不同温度型小麦K+吸收动力学特征及其盐胁迫效应

本试验采用吸收动力学方法结合药理学方法,研究了NR9405（暖型）、小偃六号（中间型）、RB6和陕229（冷型）等4种不同温度型小麦幼苗（14 d）K+ 的高亲和和低亲和吸收特征。结果表明: 1）在0～50mmol/L的K+浓度范围内,K+吸收可分为0～1和1～50mmol/L两个阶段,均可用米氏方程描述;2）对于高亲和吸收系统（0～1 mmol/L）,冷型小麦具有高的饱和吸收率Imax [42.46～43.12 mol/（h?g）,RDW]和亲合系数Km（0.430～0.432 mmol/L）,暖型小麦（NR9405）和小偃六号具有较低的Imax［33.57～35.38 mol/（h?g）,RDW］和Km（0.332～0.353 mmol/L）,抑制低亲和系统后增加了4种小麦的高亲和转运载体数量,降低了冷型小麦对K+的亲和力,但对NR9405和小偃六号的Km值影响较小; 3）抑制高亲和吸收后,低亲和系统的Imax和Km均增加; 4）在盐胁迫下,K+高亲和和低亲和吸收系统均受到抑制,小麦幼苗K+吸收能力均显著降低,暖型小麦NR9405和小偃六号的高亲和系统Km几乎不受盐胁迫的影响,而冷型小麦的Km值因盐胁迫而降低。因此,在盐胁迫下高亲和吸收系统的稳定性可能是影响暖型小麦耐盐性高的一个重要因素,这对小麦耐盐性研究及耐盐品种选育均具有一定的指导意义。     

盐胁迫下蒸腾对冬小麦地上部钠积累的影响

在溶液培养条件下,利用膜不透性荧光染料PTS示踪技术研究了不同冬小麦基因型蒸腾与地上部钠（Na+）积累间的关系。结果表明,蒸腾耗水量与地上部Na+积累的关系因盐胁迫浓度的不同而异。低盐（NaCl,150 mmol/L）胁迫下,蒸腾耗水量对地上部Na+的积累影响不大;高盐（NaCl,250 mmol/L）胁迫下蒸腾耗水量与Na+的积累量呈显著正相关。盐胁迫下,地上部PTS含量与地上部Na+的积累有着极显著的正相关,并随盐浓度的提高和胁迫时间的延长相关性增加。随盐胁迫浓度的提高,所有供试小麦品种的蒸腾耗水量和蒸腾速率下降,Na+积累量、Na+积累速率、胞内Na+浓度和共质体流Na+浓度等上升;随胁迫时间的延长,供试小麦品种的蒸腾耗水量、Na+积累量、胞内Na+浓度上升,共质体流中Na+浓度、Na+的积累速率明显下降。无论盐胁迫与否,NR9405（暖型）和小偃6号（中间偏冷型）的蒸腾耗水量和蒸腾速率均小于陕229（冷型）和RB6（冷型）;蒸腾耗水量大,带走的热量多,是冷型小麦冠层温度低于暖型小麦的主要原因。在高盐环境中,质外体流对Na+的吸收积累具有重要影响,质外体流越大,地上部的Na+吸收积累越多。盐胁迫下高的蒸腾速率导致地上部盐分的快速积累对小麦耐盐是不利的。     

盐胁迫下两种基因型冬小麦萌发过程中钠离子吸收及对碳、氮代谢的影响

采用两种基因型冬小麦种子为试验材料,研究了盐胁迫对小麦种子萌发过程中Na 的吸收和累积及其对C、N代谢的影响及外源Ca(NO3)2和CaCl2对小麦萌发过程中盐害的缓解效应。结果表明,150mmol/L NaCl胁迫明显抑制小麦种子的萌发。种子萌发过程中,"小偃6号"的耐盐性优于"陕229"。外源钙对两种小麦盐胁迫效应的缓解作用不同。6mmol/L钙离子可明显减轻"陕229"的盐害作用,对"小偃6号"作用不大。盐胁迫对种子萌发过程中的蛋白酶和淀粉酶活性具有明显抑制作用。盐胁迫下,"小偃6号"种子的蛋白酶和淀粉酶活性明显高于"陕229"。钙离子对盐胁迫下小麦萌发过程胚乳内蛋白酶的活性有较大调节作用,对淀粉酶活性影响较小。盐胁迫下小麦种子中Na 含量显著增加,K/Na比显著降低。钙离子对盐胁迫下小麦种子中Na 累积的影响较大,盐胁迫和外源钙处理对K 含量影响较小。     

