水分胁迫下葡萄叶片中几种物质含量的变化

以两个抗旱性不同的葡萄幼树为试材，测定了水分胁迫期间叶片中甜菜碱、可溶性糖及其组分、游离氨基酸和有机酸含量的变化。结果表明，水分胁迫下葡萄叶片中可溶性糖和游离氨基酸含量增加，并且随着胁迫程度的增加持续上升。抗旱性较强的龙眼葡萄比抗旱性较弱的晚红葡萄增加的幅度更大。水分胁迫对葡萄叶片中可溶性糖的影响主要是增加了肌醇、果糖和葡山甘(葡萄糖 山梨醇 甘露醇)的含量。在水分胁迫过程中，抗旱性不同的两个葡萄品种叶片中甜菜碱和有机酸含量始终处于很低的水平，没有观察到显著的变化。     

水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗生理生化特性的影响

为了明确水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗的保护机制,筛选其有效增强小麦幼苗抗旱性的最适施用浓度。选用小麦品种洛旱6号为试验材料,采用室内水培法,观测并测定小麦幼苗在20%聚乙二醇（PEG）胁迫下经不同浓度水杨酸（SA）处理后的形态及生理指标。结果表明,水分胁迫下,外源SA能够提高小麦幼苗可溶性糖、可溶性蛋白质和氨基酸含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,降低超氧阴离子自由基（O₂ ^—.）、双氧水（H₂O₂）含量,减少丙二醛（MDA）积累,促进小麦幼苗地上部生长。施用SA可通过提高小麦幼苗渗透调节能力和抗氧化酶活性来降低活性氧产生速率,减轻膜脂过氧化程度,维持细胞膜的稳定性,缓解水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,本试验条件下以0.6mmol/L SA的效果最好。     

水分胁迫下葡萄糖对小麦幼苗光合作用和相关生理特性的影响

以15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫,以不同浓度外源葡萄糖(Glc)处理小麦幼苗,探讨外源Glc对水分胁迫下小麦幼苗生长发育和光合特性的影响。结果表明,水分胁迫显著降低了小麦叶片水势和光合作用,抑制植株的生长,而水分胁迫下外源Glc处理能明显增加叶片水势和光合色素含量,并使水分胁迫和水分胁迫后复水处理条件下,小麦幼苗叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)胞间CO₂浓度(C_i)和叶片水分利用效率(WUE)显著升高,而使蒸腾速率(T_r)下降。同时,外源Glc处理显著提高了水分胁迫下叶片中可溶性糖和脯氨酸的积累,促进不定根和侧根的生长,植株干重比单一干旱处理提高14.32%~40.39%。由此表明,水分胁迫下外源Glc通过促进小麦根系生长和提高叶组织的渗透调节能力,改善叶片的水分状况,提高了叶片的光合功能,促进小麦幼苗的生长,降低了水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。     

水分胁迫条件下不同肥水类型小麦抗旱特性的研究

为了提高小麦抗旱性,本试验选用6个肥水类型不同的小麦品种,在聚乙二醇-6000(PEG-6000)水分胁迫条件下考察了不同小麦品种种子的萌发状况和小麦幼苗的生理生化变化,并在防雨旱棚池栽条件下对品种的抗旱性进行了鉴定。结果表明,不同肥水类型小麦品种随着水分胁迫时间的延长胚芽鞘长度、相对发芽率和硝酸还原酶活性均降低,可溶性糖含量和丙二醛含量均升高,根系活力呈现先略微升高再下降的趋势。与水浇地品种相比,旱地品种青麦6号、济旱5034和鲁麦21的胚芽鞘长度较长,相对发芽率、硝酸还原酶活性和根系活力相对较高且下降缓慢,可溶性糖含量较高且随胁迫时间延长增加的幅度大,丙二醛含量积累的速度较为缓慢。其中,胚芽鞘长度、相对发芽率、硝酸还原酶活性和根系活力与抗旱性鉴定指标抗旱指数存在极显著相关性,可以作为小麦抗旱性鉴定的早期指标。     

水分胁迫下不同抗旱性冬小麦脯氨酸积累动态

以豫麦49号和河农859为材料,研究了2个冬小麦品种在不同水分处理下,叶片内脯氨酸的积累状况。试验结果表明,水分胁迫下小麦体内脯氨酸含量增加。在短期水分胁迫下,不同小麦品种之间的脯氨酸积累量差异不大。但随着水分胁迫的延续和加剧,抗旱性较强的河农859脯氨酸积累量小于豫麦49号。     

