郑58分别提高54.58%、34.12%、69.70%,TS141分别提高54.95%、21.36%、59.34%。喷施25 mg·L^-1的5-ALA能明显缓解干旱胁迫对玉米幼苗造成的损伤,与PEG处理相比,玉米自交系郑58和 TS141的幼苗苗长、鲜重、干重明显增加,苗长分别增加了13.31%和11.21%,幼苗鲜重分别增加了22.29%和18.23%,幼苗干重分别增加了16.67%和10.53%;叶片中MDA含量分别降低了17.85%、25.39%,H₂O₂含量分别降低了23.26%、19.15%;SOD、POD、CAT和APX活性进一步增加,郑58分别增加16.49%、18.15%、36.98%和28.13%（P＜0.05）,TS141分别增加16.65%、16.54%、28.49%和26.76%（P＜0.05）;叶绿素含量和光合参数P_n、G_s、T_r增加,叶绿素含量分别增加18.29%、19.87%;光合参数P_n分别增加35.87%、42.12%,G_s分别增加36.63%、36.81%,T_r分别增加37.67%、67.88%;玉米幼苗叶片中抗氧化酶基因SOD3、POD3、CAT1相对表达量较干旱胁迫处理都有进一步提高,郑58分别提高20.99%、32.18%和23.51%,TS141分别提高25.97%、23.16%和40.94%。     

覆盖栽培模式对冬小麦花后旗叶 光合特性及产量的影响

为探究旱地小麦秸秆带状覆盖栽培增产的光合特性和干物质积累转运的特征，在甘肃省半干旱雨养农业区以“陇中2号”为材料，研究了秸秆带状覆盖栽培（BS）、地膜覆盖栽培 （PF）和无覆盖露地栽培（CK）3种栽培模式下冬小麦花后旗叶光合特征、叶绿素荧光动力参数、干物质积累转运及产量的差异。结果表明：与CK相比，BS和PF显著提高了花后旗叶光合势、叶绿素和类胡萝卜素含量及叶绿素/类胡萝卜素比率，且BS在生育后期优于PF。BS整个生育期的净光合速率、气孔导度均高于CK，而PF仅生育前期发挥正效应，生育中、后期出现了负效应。BS生育前中期胞间CO₂浓度、生育中后期旗叶瞬时水分利用效率均高于PF和CK，前者分别高出2.8%~8.2%和6.7%~11.3%，后者分别高出30.3%~44.8%和27.5%~39.3%。PF在灌浆中期以前，BS在整个花后生育期显著提高了小麦花后旗叶F_v/F_m、F′_v/F′_m、ΦPSⅡ、qP、ETR，降低了NPQ。BS较PF和CK显著提高了花后干物质输入籽粒量和对籽粒粒重的贡献率，2个指标分别增加2.6%、1.0%和14.2%、8.6%。BS显著增加了单位面积穗数，提高了产量，较CK增产35.4%。说明秸秆带状覆盖能显著改善旱地冬小麦花后光合效率，促进干物质积累转运，从而达到增产的效果。     

不同种子大小籽瓜品种叶片光合能力对源库调节的响应

为了探讨籽瓜叶片光合能力对源库调节的响应，以种子大小显著不同的3个籽瓜品种为材料，于开花坐果期通过整枝、摘叶、疏果将叶果比分别调整为10、20、30、40、50，并分别于幼果期、果实膨大期、果实成熟期测定叶片叶绿素含量及气体交换速率，收获后测定果实产量。结果表明，籽瓜功能叶叶绿素含量（SPAD值）、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）随果实生育期演进逐渐降低，胞间CO₂2浓度（C_i）逐渐增大。3个供试品种间SPAD、P_n、G_s、T_r和C_i差异显著，大种子品种H26的气体交换参数（P_n、G_s、C_i、T_i）显著低于中等种子品种H14，H14显著低于小种子品种H3，但SPAD和C_i变化规律相反。叶片SPAD、P_n、G_s、T_r均值及其果实生育期降幅均随叶果比增大而显著降低（叶果比50除外），但叶片SPAD值和气体交换参数变化幅度无显著的品种间差异，说明一定范围内降低叶果比能提高叶片光合能力，但摘叶处理或叶果比过高均会加速叶绿素降解，诱发叶片衰老。3个品种单株果实产量随叶果比增大而提高，50（1.18 kg）>40（1.17 kg）和30（1.17 kg）>20（1.16 kg）>10（0.87 kg），H3单株果实产量（0.88 kg）显著低于H26（1.20 kg）和H14（1.25 kg）。以上结果表明，适宜范围的源库比能够提高籽瓜叶片光合能力，延缓叶片衰老，有利于籽瓜果实高产。     

