低温驯化阶段不同抗寒性冬小麦品种生理代谢的比较

为分析寒地冬小麦越冬性的生理基础,比较低温胁迫下东农冬麦1号(强抗寒)和济麦22(弱抗寒)两个品种小麦幼苗的鲜重、干重、相对含水量及其叶片和分蘖节的电导率和脯氨酸含量变化。结果表明,低温驯化阶段东农冬麦1号干物重显著高于济麦22,气温低于0℃时,东农冬麦1号干重仍增加,而济麦22则降低。济麦22相对含水量显著高于东农冬麦1号,10月29日(-2℃/7℃)东农冬麦1号植株的相对含水量迅速降低,而济麦22植株的相对含水量在11月2日(-3℃/5℃)迅速降低。两个品种分蘖节的脯氨酸含量显著高于叶片的脯氨酸含量,东农冬麦1号分蘖节的脯氨酸含量高于济麦22分蘖节的脯氨酸含量。低温胁迫下济麦22叶片的相对电导率高于东农冬麦1号。     

低温下寒地冬小麦差异蛋白表达比较分析

以抗寒性不同的两个冬小麦品种“东农冬麦1号”和“济麦22”为试验材料，以包含生长点的分蘖节为研究对象，分析低温驯化、封冻初期及深度封冻期两份材料细胞膜受损差异，检测分蘖节处细胞活力，对两个品种分蘖节进行蛋白质双向电泳，筛选差异表达蛋白后作质谱分析。结果表明，低温下东农冬麦1号细胞膜受损程度小于济麦22，分蘖节处细胞活力显著高于济麦22。共鉴定出品种间21个差异蛋白点，低温驯化期济麦22参与能量代谢、蛋白合成、光呼吸及抗性蛋白表达量较高，东农冬麦1号参与糖代谢、细胞壁合成的蛋白表达量高；封冻后东农冬麦1号抗性蛋白、参与能量代谢、物质合成及维持细胞稳定的蛋白表达量增强。研究明确抗寒品种东农冬麦1号耐低温蛋白表达情况，丰富寒地冬小麦安全越冬理论基础，为采用分子手段开展抗寒性遗传改良提供理论依据。     

土壤水分含量对小麦越冬期生理特性的影响

为了研究东农冬麦1号抗寒特性,寻找东农冬麦1号越冬最佳土壤水分含量,以冬麦东农冬麦1号、冬麦济麦22和春麦龙麦26三种不同抗寒性小麦品种为材料,从三叶期开始对其进行17%～20%、22%～25%、30%、32%～35%和37%～40%五种不同土壤含水量处理,测定各处理组小麦叶片的生理生化指标变化及返青率。结果表明,随着温度的降低,东农冬麦1号叶片POD和SOD活性、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量及返青率明显高于济麦22和龙麦26,而相对电导率则明显低于济麦22和龙麦26。在22%～25%土壤水分含量处理下,3个小麦品种POD和SOD活性、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量及返青率与其他处理相比处于较高水平,相对电导率最低。     

外源ABA对低温胁迫下冬小麦细胞膜脂组分及膜透性的影响

为探讨外源ABA对低温胁迫下冬小麦膜质脂肪酸的影响,以强抗寒品种东农冬麦1号和冷敏感品种济麦22为材料,三叶期叶面喷施适宜浓度ABA,大田自然降温条件下,分别于10 d最低温平均4、0、-10、-25℃时取样叶片和分蘖节,测定膜质脂肪酸的含量变化。结果表明,叶片中,两种小麦不饱和指数均呈逐渐下降趋势,其中东农冬麦1号不饱和脂肪酸含量低于济麦22;分蘖节中,东农冬麦1号亚麻酸含量在降温过程中逐渐升高,而棕榈酸含量始终低于济麦22,说明亚麻酸和棕榈酸与冬小麦抗寒性关系密切。外源ABA处理后,两种小麦叶片和分蘖节中的不饱和脂肪酸含量均较未处理高,且东农冬麦1号叶片不饱和指数在零上温度时均大于济麦22,叶片和分蘖节分别于4℃、-25℃达到最大值,其中东农冬麦1号分蘖节不饱和脂肪酸呈逐渐上升趋势、且不饱和指数均高于济麦22,达到差异极显著。外源ABA使两品种小麦电导率、均有不同程度降低,东农冬麦1号MDA降幅大于济麦22,且达到差异显著,表明ABA对强抗寒品种膜脂抗寒性的促进作用大于冷敏感品种。     