不同小麦F2代幼苗对水分胁迫的生理反应

本研究选用5种不同基因型小麦F₂代的种子,采用沙培控水方式对其幼苗进行不同程度的水分胁迫,分析不同小麦幼苗对水分胁迫的生理反应,以期筛选出抗旱性较强的小麦材料。水分胁迫处理到12、15、18天时,采样测定小麦叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性以及游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量的变化。结果表明,在干旱胁迫下,5种小麦幼苗的各项生理指标都表现不同程度的变化,其中,小麦材料024737受干旱胁迫条件的影响比其他4种小麦材料要小,其抗旱性较高。

     

甜菜碱预处理对盐胁迫下小麦幼苗类囊体膜脂脂肪酸组分和功能的影响

以2个小麦品系旱丰9703（抗旱性强）和山农215953（抗旱性弱）为材料，研究了对盐胁迫的反应，以及外源甜菜碱在提高小麦抗盐性方面的作用。结果表明，盐胁迫导致小麦幼苗类囊体膜脂脂肪酸组分相对含量发生改变，山农215953的磷脂酰甘油（PG）和磷脂酰胆碱（PC）中亚麻酸（18∶3）相对含量均显著下降，旱丰9703仅PC中亚麻酸（18∶3）相对含量显著下降。甜菜碱预处理能显著缓解盐胁迫导致的山农215953的PG和旱丰9703的PC中18∶3相对含量的下降。盐胁迫导致小麦幼苗类囊体Ca²⁺-ATPase活性、Hill反应活力和叶绿素含量及光合作用的降低，抗旱性较弱的山农215953下降程度较大；甜菜碱预处理能显著缓解其下降程度。抗旱性不同的小麦品系在抗盐性方面具有相同的趋势。     

水分胁迫对不同抗旱性小麦品种芽根生长过程中IAA、ABA含量的影响

用30%的PEG-6000模拟干旱条件, 对抗旱性强的北农2号和抗旱性弱的921842萌发期的小麦 幼苗根系进行水分胁迫处理, 分别在处理后0、 3、 8、 20、 32、 45h测定了IAA、 ABA 含量及芽、 主胚根的长度、 含水量。 结果发现： 水分胁迫引起两个品种根、 芽中ABA含 量大量增加, 抗旱性强的北农2号ABA反应较抗旱性弱的921842快。     

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。     

变水处理条件下小麦幼苗的甜菜碱代谢与抗旱性的关系

在缓慢土壤水分胁迫一复水的变水处理条件下,小麦幼苗地上部分相对含水量在80%~70%时,甜菜碱含量及甜菜碱醛脱氢酶活性最高,相对含水量大于80%或小于70%,甜菜碱的含量和甜菜碱醛脱氢酶活性都降低,并且两者变化是“同步”的。水分胁迫时,小麦幼苗迅速积累甜菜碱,抗旱型小麦增加6~8倍,水分敏感型增加4倍。积累甜菜碱与     

黄淮冬麦区不同年代旱地小麦萌发期抗旱性与根系活力研究

为了调查黄淮冬麦区不同年代旱地小麦品种萌发期抗旱性与根系活力的变化规律,选择具有调研性的实验材料12个,利用GB/T 21127-2007小麦抗旱性鉴定评价技术规范,对12个供试材料进行种子萌发期抗旱性鉴定,同时对供材料进行根系活力测定。结果表明,供试12个品种小麦的抗旱性从20世纪50年代以来呈现“马鞍型”演变趋势;根系活力对照组呈现平缓下降,而高渗胁迫处理组小麦的根系活力却呈现上升的趋势;抗旱性与高渗胁迫下根系活力呈显著正相关关系。     