叶面喷施K2SO4对‘瑞雪’苹果果实糖代谢的影响

为探究喷施不同浓度叶面钾肥对苹果品种‘瑞雪’果实品质的影响,确定最适宜‘瑞雪’的钾肥浓度,以4年生的‘瑞雪’为试验材料,叶面钾肥种类为K₂SO₄,设置3个浓度梯度分别为T1（0.1%）、T2（0.3%）和T3（0.5%）,以喷施清水为对照（CK）。叶面钾肥分5次施入,第一次施肥时间为5月22日（花后38 d）,此后每隔一个月喷施一次。各处理分别于花后45、75、105、135 d和180 d采集果实样品并测定糖组分、糖代谢相关酶活性以及果实基本品质等指标。结果表明：与对照相比,处理组（T1、T2、T3）均显著提高了‘瑞雪’果实的单果质量,分别比CK高12.6%、25.9%和4.4%;果实硬度分别比CK显著提高7.7%、29.6%和12.1%;可溶性固形物含量分别比CK显著提高了1.14、1.95和0.87个百分点;处理组均显著降低了可滴定酸含量,分别比CK降低了0.04、0.05和0.09个百分点。其中,T2处理后的果实单果质量、硬度、可溶性固形物含量最高,单果质量为335.75 g,硬度为9.82 kg·cm^-2,可溶性固形物含量为16.35%。T3处理后的果实可滴定酸含量最低,为0.19%。施钾显著提高了新梢叶片中N、P、K、Ca和Mg的含量,显著提高了果实中N、K、Ca和Mg的含量,果实中P含量并没有显著上升。T2处理后成熟果实中果糖、蔗糖和葡萄糖含量显著上升,与CK相比分别提高了35.54%、33.22%、25.31%。钾可以提高果实中酸性转化酶（AI）、山梨醇氧化酶（SOX）、山梨醇脱氢酶（SDH）和蔗糖合酶（SS）的活性,在花后180 d时,T2处理 AI、SOX、SDH、SS活性相比于CK分别提升了4.54%、2.08%、19.11%、12.81%。相关分析表明,施钾与果实中葡萄糖含量在花后45 d和75 d具有极显著正相关性（r_45DAB=0.879^**、r_75DAB=0.893^**）;与山梨醇含量在花后180 d具有极显著负相关性（r_180DAB=-0.861^**）。施钾与果实中的中性转化酶活性在花后135 d具有极显著正相关性（r_135DAB=0.763^**）;与山梨醇氧化酶活性在花后45 d和75 d具有极显著正相关性（r_45DAB=0.717^**,r_75DAB=0.880^**）;与蔗糖合酶在花后180 d具有极显著正相关性（r_180DAB=0.739^**）。最适宜‘瑞雪’苹果喷施K₂SO₄叶面肥的浓度水平为0.3%（T2）,此浓度下可以显著提高果实产量和品质。     

