不同钼效率冬小麦品种钼的吸收和分配

 在缺钼酸性黄棕壤上设不施钼（CK，土壤有效钼0.112 mg·kg-1）和施钼两个处理（+Mo，施钼0.13 mg·kg-1），研究钼高效冬小麦品种97003和钼低效冬小麦品种97014钼吸收和分配的差异。结果表明，不施钼时高效品种97003在整个生育期地上部干重和钼累积量均极显著高于97014，表明在相同缺钼逆境下97003吸收钼较多；97003拔节期上部叶、抽穗期穗、成熟期籽粒中分配的钼也多；穗和种子钼含量相对较高，表明97003向繁殖器官输送较多的钼。因而在缺钼逆境下97003对钼的利用效率较高，可获得较高产量。钼的吸收能力和利用能力较高可能是冬小麦品种97003钼高效的重要机理。     

冬小麦缺钼反应的基因型筛选

选择34个冬小麦品种，研究它们对缺钼反应的差异。在同一严重缺钼酸性黄棕壤上，比较苗期地上部干物重，初筛及复筛中籽粒产量及钼效率系数，最后筛选出钼高效品种97003和钼低效品种97014。缺钼条件下，高效品种97003能获得与施钼处理相当的产量，而低效品种只能获得施钼处理产量的一半。初步研究表明97003钼效率高的可能机理是缺钼逆境下钼的吸收能力和韧皮部的钼运输能力较强。     

缺钼对冬小麦不同品种叶绿素含量和叶绿体超微结构的影响

缺钼胁迫对冬小麦不同品种叶片叶绿素含量和叶绿体超微结构的影响不同,缺钼时钼高效冬小麦品种97003叶绿素含量显著降低,钼低效品种97014极显著降低,钼高效品种缺钼时叶绿素含量接近低效品种施钼后的叶绿素含量。同时对冬小麦叶绿体超微结构的观察发现叶绿体发生变异。钼低效品种97014缺钼时单个细胞叶绿体数目减少,叶绿体间断裂、分散,叶绿体体积变小、由长条形为主变为圆形为主,叶绿体基粒数目少、堆叠层数少且发育不良。钼高效品种则叶绿体变异少,表明在叶绿体结构上存在不同品种差异,叶绿体是碳同化器官,其结构变异表明叶绿素及植株碳代谢受阻。     

钼氮配施对冬小麦倒伏指数及茎秆力学指标的影响

为研究钼氮配施对小麦抗倒伏性的影响机制,以97003(小麦钼高效品种)和97014(小麦钼低效品种)为材料,采用随机区组试验设计,设置4个施氮水平(N 0、120、 210、 300 kg/hm~2),3个施钼水平((NH_4)_2MoO_40、0.75、1.50 kg/hm~2),比较分析不同钼氮配比处理下两品种冬小麦茎秆形态特征、基部茎节粗细胞壁组分及茎秆力学特征变化。结果显示:(1)小麦钼低效品种97014在相同的氮、钼水平下折断处到顶端的距离和弯曲力矩均高于小麦钼高效品种97003;相比不施氮,施氮3个水平均可提高两品种小麦地上部鲜质量和弯曲力矩,其中在氮水平为210 kg/hm~2下差异较为明显,施氮对断面系数和弯曲应力有显著影响,在施氮水平N 0、210 kg/hm~2时,折断弯矩会随着施钼量的增加而增加;(2)小麦钼高效品种97003基部节长在各个钼、氮施肥水平下均高于小麦钼低效品种97014,而上部节长和穗长均低于小麦钼低效品种97014;小麦钼高效品种97003的茎秆长短轴外径及长轴内径和穗长均随着施氮水平的增高而增加,小麦钼低效品种97014的茎秆长短轴外径及长轴内径、基部茎长和穗长均随着施氮水平的增高而增加;(3)随着氮肥用量的增加,小麦茎秆非结构性碳水化合物显著降低,小麦钼高效品种97003施钼酸铵0.75 kg/hm~2可减少小麦茎秆非结构性碳水化合物量;(4)两品种小麦基部纤维素、木质素含量随着施氮的增加而增加,但对钼的响应不明显。小麦钼高效品种97003纤维素、木质素含量在各个处理水平下基本不变,小麦钼低效品种在4个氮水平下配施钼酸铵1.5 kg/hm~2均增加了纤维素含量,在施氮水平210和120 kg/hm~2下配施0.75 kg/hm~2钼酸铵,基部节间木质素含量下降。研究结果表明,不同钼氮配施量下的两品种冬小麦茎秆主要物理性状优化组合不同,基部节间短而粗,茎壁厚度大,结构性碳水化合物总量增大,茎秆充实程度好,这是冬小麦抗折力大、倒伏指数小、增强抗倒伏能力的直接原因。     