根际浇灌ABA对冬小麦幼苗抗寒性的影响

为探讨外源ABA调控寒地冬小麦耐受低温胁迫的生理生化机制,试验分别用0、0.1、1、10、100μmol.L-1的ABA对强抗寒冬小麦品种"东农冬麦1号"和弱抗寒品种"济麦22"的三叶期麦苗进行根际浇灌。田间自然降温条件下,分别于日最低温度达0、-10和-25℃时取叶片和分蘖节测定生理生化指标,调查麦苗翌年返青率。结果表明,100μmol.L-1ABA处理显著降低两种小麦叶片和分蘖节中渗透调节物质含量、ABA含量及ABA/GA比值,对东农冬麦1号叶片和分蘖节及济麦22分蘖节GA含量无显著影响,但济麦22叶片中GA含量增加。两品种小麦MDA含量减少,SOD活性显著增加,细胞膜透性增大。10μmol.L-1ABA处理后东农冬麦1号叶片和分蘖节中渗透调节物质含量、ABA含量及ABA/GA比值显著增加,GA含量和MDA含量减少,SOD活性增强。济麦22叶片和分蘖节中可溶性蛋白含量及膜脂过氧化无显著影响,但其叶片和分蘖节可溶性糖含量及分蘖节中ABA含量、ABA/GA比值降低。其他浓度对两种小麦膜脂过氧化及可溶性蛋白含量无显著影响。可见,10μmol.L-1ABA可促进东农冬麦1号抗寒性的提高,而对济麦22效果不显著。     

PEG胁迫对两种冬小麦苗期抗旱生理特性的影响

以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号和弱抗寒品种济麦22为试材,研究了20%聚乙二醇(PEG-6000)渗透胁迫对其苗期叶片和根部的质膜透性、保护酶活性和渗透调节物质的影响。结果表明,随着PEG胁迫时间的延长,东农冬麦1号和济麦22叶片的相对含水量均下降,且东农冬麦1号的相对含水量高于济麦22;两种小麦叶片和根的质膜透性均增大,但东农冬麦1号的质膜透性比济麦22小;超氧化物歧化酶(SOD)活性先下降后上升,且东农冬麦1号的SOD活性高于济麦22;脯氨酸(Pro)含量明显增加,且东农冬麦1号的含量高于济麦22;丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,但东农冬麦1号的含量低于济麦22。各项生理指标综合分析可知,东农冬麦1号比济麦22具有较强的抗旱能力。     

低温下不同抗寒性冬小麦叶片组织结构比较

以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号和弱抗寒冬小麦品种济麦22为试材,应用光学显微镜和电子显微镜对不同低温下(5℃和-15℃)两个冬小麦品种的叶片显微、超微结构进行比较研究。结果表明,在5℃和-15℃低温下,东农冬麦1号和济麦22叶片的显微结构无明显差异,但超微结构差异较显著。东农冬麦1号类囊体基粒片层和基质片层跺叠整齐,沿叶绿体的长轴方向平行排列,而济麦22叶绿体内的类囊体排列方向无规则,与叶绿体长轴形成各种角度。在-15℃时,两个品种叶肉细胞的线粒体皆肿胀呈圆形,嵴的结构模糊,且济麦22有个别线粒体嵴消失现象。该研究结果可为冬小麦抗寒种质的选育提供理论依据。     