干旱胁迫下辣椒幼苗光合与荧光参数测定的最佳叶片

为明确干旱胁迫下不同叶位光合、荧光特性的变化规律,进而选择出典型叶片来准确测量干旱条件下植株光合、荧光参数,以实现干旱条件下植株光合能力的快速评价。研究通过盆栽试验对不同干旱处理下（充分供水（CK）：75%~85%田间持水量;中度胁迫（MS）：65%~75%田间持水量;重度胁迫（SS）:55%~65%田间持水量）辣椒幼苗不同叶位叶片的光合、荧光特性进行比较分析。结果表明：充分供水时,随叶位的增加,气体交换参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)、叶绿素含量、叶面积、叶绿素荧光参数(光化学淬灭系数、光系统Ⅱ最大光化学量子产量)均呈先增大后减小的趋势,在第3叶位达到最大值;在干旱条件时,各叶位的参数随水分胁迫程度的增加在1~3叶位逐渐减小,4~6叶位先增加后减小,并在第4叶位达到最大值(C_i、F₀、F_v/F_m、NPQ除外);水分胁迫对辣椒叶片光合作用影响较大,MS与SS处理,第3叶位的P_n分别较CK下降14.05%和55.91%,第4叶位的P_n MS处理较CK增加25.20%,SS处理较CK降低15.42%;第3、4叶位是对辣椒幼苗生长具有主要贡献的叶片,但在水分胁迫条件下,第3叶位光合参数、叶面积、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的变异系数较第4叶位更大,尤其对于C_i、Chlb、F₀,在光合参数、叶绿素参数及叶绿素荧光参数中变幅最大,其第3叶位的变异系数分别较第4叶位增大了133.33%,180.00%及200.00%。第3叶位对于水分胁迫更加敏感,因此,在干旱胁迫实验中,宜选用第3叶位测量辣椒幼苗光合、荧光参数。     

苹果MdGH3-2/12在盐胁迫下的功能分析

于2020年5月—2021年2月以苹果野生型WT植株和MdGH3-2/12的RNA干扰转基因植株（RNAi）为材料，采用水培试验方法测定了盐胁迫条件下苹果植株的表型、生长量、光合参数、叶绿素含量、抗氧化酶及活性氧（ROS）含量变化，初步解析了MdGH3-2/12在苹果响应盐胁迫中的功能。研究结果表明：（1）与WT植株相比，RNAi植株叶表面出现更多的褐斑和坏死，且根系活力显著降低，其3个株系（GR-1,GR-9,GR-10）根系活力分别为WT植株的93.8%、77.5%和90.0%；植株的生长和光合作用受到更大影响，P_n、C_i和G_s都显著降低，其中P_n值分别下降至WT植株的62.9%、77.41%和83.6%。最大光化学效率（F_v/F_m）也显著下降，3个株系分别为WT植株的97.0%、96.4%和97.5%；叶绿素含量分别显著下降至WT植株的90.7%、86.2%和81.9%，MDA含量分别为WT植株的1.15、1.25倍和1.16倍；REL含量分别为WT植株的1.23、1.39倍和1.48倍；叶片气孔开度在盐胁迫下也分别缩小了35.0%、39.0%、55.0%和46.2%。（2）与WT植株相比，RNAi植株株系体内Pro含量显著增加，3个株系分别为WT植株的7.1、10.3倍和6.3倍；叶片中ROS积累显著高于WT植株，H₂O₂含量分别为WT植株的1.6、1.8倍和1.8倍，而抗氧化酶活性显著下降，各材料（WT,GR-1,GR-9,GR-10）盐胁迫组的SOD酶活性分别为对照组的2.4、1.2、1.7倍和1.9倍，这表明与WT植株相比，盐胁迫下RNAi植株各株系不能有效清除ROS，对植株造成了更大伤害。（3）盐胁迫后各材料植株的Na⁺/K⁺比值分别为0.497、0.558、0.525和0.577，RNAi植株株系显著高于WT植株，但是相关离子转运基因的表达量显著低于WT植株，致使Na⁺不能及时外排，植株受到钠离子毒害，从而导致其耐盐性降低。以上结果表明，MdGH3-2/12在苹果植株应对盐胁迫方面发挥着重要的作用，将MdGH3-2/12[STBZ]基因干扰后苹果植株在盐胁迫下受到的伤害更大，植株对盐胁迫的抗性下降。     