低温胁迫下钼对冬小麦抗氧化酶活性的影响

【目的】揭示钼提高冬小麦抗寒力的生理机制。【方法】采用盆栽试验的方法，以冬小麦钼高效品种97003和钼低效品种97014为材料，研究了在低温胁迫下施钼对冬小麦叶片抗氧化酶活性影响。【结果】低温处理2、4和6 d时施钼均显著提高了超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT ）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性，显著降低了2个冬小麦品种叶片中超氧阴离子产生速率；施钼后，随着低温胁迫时间的延长，2个冬小麦品种叶片中4种抗氧化酶活性均先升高而后呈下降或突降趋势，说明施钼能使冬小麦通过正常的低温锻炼过程，有利于植株在经受更长时间低温胁迫时维持较高的抗寒力；钼对冬小麦钼高、低效品种叶片中抗氧化酶活性的影响存在基因型差异，与钼高效品种相比，钼低效品种缺钼处理叶片SOD、CAT、POD和APX等抗氧化酶活性下降幅度更大，活性氧自由基积累速率更大，这可能是钼低效品种在缺钼条件下更易受到低温伤害的原因之一。【结论】钼通过调控活性氧代谢过程来影响冬小麦的抗寒力。     

低磷胁迫下不同磷效率基因型棉花的根系形态特征

【目的】从根系形态变化的角度阐述磷高效基因型棉花对低磷胁迫的响应特征及适应机理,为找出影响棉花磷素吸收的主要因子和通过根系塑性提高养分利用效率的遗传改良提供科学依据。【方法】以磷高效基因型棉花品种新海18号（XH18）、中棉所42号（CCRI-42)、新陆早19号（XLZ19）和磷低效基因型棉花品种新陆早13号（XLZ13）、新陆早17号（XLZ17）为材料,通过特殊土培系统,研究不同磷效率棉花在不同磷水平下（低磷胁迫0、正常供磷150 kg·hm^-2）根系形态及其与植株磷素吸收的关系。【结果】低磷胁迫显著降低棉花生物量和磷累积量,其中磷高效基因型的生物量和磷吸收量在各施磷水平下分别为低效基因型的1.21-2.08和1.35-1.91倍。施磷可显著增加土壤中Olsen-P含量。低磷胁迫下各基因型棉花品种Olsen-P较适磷条件显著降低,且磷高效基因型棉花降低幅度大于磷低效。在低磷胁迫条件下,磷高效基因型棉花品种在0-25 cm土层中土壤Olsen-P浓度低于磷低效,较磷低效基因型XLZ13和XLZ17分别平均降低了21.1%和30.1%。棉花的总根长、总根表面积、总根体积、平均根系直径在低磷胁迫下显著降低,其中磷高效基因型棉花在各施磷水平下的总根长、总根表面积、总根体积分别为低效基因型的1.54-1.97、1.52-1.92、1.47-1.84倍。低磷胁迫下,磷高效基因型棉花比根长、比根表面积和比根体积均显著大于磷低效基因型棉花品种,分别为低效基因型的1.10-1.25、1.07-1.22、1.01-1.16倍,而平均直径显著低于磷低效基因型,为磷低效基因型的34.2%-70.2%;主成分分析表明,总根长、总根表面积、总根体积、根干质量、中根长、粗根长受基因型差异的影响较为明显,是区分两类磷效率基因型棉花根系形态差异的主要指标。一般线性模型方差分解结果表明,总根长、总根表面积、总根体积、中根长、粗根长等根系参数是植株磷素吸收的重要影响因子。【结论】磷高效基因型棉花可较大幅度增加细根比例,降低根系总体细度,促使比根长增加,提高根系的构建效率,以适应低磷胁迫。     

