多胺对高温胁迫下小麦灌浆的影响及生理机制研究

以新春6号和新春31号为材料,采用大田试验在小麦灌浆初期模拟高温胁迫,在高温胁迫下对小麦进行喷施精胺(Spm)和亚精胺(Spd)处理,监测小麦籽粒灌浆动态、高温处理后的旗叶抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量等指标,分析外源Spm和Spd对高温胁迫下小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制。结果表明:高温胁迫对小麦籽粒灌浆显著抑制,外源Spm和Spd显著促进高温胁迫下小麦籽粒灌浆、旗叶POD和CAT活性、可溶性糖和脯氨酸含量以及抑制SOD活性和MDA含量的升高,外源Spd在喷施前期(花后13 d)对籽粒灌浆的调节效果优于外源Spm,此后外源Spm的缓解效果始终优于Spd。说明外源多胺对高温胁迫下小麦籽粒灌浆的影响与其调控叶片抗氧化酶活性、MDA含量以及渗透调节物质的含量有关,不同类型多胺在缓解高温胁迫对小麦灌浆抑制上存在时间差异。     

不同耐热性小麦品种旗叶膜脂过氧化和保护酶活性对花后高温胁迫的响应

以2个耐热性不同的冬小麦品种山农1391和藁城8901为材料，用塑料薄膜制成增温棚，分别于花后8~10 d (T1)和花后15~17 d (T2)进行高温处理，研究了花后不同时期高温胁迫对小麦旗叶丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明，T1处理的旗叶内活性氧防卫系统能更有效地启动，使膜脂过氧化水平有所下降，而T2处理造成的伤害不可恢复。花后28 d，与藁城8901相比，山农1391各处理MDA含量较低。T1处理的SOD和CAT活性明显上升，但CAT活性的上升期晚于SOD，它们协同起保护作用，延缓旗叶的衰老，其中山农1391SOD活性的上升幅度较大，而且CAT活性的恢复性增加的能力较强；T2处理的SOD活性未见上升，甚至有所下降，CAT活性虽然高于对照，却未能有效减轻膜脂过氧化程度，表明SOD在酶保护系统中起核心作用。T1处理降低了POD清除H₂O₂的能力；T2处理的POD活性大幅上升，可能对叶片起到了伤害作用，加速了旗叶的衰老。因此，小麦的耐热性随花后生育进程而下降，应特别加强灌浆中后期的田间管理，减轻高温的伤害。     

外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦旗叶衰老的影响及其生理机制

为深入认识植物激素在小麦抗氧化和调控衰老中的作用机制,以持绿品种汶农6号和非持绿品种济麦20为材料,在盛花期后喷施脱落酸(ABA)和6-苄基腺嘌呤(6-BA),考察外源激素对旗叶衰老过程中生理生化指标动态变化以及籽粒产量的影响,并探讨了激素与衰老的关系。结果表明,汶农6号旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、叶绿素含量及籽粒千粒重和产量均大于济麦20,且丙二醛(MDA)含量低于济麦20,表明持绿型品种抗氧化能力强,衰老进程较慢,进而获得较高产量。外源ABA和6-BA处理显著提高花后7~28 d旗叶叶绿素含量,提高花后21~35 d可溶性蛋白含量,显著降低花后28~35 d旗叶MDA含量。外源ABA降低两品种旗叶玉米素(ZR)含量,但提高生长素(IAA)和赤霉素(GA)含量,降低了其在花后28~35 d的ABA含量。6-BA处理提高旗叶ZR含量及花后7~14 d IAA含量,降低济麦20花后21~35 d旗叶ABA含量。外源ABA显著提高汶农6号花后7~21 d旗叶SOD活性,喷施ABA对汶农6号旗叶POD和过氧化氢酶(CAT)活性影响没有显著性影响,但显著提高了济麦20花后7~28 d POD活性,喷施6-BA提高了两品种7~28 d SOD、POD和CAT活性。总之,ABA和6-BA处理改变了旗叶内源激素水平,提高抗氧化酶活性,降低MDA含量,延缓旗叶衰老,从而提高了籽粒产量。     