灌溉量对马铃薯生理特性及 块茎产量品质的影响

以 “大西洋”马铃薯品种为试验材料，在甘肃省中部沿黄高扬程灌区的白银市景泰县条山农场马铃薯种植基地设置小区试验，在各发育阶段分别设置5个水分梯度（原灌溉量的50%、75%、100%、125%和150%，其中原灌溉量，即100%灌溉量，为当地常用的、维持试验地25.8%左右土壤含水率的灌溉量），探讨马铃薯各发育阶段灌溉量对其生理特性及块茎产量、品质的影响。结果表明，在马铃薯的各发育阶段，随着灌溉量的增加马铃薯叶片净光合速率 (P_n)和蒸腾速率(T_r)分别先增加到最大值30.19 μmol·m^-2·s^-1、12.50 mmol·m^-2·s^-1，而后减小。当灌溉量为50%和150%时叶片P_n较100%灌溉量分别降低35.06%和19.59%。在不同发育阶段马铃薯叶片的生理活性对灌溉量表现出敏感响应。幼苗期75%灌溉量马铃薯叶片叶绿素含量、P_n和水分利用效率（WUE）分别为0.86 mg·g^-1、21.88 μmol·m^-2·s^-1、2.29 μmol·mmol^-1，较100%灌溉量分别提高了14.15%、0.31%、3.80%，而MDA含量、SOD活性及CAT活性最低，较100%灌溉量分别降低了8.40%、11.69%、8.23%；发棵期100%灌溉量处理下P_n和WUE最高，较50%灌溉量处理分别提高了53.99%、24.85%，此时脯氨酸含量、可溶性糖含量、POD活性最低，分别为89.06 μg·g^-1、143.45 μmol·g^-1、438.14 U·g^-1，同时超氧阴离子产生速率较50%灌溉量也降低了26.07%；结薯期125%灌溉量处理的P_n和WUE最高，较100%灌溉量分别提高了19.16%、6.76%，而SOD、POD活性较100%灌溉量分别降低了0.93%、6.23%；成熟期75%灌溉量马铃薯叶片P_n最高，较其余各灌溉量处理的P_n分别提高了38.64%、13.81%、14.16%、21.27%，而MDA含量、超氧阴离子产生速率分别为21.107 μmol·g^-1、6.07 nmol·min^-1·g^-1，较100%灌溉量分别降低了19.35%、2.26%。同一生育期低灌溉量（50%灌溉量）块茎中淀粉含量较低。在幼苗期75%灌溉量处理使得块茎的可溶性蛋白含量较100%灌溉量处理提高6.20%。发棵期100%灌溉量块茎中淀粉含量达到最高（15.14%），而结薯期125%灌溉量处理的块茎可溶性蛋白含量处于最高水平，较100%灌溉量下提高4.61%。成熟期75%灌溉量块茎淀粉含量处于最高水平，较100%灌溉量提高12.77%。结合块茎的总鲜重、商品薯率、淀粉含量、维生素C含量、可溶性蛋白含量、还原糖含量等指标，可知在幼苗期、发棵期、结薯期、成熟期灌溉量分别为原灌溉量的75%、100%、125%、75%时马铃薯块茎品质最优而且产量最高，分别为654.30、650.60、773.00、703.53 g·株^-1。     