不同浓度镉胁迫对冬小麦根系生长的影响

采用营养液培养方法,研究了不同镉浓度处理对小麦根系鲜质量、总根长、根表面积、根体积、根尖数、平均直径及不同直径下总根长、表面积和体积的影响。结果表明,施镉降低了根鲜质量,且在高浓度镉(Cd_(50))处理下降低幅度最大,达到23. 95%,这说明镉抑制了冬小麦根系生物量的积累。相对于Cd_0处理,Cd_0. 5,Cd_5和Cd_(50)处理总根长分别降低了8. 49%,7. 34%(P 0. 05),14. 88%(P 0. 05)。这说明镉能够明显抑制冬小麦根系的正常生长和伸长;对不同直径根长和总根长进行相关性分析发现,小麦根长的降低与Ⅰ级(0 cm 根长≤0. 5 cm),Ⅱ级(0. 5 cm 根长≤1. 0 cm)和Ⅷ级(3. 5 cm 根长≤4. 0 cm)直径间有显著正相关关系。同时,相对于Cd_0处理,Cd_(50)处理显著降低了小麦根系表面积,降低幅度为12. 31%;对不同直径根表面积和总根表面积进行相关性分析发现,表面积的降低与Ⅰ级(0 cm~2根表面积≤0. 5 cm~2)和Ⅱ级(0. 5 cm~2根表面积≤1. 0 cm~2)直径间有极显著正相关关系。同样对不同直径根体积和总根体积进行相关性分析发现,根系体积与Ⅱ级(0. 5 cm~3根体积≤1. 0 cm~3)直径间有极显著正相关关系。因此,在镉抑制小麦根的形态中,镉抑制细根的生长和形态扮演重要角色。     

施钼对冬小麦钼高、低效品种氮代谢的影响

采用改良霍格兰营养液试验,研究施钼处理对冬小麦钼高、低效品种氮代谢的影响,并对冬小麦钼高、低效品种对钼的响应差异进行分析。结果表明,施钼处理后冬小麦地上部和地下部硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性提高,硝态氮的含量显著降低,代谢产物铵态氮含量、游离氨基酸总量、可溶性蛋白含量增加。施钼处理对冬小麦氮代谢具有促进作用。施钼处理对冬小麦钼高、低效品种氮代谢影响差异的原因在于2个冬小麦品种的基因型不同。与冬小麦钼高效品种相比,冬小麦钼低效品种施钼处理后硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性以及地上部硝态氮、游离氨基酸、蛋白质、地下部游离氨基酸含量的变化幅度更大。     

燕麦不同锌效率品种苗期耐低锌胁迫的根系形态差异

为了揭示燕麦耐低锌胁迫的根系形态响应,以燕麦锌高效品种晋燕2004和锌低效品种8202为试验材料,采用营养液培养方法,设置正常供锌(1×10-6 mol/L)和低锌胁迫(1×10-8 mol/L)2个供锌水平,处理时间为0 d、15 d、25 d、35 d,测定不同锌效率燕麦品种苗期生长状况及根系形态指标.结果表明:正常供锌和低锌处理0 d、15 d,两品种干物质量、最大根长、根系总长、总根尖数、表面积、体积均无显著差异;低锌处理25 d和35 d时,锌高效品种晋燕2004地上部和根系干物质量显著高于锌低效品种8202,锌高效品种晋燕2004的最大根长、根系总长、总根尖数、表面积、体积均显著高于锌低效品种8202.说明锌高效品种受低锌胁迫的影响小于锌低效品种,且随胁迫时间长短而表现不同差异.     

不同施氮水平对甘薯生长前期根系生物学特性的影响

在盆栽试验条件下,以甘薯LS9、YS25为试验材料,分析比较了不同施氮量对收获期薯块产量、氮素利用以及移栽后30~70 d根系活力、根长、根直径、根表面积、根体积等形态学指标的影响。结果表明,N0.1处理的薯块产量显著高于其他施氮水平,氮素利用效率、氮肥偏生产力随施氮量的增加而显著降低;N0.1水平下的根系活力最高,随施氮量的增加而逐渐降低,且YS25的根系活力受施氮水平的影响程度较LS9大;随甘薯生育期的延长,LS9、YS25的根干质量、总根长、根尖数、根系表面积、根体积均逐渐增加,而根系平均直径则先增大后减小;甘薯根系表面积、根体积在N0.1水平时达到最大值,根系平均直径在N0.2水平时最大,根长总体上在N0.1处理时最长,LS9、YS25的根尖数在N0.1、N0.2水平间无显著差异,但显著高于N0、N0.4处理。2个甘薯品种生长前期的根系生物学特性对不同氮水平响应程度的不同可能主要是由基因型差异造成的。     