小麦不同绿色器官光合速率与碳同化酶活性及其基因型差异研究

比较了小麦不同基因型籽粒生长期旗叶与穗、茎、鞘等非叶绿色器官光合速率及光合碳同化酶活性的变化,结果表明, 存在显著的基因型差异。籽粒生长早期非叶器官净光合速率最大值低于旗叶，但后期的净光合速率下降幅度小于旗叶。各器官RuBPC活性和PEPC活性的变化均呈单峰曲线，RuBPC活性表现为旗叶>芒>叶鞘>穗下节间>颖片(护颖、外颖),其中芒的酶活性与叶片差异很小； PEPC活性表现为穗颖、叶鞘、穗下节间均明显高于旗叶。各基因型各非叶器官不同时期PEPC/RuBPC活性平均比值均明显高于旗叶, 后期非叶器官中PEPC活性甚至超过RuBPC活性。暗示在小麦生长后期的碳同化、特别是非叶器官的碳同化过程中，PEPC可能发挥着重要作用，后期非叶器官光合速率的相对稳定性可能与其较高的PEPC活性及活性下降缓慢有密切关系。在小麦品种改良过程中，不仅要重视叶片而且要重视非叶绿色器官光合性能、特别是PEPC活性的选择。     

Cd、水分单一及复合胁迫对异叶天南星叶片抗氧化酶的活性影响

为探讨Cd、水分单一及复合胁迫条件下对异叶天南星叶片伤害及其抗氧化酶活性的响应，研究并比较了不同浓度Cd（200mmol/L、400mmol/L、800mmol/L）和水分胁迫（PEG6000模拟，浓度分别为10%、20%、40%）条件下异叶天南星叶片的丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）等抗氧化酶活性的影响。结果表示：在单一、复合胁迫条件下，相对于对照来说，MDA含量呈上升趋势，SOD、POD、CAT整体呈现先升高后降低趋势。同时，对于比较同水平浓度下单一因子胁迫而言，复合胁迫MDA含量体现出协同效应，SOD、POD、CAT则体现协同或拮抗效应。     

高温胁迫对观赏凤梨叶片抗氧化系统和渗透调节物质积累的影响

采用盆栽试验,研究了40℃高温胁迫处理对观赏凤梨叶片抗氧化系统及渗透调节物质积累的影响。结果表明,与25℃对照相比,高温胁迫8 h内,观赏凤梨叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著升高,脯氨酸(Pro)和热激蛋白(HSP)含量显著增加,同时叶片超氧阴离子(O2-·)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量、电解质外渗率、叶绿素含量与对照相比均无显著变化,植株生长也无明显伤害,表明SOD、POD、CAT活性的提高以及HSP、Pro含量的增加有利于缓解短期高温胁迫对观赏凤梨的氧化伤害。之后随胁迫时间的延长,叶片SOD、POD、CAT活性逐渐下降至对照以下,HSP和Pro含量降低,同时叶片O2-·产生速率加快,H2O2和MDA含量升高,电解质外渗率增加,可溶性蛋白含量降低,游离氨基酸含量增加,叶绿素和类胡萝卜素含量下降,气孔逐渐关闭,观赏凤梨植株幼叶、成熟叶受伤害症状逐渐加重。     

不同水分供给对小麦叶与非叶器官叶绿体结构和功能的影响

在田间不同灌水条件(春季不灌水、春季灌2水和春季灌4水, 每次灌水750 m3 hm^-2)下, 于灌浆后期对小麦叶片与非叶器官(穗颖、穗下节和叶鞘)叶绿体结构进行了电镜观察, 并对不同器官的净光合速率(P_n)和光化学效率(F_v/F_m)进行了测定, 以期探明小麦叶与非叶器官光合结构和功能对水分变化的适应性差异。结果表明, 在充足供水条件(春季灌4水)下, 叶片的叶绿体数目明显多于各非叶器官, 但护颖和外稃叶绿体含有较多的淀粉粒。在灌浆期上层土壤重度水分亏缺(春季不灌水)条件下, 植株各器官叶绿体均出现明显的衰老特征, 但衰老程度存在器官间显著差异, 旗叶叶片叶绿体受损程度明显大于非叶器官。在所测非叶器官中, 外稃叶绿体对干旱胁迫反应较为敏感, 而护颖、穗下节间和旗叶鞘叶绿体结构具有较强的稳定性。水分胁迫下各器官P_n和F_v/F_m值均降低, 叶片降低幅度最大, 且随灌浆进程其光合下降最快, 但穗下节间、旗叶鞘和穗器官较为稳定, 可能与其叶绿体结构的稳定性有关。说明小麦非叶绿色器官光合结构与功能对水分亏缺具有较强的耐性。     