非充分灌溉下8个小麦品种旗叶光合与产量及水分利用效率的关系

选择河北省推广面积较大的8个小麦品种，在非充分灌溉模式下，分别于抽穗期、灌浆期、乳熟期对小麦旗叶的气孔交换参数和荧光参数进行测定，分析不同品种旗叶光合特性及其与产量及水分利用效率的关系。结果表明：8个小麦品种的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）均表现为：抽穗期>灌浆期>乳熟期；叶片水分利用效率（LWUE）在抽穗期品种间差异较大，变化范围为3.7~7.9 μmol·mol ^-1，灌浆期品种间差异较小，在5.1~7.3 μmol·mol ^-1之间，乳熟期，婴泊700和邯农1412的LWUE分别高于其他品种约1~2 μmol·mol ^-1；8个小麦品种的实际光合效率（ΦPSⅡ）和光合活性（qP）均表现为：抽穗期>灌浆期>乳熟期；最大光合效率（F_v/F_m）在抽穗期和灌浆期，均稍高于0.80，乳熟期降低,在0.60~0.80之间。8个小麦品种的产量与灌浆期Pn、Tr和Gs均呈显著正相关，相关系数均在0.80左右，表明灌浆期较高的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度可作为高产的优选指标。在非充分灌溉条件下，轮选103、婴泊700、石麦26的产量均在7 500 kg·hm^-2以上，作物籽粒水分利用效率均在2 kg·m^-3左右，考虑抗旱能力、籽粒产量和水分利用效率，此3个小麦品种可作为河北省节水抗旱型小麦品种进行推广。     

生长年限对苜蓿和柠条光合特征及土壤水分的影响

为了探究生长年限对衰败期苜蓿和中老龄柠条的叶片光合生理特征及土壤水分的影响，在2014年于地处黄土高原水蚀风蚀交错带强烈侵蚀中心的神木六道沟小流域，测定了不同生长年限苜蓿（ALF₁₀、ALF₁₃、ALF₃₃和ALF₄₉）和柠条（KOP₁₀、KOP₂₅、KOP₄₃和KOP₇₃）的叶片光合参数、叶结构性状参数以及0~400 cm土层土壤体积含水量（SWC_0-400）。结果表明：对于衰败期苜蓿，ALF₁₀和ALF₁₃叶片净光合速率（P_n）差异不显著（P>0.05），而后随生长年限的延长逐渐降低，ALF₃₃和ALF₄₉比ALF₁₃叶片的P_n（24.01 μmol·m^-2·s^-1）分别降低了2.32 μmol·m^-2·s^-1和7.76 μmol·m^-2·s^-1。相比ALF₁₀，随生长年限延长SWC_0-400恢复至10.88%（ALF₁₃），而后随着生长年限延长降低至8.81%（ALF₃₃）和6.12%（ALF₄₉）。土壤水分对ALF₃₃的限制作用不明显，水分胁迫使ALF₄₉非气孔限制值比ALF₃₃增大了0.340。对于中老龄期柠条，叶片P_n随生长年限的延长先升高后降低，KOP₂₅和KOP₄₃叶片P_n最大且两者差异不显著（P>0.05），比KOP₁₀（6.62 μmol·m^-2·s^-1）分别增大了6.57 μmol·m^-2·s^-1和7.66 μmol·m^-2·s^-1，KOP₇₃比KOP₄₃叶片P_n降低了4.95 μmol·m^-2·s^-1。对于同为黄绵土生长的KOP₁₀、KOP₄₃和KOP₇₃，SWC_0-400随生长年限延长逐渐上升，分别为8.50%、9.06%和10.71%。土壤水分恢复使KOP₄₃叶片气孔及非气孔限制值比KOP₁₀柠条降低了0.185和2.180。此外，柠条叶片相对叶绿素含量（SPAD）与P_n呈极显著正相关（P<0.001），相关系数为0.514。研究结果表明衰败期苜蓿和中老龄期柠条叶片光合性能呈波动式变化，这与土壤水分的相互作用有关。     

Impact of drought stress on yield,photosynthesis rate,and sugar alcohols contents in wheat after anthesis in semiarid region of Iran