外源甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗叶绿体抗氧化酶及psbA基因表达的调节

为了探究外源甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗的生长调节作用,以优质高产、高抗旱的小麦品种矮抗58为材料,四叶期分别用0.1、1.0和10.0 mmol L⁻¹的GB预处理小麦叶片,同时在根部施加30%聚乙二醇(PEG-6000)以模拟干旱环境,研究其对小麦超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),过氧化物酶(POD),丙二醛(MDA)、超氧阴离子自由基()产生速率、叶绿素含量及相对含水量的影响,并采用Real-time PCR测定叶绿体psbA基因表达水平的变化。结果表明,干旱胁迫明显减少小麦叶片相对含水量和叶绿素含量,降低SOD、CAT及POD活性,提升MDA含量和O₂^?产生速率,抑制psbA基因表达水平,而外施GB具一定浓度效应,在适当浓度下能明显缓解这些胁迫反应,调控干旱胁迫下小麦叶绿体抗氧化酶活性以清除多余活性氧,减缓相对含水量及叶绿素含量的降低,提升psbA基因的表达水平,从而加快受损D1蛋白的周转并提高小麦的抗干旱胁迫能力。     

水稻旱害及抗旱育种综述

由于雨量不均,目前全球多数地方正面临着严峻的干旱问题。水稻作为三大作物之一,而且需水量特别大,因此摆在水稻面前的干旱问题尤为突出。简要分析了广西的水稻旱害情况,除了保证水利灌溉,提倡节水农业之外,进行抗旱的水稻育种是一个非常有效的办法。水稻抗旱性的有关机理及其现阶段水稻的抗旱育种工作做了一个简要的论述。     

抗旱基因在小麦抗旱基因工程中的应用进展

干旱严重影响小麦的生长发育及产量,小麦抗旱育种是保障小麦生产的重要措施,利用基因工程技术提高小麦抗旱性是优于传统育种的有效途径。抗旱基因主要包括调节基因（蛋白激酶、蛋白酶和转录因子基因）和功能基因。目前,已证实的可提高小麦抗旱性的基因主要为转录因子基因CBF/DREB1、MYB、NAC（NAM、ATAF1、ATAF2和CUC2）、HD-Zip和WRKY等和功能基因LEA蛋白基因、甜菜碱合成酶基因和海藻糖合成酶基因等。本文从转录因子基因和功能基因2个方面概述国内外利用基因工程技术提高小麦抗旱性的研究进展,并对目前存在的问题进行分析,以期为小麦抗旱遗传改良及育种提供参考。     

Genetic variation in drought tolerance at seedling stage and grain yield in low rainfall environments in wheat (<Emphasis Type="Italic">Triticum aestivum</Emphasis> L.)

Genetic architecture of seedling drought tolerance is complex and needs to be better understood. To address this challenge, we developed a protocol to identify the most promising drought-tolerant genotypes at the seedling stage in winter wheat. A population of 146 recombinant inbred lines (F₉) derived from a cross between wheat cultivars, ‘Harry’ (seedling drought tolerant) and ‘Wesley’ (seedling drought susceptible) were used in this study. All genotypes were sown in three replications in a randomized complete block design under controlled conditions in a greenhouse. Seven traits were scored and grouped into tolerance traits; days to wilting, leaf wilting, and stay green and survival traits; days to regrowth, regrowth, drought survival rate, and recovery after irrigation. Three selection indices were calculated (1) tolerance index, (2) survival index, and (3) drought tolerance index (DTI). The same set of genotypes were also tested for grain yield in two low rainfall environments for two seasons. High genetic variation was found among all genotypes for all seedling traits scored in this study. Correlations between tolerance and survival traits were weak or did not exist. Heritability estimates ranged from 0.53 to 0.88. DTI had significant phenotypic and genotypic correlations with all seedling traits. Genotypes were identified with a high drought tolerance at the seedling stage combined with high grain yield in low rainfall. Breeding for tolerance and survival traits should be taken into account for improving winter wheat drought tolerance at seedling stage. The selected genotypes can be used for to further improve drought tolerance in high yielding wheat for Nebraska.     

水分亏缺对小麦灌浆中后期穗部光合特性和~(14)C-同化物转运的影响

为探讨水分亏缺对小麦灌浆中后期穗部同化物转运的影响,利用14CO2同位素示踪技术,对于2个抗旱性不同小麦品种的盆栽试验,测定中度水分亏缺下小麦穗部光合特性及灌浆中后期碳同化物的转运。结果表明,花后20 d,中度水分亏缺下水地品种郑引1号旗叶和穗部净光合速率(Pn)分别下降50.2%和19.9%,旱地品种普冰143分别下降33.7%和12.8%,后者显著小于前者。14CO2示踪试验表明,花后15~20 d籽粒中14C-同化物快速积累,花后25 d达到最高值;灌浆中后期(花后15~20 d)穗部苞片中14C-同化物向外快速转运,灌浆末期(25 d)碳同化物已彻底转移。成熟期,中度水分亏缺下小麦籽粒中14C-同化物积累高于正常供水处理,且旱地品种普冰143积累量高于水地品种郑引1号。中度水分亏缺下,郑引1号产量下降36.7%,高于普冰143的23.2%。适度水分亏缺对旱地品种穗部净光合影响较小,并促进了灌浆中后期穗部苞片中碳同化物的向外转运,可能是维持旱作小麦稳产的生理基础。     