高温胁迫对景天植物膜脂过氧化及保护酶活性的影响

研究高温胁迫对景天植物的膜脂过氧化程度及保护酶活性的影响。以5种景天植物为试材,进行45℃/30℃（白13 h/昼11 h）高温胁迫,高温胁迫前及胁迫后每5天取叶片测定相关生理指标,分析膜脂过氧化程度及保护酶活性的变化。随着高温胁迫程度加重,5种景天植物的O2.-产生速率和MDA含量持续上升,耐热性强的景天植物O2.-产生速率上升慢、MDA含量积累少;胁迫过程中,5种景天植物的SOD、POD、CAT活性均高于胁迫前,说明高温胁迫诱导3种酶活性增强,3种酶活性在整个胁迫过程中呈现先升后降的趋势,耐热性强的景天植物SOD、POD、CAT活性增幅高。高温胁迫下通过增强SOD、POD、CAT活性以减轻膜脂过氧化程度是景天植物适应高温胁迫的重要生理机制。     

盐胁迫下不同小麦品种(系)旗叶衰老特性分析

为明确盐胁迫对不同小麦品种(系)的旗叶衰老特性的影响,笔者选取了7个小麦品种(系),进行了盐碱地条件下旗叶衰老指标的研究。结果表明,随着花后小麦生育期的推移,不同小麦品种(系)在盐碱胁迫下旗叶中的SOD、POD、MDA、游离脯氨酸含量均存在显著差异,但其变化幅度不一致,MDA含量、脯氨酸含量呈现不同程度的增加,‘青麦w04’、‘青麦6号’、‘德抗911’旗叶中的MDA含量增加幅度较小,但脯氨酸含量增加幅度较大。SOD活性呈现不同幅度的下降,‘青麦w04’、‘青麦6号’、‘德抗911’花后旗叶中的SOD活性下降幅度较小。POD活性呈现先上升后下降趋势,开花14天后‘青麦w04’、‘青麦6号’、‘德抗961’旗叶中的POD活性下降速度较慢。可得出结论,盐碱胁迫下‘青麦w04’、‘青麦6号’、‘德抗961’的衰老程度相对较低,耐盐能力相对较强。     

灌浆期高温胁迫对冬小麦叶源、库器官生理活性的影响及调控

研究了灌浆期高温胁迫条件对冬小麦叶源、库器官某些生理指标的影响。结果表明 ,高温胁迫导致冬小麦叶源、库活性显著降低。高温胁迫能显著降低冬小麦子粒蔗糖酶的活性 ,降低子粒可溶性糖含量 ,胁迫发生初期子粒ATP酶的活性迅速降低 ;高温胁迫导致冬小麦的旗叶MDA含量、脯氨酸含量上升。适当的调节剂处理能显著改变高温胁迫条件下上述生理指标的变化动态 ,显著抑制高温胁迫条件下冬小麦旗叶光合性能的下降 ,延缓叶片衰老的进程 ,对保持叶源、库器官的生理活性有显著的作用 ,协调源库关系 ,降低高温胁迫对植株的伤害程度     

不同供水条件下小麦不同绿色器官的气孔特性研究

为了考察小麦叶片与非叶器官气孔结构特性的差异及其对供水条件的反应，本研究设置不同灌水处理，利用电镜观察小麦灌浆期不同绿色器官的气孔分布和结构特征，并分析其与气孔特性指标间的关系。结果表明，在不同灌水处理下看到各非叶器官（穗、旗叶鞘和穗下节间）均分布着气孔，但其数目少于旗叶叶片。护颖仅在远轴面存在气孔；外稃在多水条件下（4水处理）近轴面出现较多气孔，而远轴面看不到气孔，但在水分胁迫（无水处理）条件下，气孔却出现在远轴面而不在近轴面；在不同水分处理下均观察到芒上明显的气孔分布。从气孔大小看，穗各部分（护颖、外稃、内稃和芒）略小于其他器官。随着灌水次数的减少，各器官气孔密度呈增大趋势，气孔器及气孔孔径表现出长度增加、宽度减小的特征。限水灌溉下非叶器官（穗、旗叶鞘和穗下节间）在籽粒灌浆期气孔导度、蒸腾速率和光合速率的稳定性高于叶片。相关分析表明，不同器官的气孔导度与蒸腾速率均呈显著正相关，非叶器官气孔导度与光合速率的相关程度明显低于叶片。说明在干旱少水条件下，叶与非叶器官蒸腾作用均会减弱，叶片光合速率亦相应降低，而非叶器官光合速率可能保持相对稳定，可相对提高其水分利用效率。     