Influences of Mo on Nitrate Reductase,Glutamine Synthetase and Nitrogen Accumulation and Utilization in Mo-Efficient and Mo-Inefficient Winter Wheat Cultivars

The objective is to study whether the accumulation and utilization of plant N are controlled by Mo status in winter wheat cultivars. Mo-efficient cultivar 97003 （eft） and Mo-inefficient cultivar 97014 （ineff） were grown in severely Mo-deficient acidic soil （Tamm-reagent-extractable Mo 0.112 mg kg^-1） with （＋Mo） and without （-Mo） the application of 0.13 mg kg^-1 Mo. The accumulation and use efficiency of plant total N were significantly higher in ＋Mo than that in -Mo and in eft than that in ineff under Mo deficiency. N use efficiency was remarkably higher in maturity but it was forwarded to jointing stage after Mo supply, thus indicating that Mo supply promoted the N use efficiency besides N uptake and eff was efficient in N uptake and utilization. The overall activity of nitrate reductase （NR, EC 1.6.6.1） was significantly higher in ＋Mo than in -Mo and ratio of ＋Mo/-Mo was even to 14.8 at filleting stage for ineff. Activity of glutamine synthetase （GS, EC 6.3.1.2） was significantly lower in ＋Mo than in -Mo. Concentration of nitrate and glutamate were also significantly lower in ＋Mo than in -Mo, thus provided evidences for enhancing N use efficiency by Mo supply. Activities of NR and GS were significantly higher and concentrations of nitrate and glutamate were significantly lower in eff than ineff under Mo deficiency, thus indicated eff was more efficient in N reduction and utilization. It is therefore concluded that Mo could promote N accumulation and utilization in winter wheat which was directly related to NR and feedback regulated by GS. Higher Mo status also results in higher accumulation and utilization of plant N in eft.     

冬小麦根系形态性状及分布

【目的】了解冬小麦根系形态的动态分布规律,为优化根系构型、提高小麦产量潜力提供参考。【方法】本研究借助于微根管技术,对冬小麦根系生长至消亡过程中的根长密度、根尖数、表面积、直径和以根长为基础的根系生长速率进了原位监测。【结果】冬小麦根系的根长密度和根尖数均在拔节期达到最大值,根表面积和直径在抽穗前达到最大值;收获1周后,其根长密度、表面积和根尖数开始大幅降低;10—40 cm土层根系的平均直径较大,根长密度的最大值出现在30—40 cm土层;冬小麦绝大多数根系的直径（RD）小于0.5 mm,0.1 mm＜RD≤0.25 mm区间的根长密度是其它区间之和的1.3—2.1倍;返青至拔节前期,0—40 cm土层的根系增长速率最为显著,拔节中后期40—80 cm土层则显著增大。【结论】返青至抽穗期冬小麦的根系生长最旺盛,其生长重心也逐渐下移,收获后死亡节律滞后。深层根系的直径较小,0.1 mm＜RD≤0.25 mm区间的细根是冬小麦根系的主要组成部分。     