小麦种质资源抗旱性鉴定评价

培育抗旱节水小麦品种是保障我国粮食安全的重要途径之一, 优异抗旱种质资源筛选及抗旱性评价方法的研究对于提高抗旱育种效率具有关键作用。本研究采用反复干旱法和田间直接鉴定法分别鉴定323份小麦种质苗期和成株期的抗旱性。结果表明, 随着干旱次数的增加幼苗存活率逐渐下降, 而其变异系数和广义遗传力增加。成株期单株产量抗旱系数与综合抗旱性度量值D显著正相关(R ² = 0.609), 采用综合抗旱性度量值D有利于区分干旱对不同种质产量的影响力。苗期反复干旱存活率(DS)与单株产量的抗旱系数及综合抗旱性度量值D均无显著相关。基于反复干旱存活率筛选得到28份苗期强抗旱种质, 基于单株产量抗旱系数和综合抗旱性度量值D分别得到25和30份成株期强抗旱种质, 其中, 9份种质用2种评价方法均表现强抗旱; 21份种质在苗期和成株期均表现抗旱或强抗旱。本研究为小麦抗旱性评价方法及抗旱亲本的合理选择提供理论指导和信息支撑。     

Physiological Role of Exogenously Applied Glycinebetaine to Improve Drought Tolerance in Fine Grain Aromatic Rice (Oryza sativa L.)

Rice performance under drought stress is mainly impeded by oxidative damage and hampered plant water status, which may be improved by exogenous use of osmoprotectants. In this study, the role of glycinebetaine (GB) to improve drought tolerance in rice (Oryza sativa L.) cultivar Super-basmati was evaluated. GB was used both as seed and foliar application. For priming, seeds were soaked in 50, 100 and 150 mg l⁻¹ aerated solution of GB for 48 h. At four-leaf stage, one set of plants was subjected to drought stress, while the other set kept at full field capacity. Drought was maintained at 50 % of field capacity by watering when needed. For exogenous application, 50, 100 and 150 mg l⁻¹ GB levels were applied at five-leaf stage. Drought stress greatly reduced the rice growth while GB application improved it both under well-watered and drought conditions. Drought tolerance in rice was strongly related to the maintenance of tissue water potential and antioxidant system, which improved the integrity of cellular membranes and enabled the plant to maintain high photosynthesis. Foliar treatments were more effective than the seed treatments, while among the GB treatment, foliar application with 100 mg l⁻¹ was the most effective.     

Long‐Term Field Drought Affects Leaf Protein Pattern and Chloroplast Ultrastructure of Winter Wheat in a Cultivar‐Specific Manner

Recurrent drought periods of varying duration often cause extensive crop damage and affect wheat production in Southern Europe. This study compares biochemical and ultrastructural responses of four wheat (Triticum aestivum L.) cultivars to long‐term field drought, and their contribution to final grain yield. Gel electrophoresis and immunoblotting analyses combined with transmission electron microscopy and grain yield evaluation were employed to assess drought susceptibility of the wheat cultivars. Two of them behaved as drought‐tolerant, the other two presented as drought sensitive. Enhanced degradation of Rubisco large subunit (RLS), Rubisco small subunit (RSS) and Rubisco activase (RA) accompanied by an increased protease activity and reduced levels of heat shock proteins (HSP70) and dehydrins (DHNs) were associated with drought sensitivity. Drought tolerance coincided with relatively stable or increased HSP70 and DHN contents, and unchanged/higher levels of RLS, RSS and RA. Sensitive cultivars were more vulnerable to ultrastructural damages, showing obvious degradation of chloroplast membrane systems and depletion of leaf starch reserves. These drought responses affected yield potential, as tolerant cultivars gave higher yield under intense drought. Thus, our results provide additional insights into the complexity of plant drought responses, identifying multiple interacting traits that may serve as indirect selection criteria for wheat drought tolerance.