土壤干旱对小麦绿色器官光合电子传递和光合磷酸化活力的影响

比较研究了开花后干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)不同绿色器官光合活性的变化，发现叶片光合对干旱胁迫的敏感性大于穗器官。在干旱胁迫下各器官叶绿体Hill反应活力、光合电子传递活性及光合磷酸化水平均下降，但下降幅度以旗叶叶片明显大于穗、穗下节间和叶鞘。暗示穗等非叶器官的光合作用具有较强的耐逆性。     

氮素形态对小麦花后干物质积累与分配的影响

采用随机区组试验，研究了铵态氮、硝态氮和酰胺态氮3种氮素形态对小麦花后干物质积累与分配的影响，结果表明：（1）小麦花后籽粒干重及地上部总干重随生育进程不断增加，而旗叶、穗下节、穗下鞘、颖壳的干重均随着生育进程呈下降趋势；（2）氮素形态对小麦花后干物质积累与分配有显著影响。硝态氮处理下小麦花后地上部总干物质量最高，并且随着生育进程，干物质在旗叶、穗下节、穗下鞘、颖壳中分配比例降低，在籽粒中的分配比例高于其它2个处理。（3）铵态氮、硝态氮和酰胺态氮3种氮素形态处理下小麦产量分别为7250.5kg/hm2、7575.3kg/hm2和7156.2 kg/hm2。在本试验条件下，硝态氮处理增产效果最佳，较酰胺态氮处理增产5.8%。     

Pb在小麦植株内吸收、分配和累积的研究

通过大田试验，研究了Pb在小麦植株中的吸收、分配和累积的动态变化规律。结果表明，在小麦整个生长过程中，不同部位Pb含量和Pb累积量随着时间的推移而变化，但从总体上看是根〉茎〉子粒。在灌浆末期，各部位Pb含量从大到小依次为：根〉废弃物〉叶〉茎〉叶鞘〉颖片〉穗轴〉子粒，地上各部位Pb累积量从大到小依次为：废弃物〉茎〉叶鞘〉颖片〉叶〉子粒〉穗轴。从结果还可以看出，小麦植株中较易富集Pb的部位是根、废弃物、茎和叶，而子粒中Pb含量和累积量均比较低。小麦在生殖生长阶段的Pb吸收量大于营养生长阶段；拔节一抽穗期和灌浆初期一灌浆中期Pb吸收量及吸收速率显著高于其他时期。     

不同类型小麦品种灌浆期蔗糖代谢关键酶的活性变化

测定池栽条件下小麦强筋品种藁城8901、中筋品种豫麦49号和弱筋品种洛麦1号灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎、籽粒中蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性变化的结果表明,3种不同类型小麦品种灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎、籽粒中SPS和SS活性变化均呈单峰曲线。豫麦49号旗叶、旗叶鞘和籽粒中SPS酶活性较高,而洛麦1号穗茎中SPS酶活性较高。豫麦49号的旗叶、旗叶鞘、穗茎和籽粒中SS活性高于其他两品种,表明豫麦49号和洛麦1号营养器官和籽粒中蔗糖合成和降解代谢比较活跃。     

小麦灌浆期蔗糖代谢关键酶活性变化及其与籽粒淀粉积累的关系

在池栽条件下，研究了藁城8901(强筋品种)、豫麦49(中筋品种)和洛麦1号(弱筋品种)小麦灌浆期旗叶、叶鞘、穗茎、籽粒蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)活性变化及其与淀粉及组分积累的关系。结果表明，其SPS和SS活性变化均呈单峰曲线。豫麦49旗叶、旗叶鞘和籽粒中及洛麦1号穗茎中SPS酶活性较高。豫麦49的旗叶、旗叶鞘、穗茎和籽粒中SS活性高于其他两品种，表明豫麦49和洛麦1号营养器官和籽粒中蔗糖合成和降解代谢比较活跃。相关分析表明，豫麦49和洛麦1号籽粒中淀粉和支链淀粉积累对SPS催化的蔗糖合成过程具有较强的反馈调节作用。豫麦49和洛麦1号籽粒中SS活性均与总淀粉与支链淀粉积累速率极显著正相关，而在藁城8901中无此相关性。     

野生一粒麦与普通小麦不同绿色器官光合特性和叶绿体结构特征

对野生一粒麦(T.boeoticum)和普通小麦品种品七(T.aestivum.cv.Pin7)开花期不同绿色器官光合速率(Pn) 、 色素含量、 PSII活性及叶绿体超微结构进行了考察.结果表明:野生一粒麦各器官(旗叶叶片、叶鞘、穗下节间、 穗)的光合速率均明显高于栽培品种品七,这与各器官具有较高的叶绿素含量和较多的叶绿体基粒片层数目有密切关系.