Owing to the importance of after anthesis water deficit in Mediterranean regions (such as Iran), this study has focused on harmful impact of after anthesis drought stress on grain yield (GY), photosynthesis, and some physiological characteristics of wheat. To this aim, a factorial experiment based on randomized complete block design with three replications was used in greenhouse conditions in Razi University in Kermanshah city of Iran, during 2010–2011 growing season. Two bread wheat genotypes, “Zagros” (tolerant to drought) and “Marvdasht” (sensitive to drought) were grown in normal water supply condition (100% of field capacity) and drought stress from anthesis until maturity (50% of field capacity). The results indicated that after anthesis water deficit considerably reduced grain and biological yields, thousand grain weight (TGW) and a number of grains per spike (NGS) among different traits in genotypes. Under well-watered and drought-treated conditions, genotypes in terms of all evaluated traits had considerable variations. Water deficit caused more reduction of net photosynthesis rate (Pn), stomatal conductance (gs), relative water content (RWC) of leaf, chlorophyll a, b (Chl), and soluble proteins content in sensitive genotype; values were respectively 66.3, 73.2, 14.6, 32.1, 46.2, and 25.6%. Better performance of tolerant genotype under water deficit was associated with a great ability in production of some osmoprotectants as inositol, glycerol, and erythritol sugars. Rather adaptation of tolerant genotype to water deficit may be attributable to having maximum soluble protein, sugar alcohols, Chl content, RWC, gs and Pn in drought stress, and with respect to the results, wheat might not be able to synthesize mannitol. Transfer of gene(s) producing mannitol may cause more improvement of growth performance of wheat under stresses.     

复合保水剂对盐碱地冬小麦旗叶光合、衰老及产量的影响

为探究复合保水剂对盐碱地冬小麦旗叶光合、衰老及产量的影响,以济麦44为试验材料,设置了5个不同处理：不施保水剂(CK)、分别施用15、30、45 kg·hm^-2复合保水剂(T1、T2、T3)和施用30 kg·hm^-2凹凸棒石保水剂(T4)。研究结果表明,施用复合保水剂能够促进盐碱地冬小麦的生长发育,提高小麦旗叶光合作用和抗氧化酶活性。在本试验条件下,T2处理的效果最好。与CK相比,收获期T2的地上部干物质量显著提升了23.08%～24.90%,花后28 d T2的旗叶净光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量和SOD活性分别提升了28.14%～29.35%、19.22%～22.71%、22.54%～33.47%和41.81%～49.52。在开花期,T2的POD活性显著高于CK 31.85%～34.38%(P<0.05)。在花后14 d, T2的MDA含量显著低于CK 23.80%～25.39%(P<0.05)。施用等量复合保水剂比凹凸棒石保水剂效果更好。T2在两年内的产量分别达到了7 161 kg·hm^-2和7 210...     

干旱对小麦灌浆期旗叶光合等生理特性的影响

对盆栽小麦开花灌浆期进行正常供水(CK)、中度干旱胁迫(MS)和严重干旱胁迫(SS)3种水分处理,测定旗叶各生理指标变化。结果表明:花后0～28d,中度干旱胁迫的旗叶中可溶性蛋白含量变化与对照接近,严重干旱胁迫下可溶性蛋白含量较低;开花8天以后,两种干旱处理旗叶中可溶性糖含量均高于对照,在开花第28天,分别高出对照2.8％和3.7％;两种干旱处理,开花16d以前,旗叶中脯氨酸(Pro)含量急增,尔后又降低;整个开花灌浆期间,中度干旱胁迫旗叶中叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和单叶WUE与对照接近,严重干旱胁迫处理下,则明显较低,但单叶WUE增加;随着干旱程度增加旗叶水势降低;花后23d时,严重干旱处理水势低于对照1.3MPa。     

Alteration of photosynthetic performance and source–sink relationships in wheat plants infected by Pyricularia oryzae