不同基因型海岛棉根系形态参数对混合盐碱胁迫的响应

【目的】 研究不同耐盐性海岛棉幼苗根系指标对盐碱胁迫响应的机理,为新疆海岛棉育种和耐盐碱种植提供科学依据。【方法】 以盐敏感品种新海48号、弱耐盐品种新海31号、中等耐盐品种新海43号和耐盐品种新海35号为材料,采用NaCl、Na₂SO₄(物质的量1∶1)和NaCl、NaHCO₃(物质的量1∶1)模拟不同程度的中性盐混合盐(中性盐)和碱性盐混合盐(碱性盐)胁迫,总盐浓度(Na⁺)为0、120、180、240 mmol/L,分析中性盐和碱性盐两种胁迫下海岛棉幼苗根系形态特征及其与植株耐盐性的关系。【结果】 海岛棉根系形态对中性盐和碱性盐的响应存在差异,中性盐浓度为180 mmol/L时,不同耐盐品种海岛棉根系总长度与对照相比均无显著差异,新海31号、新海35号分别比对照高18%和5.97%;在碱性盐120和180 mmol/L处理下,新海35号、新海43号和新海48号的根系总长度较对照分别显著减低38.24%~46.32%、64.25%~75.58%和39.91%~71.47%。当中性盐浓度处于180~240 mmol/L时,不同耐盐品种海岛棉细根根长、表面积和体积在不同程度上有所增加;当碱性盐浓度处于120~180 mmol/L时,不同耐盐品种海岛棉细根根长、表面积和体积在不同程度上有所降低。 【结论】 低浓度中性盐和碱性盐使不同耐盐品种海岛棉细根根长、表面积及体积有不同程度的增加,而对中根及粗根无显著抑制作用。中性盐和碱性盐胁迫均显著降低海岛棉根系总长度、总表面积和总体积,其中碱性盐对根系总长度的影响较大,碱性盐主要通过抑制细根的伸长来降低根系总长度。     

施钾和叶面喷施赤霉素对春小麦种子萌发的影响

【目的】研究施钾和叶面喷施赤霉素对春小麦种子胚根性状、发根力、芽长、干物质转运与消耗等的影响,为研究栽培措施对小麦种子萌发的影响规律提供理论依据。【方法】以新春31号小麦为供试材料,采用裂区试验设计,主区施钾量(K)设K₀(0 kg/hm²)、K₁₈₀(180 kg/hm²)和K₃₆₀(360 kg/hm²)3个水平;裂区叶面喷施赤霉素量(G)设G₁(0 g/hm²)、G₂(8 g/hm²)、G₃(16 g/hm²)、G₄(24 g/hm²)和G₅(32 g/hm²)5个水平。【结果】施钾量对不同萌发时间的总根长、根系体积、根系平均直径、发根力、芽长及籽粒干物质转运率有显著影响。随着施钾量增加,总根长、根系体积、发根力和芽长均表现为下降趋势,而根系平均直径则反之;籽粒干物质转运率随着施钾量增加表现为先升高后下降的趋势;其中,K₁₈₀水平比K₀和K₃₆₀水平显著高26.51％和38.15％。叶面喷施赤霉素对不同萌发时间的根系表面积、发根力和芽长影响显著。增加赤霉素用量,根系表面积下降,而发根力和芽长均表现为先增加后下降的趋势,且分别于G₃和G₂水平下达到最大,比G₀水平分别高25.89％和6.05％。随着萌发时间的推进,根系总根长呈线性增加趋势;根系表面积呈先增加,至第4 d后趋于平稳的变化趋势;而根系体积和根系平均直径均呈先增加后降低的变化趋势,且均于第4 d时达到最大。籽粒干物质转运率(Y₁)和消耗率(Y₂)的变化符合二次方程,分别为:Y₁ = 0.579 7 X² + 3.682 X + 0.246 6,Y₂ = 0.021 5 X² + 5.082 3 X + 4.064 6。【结论】施钾和叶面喷施赤霉素对小麦种子萌发有显著性影响,施钾量为180 kg/hm²、叶面喷施赤霉素为16 g/hm²时,有利于小麦萌发和幼苗壮苗。     

南疆枣麦复合系统中冬小麦根长密度、根表面积密度分布特征研究

在冬小麦成熟期采用根钻法采集单作冬小麦及与3、5年生枣树间作的冬小麦根样,利用Win-SURFER V.8.0软件进行根系根长密度、根表面积密度的分析,同时进行冬小麦经济产量和地上部生物量的测定。结果表明,相比单作冬小麦,间作冬小麦的产量（P=0.0003）和地上部生物量（P=0.001）均显著下降。间作和单作冬小麦根长密度、根表面积密度随土层深度的增加而逐渐减少。与3、5年生红枣间作的冬小麦20~60 cm土层的根长密度值比单作冬小麦20~60 cm土层的根长密度值分别减少了30.1%~46.2%;与3、5年生红枣间作的冬小麦20~40 cm土层的根表面积密度值比单作冬小麦20~40 cm土层的根表面积密度值分别减少了18.7%~31.3%。间作冬小麦根系与枣树的根系在20~60cm土层中生态位重叠,导致物种间根系竞争。5年生枣树较3年生枣树对间作冬小麦根长密度值、根表面积密度值的变化和分布影响较大。