钙离子对两种基因型冬小麦萌发过程中盐胁迫效应的影响

以两种不同基因型冬小麦种子为试验材料,研究了外源Ca(NO3)2和CaC l2对小麦萌发过程中盐害的缓解作用。结果表明,150mmol L-1NaC l胁迫明显抑制小麦种子的萌发。盐胁迫主要影响小麦根和芽的伸长,对根数的影响较小。种子萌发过程中,小偃6号的耐盐性优于陕229。外源钙对两种小麦盐胁迫效应的缓解作用不同。6mmol L-1钙离子可明显减轻陕229的盐害作用,对小偃6号作用不大。盐胁迫对种子萌发过程中的蛋白酶和淀粉酶活性具有明显的抑制作用。盐胁迫下,小偃6号种子的蛋白酶和淀粉酶活性明显高于陕229。钙离子对盐胁迫下小麦萌发过程胚乳内蛋白酶的活性影响较大,对淀粉酶活性影响较小。     

半湿润农田生态条件下施氮对不同冬小麦品种氮素转移的影响

在年均降水量632mm的黄土高原南部半湿润红油土上进行田间试验,以NR.94059、430、偃师9号、小偃6号、陕229、西农2208、矮丰3号和商188为供试材料,研究在不施氮和施氮(N.90.kg/hm2)条件下不同冬小麦品种灌浆期氮素转移的差异。结果表明,小麦氮转移量(NT)和氮转移效率(NTE)在不同品种间差异不显著,而茎鞘氮转移效率(NTES)在品种间存在显著差异(P0.05),施氮对这些指标没有显著影响。转移氮对子粒氮贡献率(NCR)在不同品种间差异显著(P0.05),而施氮对NCR没有显著影响。不同品种间NCR从大到小的顺序为NR9405、西农2208、矮丰3号、商188、偃师9号、9430、小偃6号、陕229。氮收获指数(NHI)具有显著的品种差异,NHI从大到小的顺序为陕229、9403、矮丰3号、西农2208、偃师9号、商188、NR9405、小偃6;陕229和9403的NHI超过80%,分别为81.76%和81.02%;小偃6号仅为76.62%。不同品种的氮素利用效率(NUE)存在极显著差异(P0.001),以偃师9号最高,为37.25.g/g,小偃6号最低,为29.29.g/g;施氮对NHI和NUE无显著影响。子粒含氮量与NUE间呈极显著负相关关系(r=0.918,P0.001),表明对同一个品种难以同时提高NUE和子粒含氮量。     

硅促进盐胁迫下黄瓜NHX1基因表达及Na+在液泡中的区隔化效应

  【目的】   硅可提高植物的耐盐性，但不同植物中硅提高耐盐性的机理并不相同。探究硅对盐胁迫下黄瓜幼苗的氧化损伤、Na+积累和激素水平的影响，以阐明硅提高黄瓜耐盐性的机制。   【方法】   以基因型为Mch-4的黄瓜幼苗为试材，进行水培试验。营养液中NaCl的胁迫浓度为65 mmol/L，施硅水平为Na₂SiO₃·9H₂O 0.3 mmol/L。在处理10天后，测定黄瓜幼苗生物量、Na+含量与分配、Na+转运相关基因表达水平及激素含量。   【结果】   施硅可改善盐胁迫下黄瓜幼苗的生长，减轻植株的氧化损伤。硅对盐胁迫下黄瓜根系和叶片Na+含量无明显影响，可显著降低根和叶中质膜Na+/H+反向转运蛋白基因SOS1的表达量，对高亲和力钾转运蛋白基因HKT1的表达均影响不大，但促进了液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因NHX1的表达。对盐胁迫下黄瓜叶片Na+的亚细胞定位发现，硅处理使叶绿体中Na+含量下降，而液泡中Na+含量升高。硅处理提高了盐胁迫植株根和叶片中赤霉素、生长素和细胞分裂素的水平。   【结论】   施硅可提高液泡膜Na+/H+反向转运蛋白基因NHX1的表达，将Na+区隔化于液泡中，进而降低叶绿体中的Na+含量，缓解盐胁迫下黄瓜幼苗的氧化损伤；硅还诱导产生了较多的赤霉素、生长素和细胞分裂素，其调控Na+积累和黄瓜幼苗的氧化损伤的机理还需进一步研究。     

盐胁迫下三角叶滨藜根系超滤特性的分析

对耐盐蔬菜三角叶滨藜(Atriplex triangularis)在盐胁迫下的蒸腾吸水量、Na+吸收和根系径向反射系数进行了测定,分析其根系超滤特性与植物耐盐性的关系。结果表明,随着盐胁迫强度的增加,三角叶滨藜的Na+吸收量逐渐增多、蒸腾吸水量和根系径向反射系数则逐渐降低;但以根外溶液盐浓度为基础的Na+相对吸收量却呈降低趋势,同时进入木质部的Na+的量也不随根的径向反射系数的减小而显著增多。说明三角叶滨藜在盐胁迫下一方面通过改变根系的超滤特性,降低根系径向反射系数来防止木质部拉力过大导致的木质部空化的危险,另一方面通过减少对盐分的吸收来避免盐分过多积累对植株的伤害。     