Two experiments were carried out to assess the changes associated with photoassimilate production and partitioning in the source–sink relationship of flag leaves and spikes of wheat plants infected with Pyricularia oryzae, the causal agent of blast. Flag leaves and spikes were inoculated at 10 and 20 days after anthesis (daa) with a conidial suspension of P. oryzae. Analysis of chlorophyll a fluorescence using maximal photosystem II quantum efficiency (F_v?F_m), fraction of energy absorbed that is used in photochemistry (YII), quantum yield of non‐regulated energy dissipation (Y(NO)) and quantum yield of regulated energy dissipation (Y(NPQ)), showed an impairment of the photosynthetic performance in both infected flag leaves and spikes, coupled with reduced concentrations of chlorophyll a  + b and carotenoids. Compared to non‐inoculated controls, there was lower capacity for CO₂ fixation by RuBisCO in the infected flag leaves. Similarly, in the infected flag leaves and grains (obtained from infected spikes), there were lower concentrations of soluble sugars, while the hexoses‐to‐sucrose ratio increased in infected flag leaves. Compared to non‐inoculated controls, infected flag leaves showed lower sucrose phosphate synthase (SPS) activity and lower expression of the sucrose synthesis (SuSy) gene, while higher expression and activity of acid invertases also occurred. At the advanced stages of fungal infection, the concentration of starch in grains decreased but remained high for the infected flag leaves. There were reductions in ADP‐glucose pyrophosphorylase activity and the expression of ADP‐glucose pyrophosphorylase genes and a down‐regulation of β‐ and α‐amylase expression at the advanced stages of fungal infection on flag leaves and spikes. In conclusion, the effect of blast on both grain quality and yield can be associated with alterations in both production and partitioning of carbohydrates during the grain filling process.     

花后干旱条件下冬小麦顺序和非顺序衰老同化物积累及转运特性

以小麦顺序衰老(正置茎)和非顺序衰老(倒置茎)茎为材料,比较研究了自然天气和干旱条件下小麦正置茎和倒置茎叶片绿叶面积、光合速率、蔗糖磷酸转运酶活性以及地上器官同化物积累和转运特性,旨为进一步研究小麦叶片非顺序衰老的生理生化机制提供思路和理论指导。试验表明:无论是自然天气条件还是干旱条件,温麦19、豫麦19和兰考矮早8倒置茎倒二叶的绿叶面积、光合速率和叶片干重均明显高于旗叶,表现出旗叶早于倒二叶衰老的特征;倒置茎花后同化物转运量、转运率和对籽粒的贡献率、穗重以及叶片蔗糖磷酸合成酶活性均明显高于正置茎。表明小麦叶片的非顺序衰老与花后同化物的快速转运有关,这种衰老方式对小麦籽粒的后期充实是有利的,并且对干旱条件有较强的适应能力。     

干旱胁迫对不同小麦品种花后旗叶生理特性的影响

在防雨旱棚池栽条件下研究了干旱胁迫对不同小麦品种旗叶某些生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫条件下,小麦开花后旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和保护酶系统SOD、CAT和POD活性均降低,膜脂过氧化产物MDA含量升高,产量也随之下降。与水浇地品种相比,旱地品种青麦6号和鲁麦21旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量相对较高且下降缓慢,SOD、CAT和POD活性降低的幅度比较缓和,随着干旱胁迫MDA含量继续积累的速度缓慢,产量及产量构成因素降低的幅度小。青麦6号与鲁麦21相比,旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和SOD、CAT、POD活性较高,MDA含量较低并且最终产量较高,说明青麦6号在干旱胁迫条件下能保持一个相对较优的生理状态,其代谢功能和抗旱能力较强。     