NaCl胁迫下珠眉海棠苹果中Na +的组织细胞定位研究

本试验研究了水培条件下NaCl胁迫下珠眉海棠苹果组织细胞中Na+的分布及可能的耐盐机制.结果表明:在一定NaCl胁迫浓度范围内,根系中Na +浓度高于地上部,根系对Na +有一定的再吸收作用,这是珠眉海棠耐盐的重要机制;当NaCl胁迫浓度达到一定阀值后,根、叶细胞Na +大量积累,当细胞液泡不再接纳Na +时,Na +大量积累于胞质和质外体,使质外体渗透势大大降低,胞质水分外流,破坏细胞膜系统和胞质新陈代谢,造成伤害.     

磷对盐碱胁迫下棉花离子平衡及相关调控基因的影响

[目的]盐胁迫是影响棉花生长的主要非生物胁迫之一,合理施肥促进盐胁迫下作物对养分离子的吸收,是提高作物耐盐性的重要途径.研究施磷随盐胁迫下棉花离子组的响应特征及Na+转运相关基因表达的变化,探讨磷对棉花耐盐性机制.[方法]采用盆栽试验,设置盐胁迫(NaCl)和碱胁迫(NaHCO3+Na2CO3)2个逆境处理,每个逆境下...     

局部根系盐胁迫对冬小麦生长和光合特征的影响

通过分根装置设置无盐胁迫(0|0)、局部根系150 mmol-L-1NaCl胁迫(0|150)、全部根系75 mmol-L-1NaCl胁迫(75|75)、全部根系150 mmol-L-1NaCl胁迫(150|150)4种处理,研究根系局部盐胁迫对冬小麦生长及光合特征的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制了小麦幼苗的生长,并且随着盐胁迫浓度的增加,小麦受抑制程度加重;根系盐胁迫方式对小麦幼苗生长影响显著,局部根系胁迫处理(0|150)小麦幼苗地上部干重比等浓度150 mmol-L-1NaCl全部盐胁迫处理(150|150)增加23.5%,比等浓度75 mmol-L-1NaCl全部盐胁迫处理(75|75)增加17.2%。在局部根系盐胁迫下,非盐胁迫一侧根系(0|150-0)补偿生长,其根长、侧根数、侧根长比盐胁迫一侧根系(0|150-150)分别增加195.2%、206.2%和237.8%,盐胁迫一侧根系吸收的Na+部分向非盐胁迫一侧根系运输,盐胁迫一侧根系(0|150-150)的Na+含量比全部胁迫处理(150|150)减少12.1%。与全部根系盐胁迫相比,局部根系盐胁迫减少了Na+在叶片中的积累,降低了钠/钾值。局部根系盐胁迫叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿素荧光参数(Fv/Fm)均高于同浓度完全盐胁迫处理的小麦幼苗,进而增加地上部和根系的生物量。因此,局部根系胁迫显著缓解了全部盐胁迫对小麦地上部和根系生长的抑制作用。     

灌浆结实期冷型小麦叶片氮含量变化的研究

通过多年田间小区试验,研究了不施肥、单施磷肥、单施氮肥和氮磷配施等四种施肥条件下,灌浆结实期冷型小麦和暖型小麦叶片氮含量的差异。结果表明,开花期,在不施肥和氮磷配施条件下,冷型小麦冠层顶三叶的氮百分含量均显著高于暖型小麦;在单施磷肥时,旗叶的氮百分含量也较高;在单施氮肥时,倒三叶、下部叶的氮百分含量显著高于暖型小麦。花后前28天,冷型小麦陕229的冠层顶三叶氮百分含量均显著高于暖型小麦,小偃6号的旗叶在花后前14天、倒二叶在花后前28天、倒三叶在花后前21天也高于暖型小麦。增施氮肥时,冷型小麦下部叶的氮百分含量也明显高于暖型小麦。这为冷、暖型小麦冠层温度的差异提供了氮营养基础。     

不同施氮量对旱地不同品种冬小麦氮素累积、运输和分配的影响

通过田间试验研究了西北旱地4个主要冬小麦品种在不同供氮水平下对氮素的吸收、累积和转移特性。结果表明,增施氮肥显著地促进了小麦地上部分氮素累积总量,子粒氮素累积量在施氮量180.kg/hm2时最高,再增加氮肥用量子粒氮素累积量降低;施氮明显增加了收获时茎秆氮素的残留量。不同品种间氮素累积量差异显著,其中小偃22最高,其后依次为陕253、小偃503和陕229;小偃22的氮肥利用率、氮肥农学效率和氮肥生理效率均高于其它几个小麦品种。不同器官相比,开花前氮素主要累积在叶片中,茎秆的累积量在开花期达到最大。不同部位氮素转移效率为叶片穗茎秆;叶、茎、穗氮素转移效率存在基因型差异。     

冷型小麦氮素吸收积累特性的研究

2002至2004年,通过田间小区试验,研究了4种施肥条件下(不施肥、单施磷肥、单施氮肥和氮磷配施)冠层温度持续偏低的冷型小麦氮素吸收积累特性。供试小麦品种为小偃6号、陕229、NR9405和9430,前两者为冷型小麦品种,后两者为暖型小麦品种。结果表明,花前冷型小麦叶片具有较高的氮素积累量;花后氮素吸收积累量在单施磷肥、单施氮肥和氮磷配施条件下比暖型小麦分别高168.6%、144.6%和217.4%。成熟期冷型小麦子粒中氮素积累量大,功能叶片中氮素残留量多。冷型小麦叶片较高的氮素含量为维持叶片较高的光合速率奠定了良好的氮营养基础;花后氮素吸收积累量较多的特点,与冷型小麦灌浆结实期具有较高的代谢生理活性,根系吸收氮能力强有密切关系。     

冷型小麦磷素吸收积累特性的研究

2002至2004年,通过田间小区试验,研究了4种施肥条件下(不施肥、单施磷肥、单施氮肥和氮磷配施)冷型小麦的磷素吸收积累特性。结果表明,与暖型小麦相比,冷型小麦开花前功能叶片和穗部具有较高的磷素积累量;开花后的吸收积累量也较大,比暖型小麦高24.4%;成熟期冷型小麦子粒中磷素积累量在不施肥、单施磷肥、单施氮肥和氮磷配施条件下,分别比暖型小麦高6.3%、11.1%、18.5%和50.6%;植株磷素总积累量趋势与子粒一致。结果说明冷型小麦属于高效吸磷基因型,暖型小麦属于低效吸磷基因型;而且冷型小麦磷素积累量对氮、磷肥均有较高的响应度,属于高效高响应吸磷基因型。     

河北低平原冬小麦长期咸水灌溉矿化度阈值研究

在研究咸水灌溉对土壤和作物的影响过程中,对土壤盐分监测相对困难,而监测灌溉水的盐分更简单易行,但作物不同时期灌溉咸水的矿化度阈值较难确定。本文以2007—2015年在河北省衡水旱农节水试验站进行的长期咸水灌溉试验数据(灌溉水设置1 g·L~(-1)、2 g·L~(-1)、4 g·L~(-1)、6 g·L~(-1)和8 g·L~(-1)共5个矿化度;冬小麦生长期间灌溉3次水)为基础,以矿化度为1 g·L~(-1)灌溉水为淡水对照,调查不同处理小麦的相对出苗率、相对籽粒产量及土壤盐分等作物生长、产量和环境变化指标,并采用FAO分段函数方法,分析了‘石家庄8号’冬小麦多年咸水灌溉的矿化度阈值及其影响因素。结果表明,采用4 g·L~(-1)和6 g·L~(-1)咸水灌溉,多年平均小麦出苗率相当于淡水的93.8%(P0.05)和70.4%(P0.05),多年平均产量相当于淡水灌溉的86.0%(P0.05)和65.3%(P0.05),用小于4 g·L~(-1)的咸水灌溉,籽粒产量(产量变化小于15%)和出苗率不是影响咸水灌溉矿化度阈值的限制因素。经计算冬小麦多年咸水灌溉矿化度阈值为2.14~3.95 g·L~(-1),平均值为3.19 g·L~(-1),变异系数为21.1%。综合考虑产量和土壤盐分累积风险确定河北低平原冬小麦长期灌溉咸水矿化度阈值为2.47 g·L~(-1)。矿化度阈值与播前1 m土壤盐分有一定负相关关系(相关系数-0.587),与淡水灌溉产量呈一定正相关关系(相关系数0.516)。土壤盐分累积风险分析结果表明,按照灌溉咸水矿化度与土壤平均盐分拟合的指数方程预测,采用2.47 g·L~(-1)咸水连续9年灌溉,0~20 cm耕层土壤未达到盐渍化水平(平均土壤盐分预测值0.98 g·kg~(-1)),而1 m土体出现轻度盐渍化(平均盐分含量预测值1.17 g·kg~(-1)),土壤盐分稍有累积,但未对冬小麦产量造成明显影响。由此来看,以2.47 g·L~(-1)咸水长期灌溉造成土壤严重盐渍化的风险较小。