生物炭对不同水氮条件下小麦产量的影响

研究生物炭与氮肥互作在不同水分条件下对小麦关键生育期旗叶光合参数、产量与主要农艺性状的影响,探讨生物炭改良不同水肥条件土壤并提高其作物产量的效果与内在机理,可为农田有机物资源合理利用提供理论支撑。本研究采用盆栽试验,生物炭用量设置五个水平(0,1%,2%,4%和6%),氮肥设置N0,N1和N2(0,0.2 g·kg~(-1)和0.4 g·kg~(-1))三个水平,小麦拔节期控制土壤田间持水量的80%和50%模拟正常水分和干旱胁迫两种水分环境。于小麦拔节期和抽穗期测定旗叶光合参数和SPAD值,成熟后对小麦籽粒产量及主要农艺性状进行统计。结果显示:(1)与不施生物炭处理相比,1%和2%生物炭用量平均增产6.62%和11.01%,4%和6%生物炭用量平均减产6.88%和10.1%,同时会导致千粒重、穗粒数和株高的降低;(2)正常水分条件下,1%和2%生物炭用量与N1和N2之间存在协同增产作用,而4%和6%生物炭用量表现出负面效应;(3)干旱胁迫条件下,仅1%和2%生物炭用量与N1存在协同增产作用,生物炭处理削弱N2增产潜力;(4)N0水平下,生物炭处理均表现出促进小麦旗叶光合速率,增加产量的作用;(5)N1条件下,生物炭促进小麦旗叶光合速率且在干旱胁迫条件下效果更明显。总体上生物炭对小麦旗叶光合参数和产量的影响受生物炭用量、氮素水平和水分条件共同制约且存在复杂的交互作用,干旱会限制生物炭与氮肥的协同增产作用;在低肥力土壤上应用生物炭的增产效果较好,而在质地较细且肥力中等的土壤应用时推荐48 t·hm~(-2)(2%)生物炭用量。     

不同品种冬小麦的抗旱性鉴定与分析

以13个抗旱等级不同的冬小麦品种为材料,设旱地和水地两种处理,在冬小麦起身期、拔节期、挑旗期、抽穗开花期、灌浆期、乳熟期测定了叶片相对含水量、叶绿素含量、叶片渗透调节能力、脯氨酸含量、丙二醛含量、SOD活性、POD活性等7个与抗旱相关的生理指标。计算各指标旱、水地差值绝对值,并与抗旱指数分别进行相关、逐步回归、通径、灰色关联分析。结果表明,挑旗期叶绿素含量差值、拔节期叶片渗透调节能力、起身期脯氨酸含量差值、拔节期丙二醛含量差值、灌浆期SOD活性差值等5个生理指标与冬小麦抗旱性显著相关,可作为抗旱鉴定指标。     

Characterization of Drought Tolerance in Bread Wheat Genotypes Using Physiological Indices

Wheat (Triticum aestivum L.) is a staple food in many countries and is regarded as a vital source of nutrition. Drought is one the most prevalent limitations to wheat growth and development. Herein a two year study was conducted using 25 diverse wheat genotypes obtained from the gene pool of various research institutes of Pakistan to characterize their drought tolerance using various physiological indices like relative water content (RWC), relative dry weight (RDW), water saturation deficit (WSD), relative water loss (RWL), flag leaf area (LA), chlorophyll content index (CC) and their association with the grain yield (GY). Analysis of variance (ANOVA) indicated the presence of significant amount of differences and genetic diversity among genotypes under study. Correlation analysis exposed positive association of CC and LA with GY. However, RWC was shown to have a highly significant and negative association with WSD and RWL. Principal component analysis (PCA) showed that out of the 7 PCs only 2 were significant having eigenvalues >?1; cumulatively accounting for 88.70% and 73.03% of the total variation under control and drought stress conditions, respectively. Strikingly the results of the PCA biplots and cluster heat map exposed G1 (Barani-17), G2 (Dharabi-11), G3 (Ehsan-16), G4 (Chakwal-50), G17 (Ujala-2016) and G23 (Kohistan-97) as potential drought tolerant genotypes. Selection of the positively associated indices would be fruitful and the tolerant genotypes having drought tolerance potential could be utilized in future wheat breeding programs to develop high yielding and drought tolerant genotypes.

     

土壤干旱对冬小麦幼苗生长和叶片生理特性的影响

采用盆栽试验对不同土壤干旱下冬小麦幼苗生长和生理特性进行了初步研究。结果表明，幼苗株高、叶面积、叶干重、茎干重、根干重、总生物量、叶水势、叶片相对含水率均随土壤水分的减少而呈降低趋势；根冠比、叶片水分饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性、MDA含量以及叶片SOD、POD活性均呈增加趋势。这说明，在干旱胁迫下，冬小麦幼苗一方面通过改变生物量分配策略，较多地提高根比重，以利于根系吸水增加抗旱性；另一方面，通过改变叶片的生理特性以提高抗旱性。