不同冬小麦品种拔节期低温生理生化反应及其灰色关联度分析

近年来黄淮麦区春季低温频繁发生,严重影响小麦产量。为了探究拔节期低温对小麦生理生化和产量的影响,本试验以漯麦163、漯麦6010、郑麦9023(对照)和偃展4110共4个小麦品种为材料,研究其在低温胁迫下叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、脯氨酸含量等生理生化指标的变化,并且测定其单株产量。结果表明,持续低温胁迫下,供试小麦品种叶片中的SOD、POD、CAT活性和MDA、可溶性蛋白、脯氨酸含量,与常温对照相比,均有不同程度的提高,漯麦6010和漯麦163各指标显著提高。随着低温胁迫时间延长,漯麦163的保护酶活性(SOD、POD、CAT)持续提高,表现出较强的抗寒性;除偃展4110外,各品种MDA含量呈现上升趋势。低温处理至第3天和第4天,除郑麦9023外,其余3个品种可溶性蛋白含量均缓慢增长;低温胁迫下,4个小麦品种的脯氨酸含量呈现先升后降再升的趋势。与常温对照相比,各小麦品种的成穗数和穗粒数均显著下降,不孕小穗数均显著上升,单株产量显著降低。研究发现,漯麦163和漯麦6010属于抗寒性较强的品种,而郑麦9023和偃展4110属于抗寒性较弱的品种。灰色关联度分析表明,脯氨酸和可溶性蛋白含量与小麦产量降幅的关联度最大。     

温度及土壤含水量对冬小麦生长习性及返青率的影响

以抗寒性不同的冬小麦品种"东农冬麦1号"和"济麦22"为试验材料,研究土壤含水量及低温交叉逆境下两个材料的生长习性及返青情况。结果表明,生长习性与温度及土壤含水量无关,在不同温度及不同土壤含水量下东农冬麦1号植株均匍匐于地面生长,济麦22均直立于地面生长;返青率与土壤含水量及温度直接相关,含水量在25%左右最适于返青,随着经历低温时间的延长及温度的降低,返青率略有下降,幅度在60%~100%。在一定幅度范围内,温度与返青率呈极显著正相关,含水量与返青率呈负相关。研究结果可为指导大田冬小麦封冻前及春季返青前浇灌提供理论依据。     

越冬及返青期冬小麦叶片中可溶性蛋白质、氨基酸含量与抗寒性的关系

研究了6种冬小麦幼苗叶片在低温胁迫下其体内可溶性蛋白、脯氨酸、游离氨基酸等代谢物的含量变化,比较了越冬期和返青期冬小麦叶片中代谢物含量的差异.结果表明:几种冬小麦在低温胁迫下脯氨酸、游离氨基酸、可溶性糖及可溶性蛋白含量均有不同程度增加,其中脯氨酸和游离氨基酸的含量增加更显著.抗寒性较强的小偃6号和西农383积累脯氨酸、游离氨基酸等主要代谢物的能力较强,西农580和小偃22次之,84加97和陕农981较弱,该结果与冬小麦耐寒性强弱一致.研究表明冬小麦抗寒性与相关代谢物的积累相关,通过对这些代谢物质的检测可以为冬小麦的引种、育种及抗寒品种的筛选提供依据.     

Anatomical Structure Comparison Between Leaves of Two Winter Wheat Cultivars with Different Cold/Freezing Tolerance Under Low Temperature Stress

Winter wheat （Triticum aestivum） cultivars Dongnongdongmai 1 with strong cold/freezing tolerance and Jimai 22 with weak cold/freezing tolerance were used for investigating the difference of microstructure and ultrastructure between leaves of two cultivars under low temperature stress （5℃ and -15 ℃） using optical and electron microscope. The results showed that there was no obvious difference between leaves of Dongnongdongmai 1 and Jimai 22 in microstructure. However, the difference between those leaves was distinct in ultrastructure. The grana lamella and stroma lamella were stacked regularly and arranged parallelly along the long axis of chloroplasts in cv. Dongnongdongmai 1, while the arrangement directions of thylakoids in Jimai 22＇s leaves were so irregular as to form various angles with the long axis of chloroplasts. At -15℃, the mitochondrias were swelled to be round and the structure of cristaes became blurry in both cultivars＇ leaves, while some cristaes of Jimai 22 disappeared. These results would provide theoretical evidence for selecting cold/freezing tolerant winter wheat germplasm resources     

分蘖期冷水胁迫对寒地粳稻根系生理特性及产量的影响

试验以东农428和松粳10为供试材料,于2018年在东北农业大学阿城实验实习基地开展分蘖期不同天数(0、5、10、15 d)冷水灌溉处理试验,分析分蘖期冷水灌溉对寒地粳稻根系活力、抗氧化系统、渗透调节物质含量、内源激素含量及产量的影响。结果表明,分蘖期冷水灌溉下,寒地粳稻根系SOD、POD、CAT活性和脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量与正常灌溉相比均显著升高,增幅随冷水灌溉时间延长而上升,东农428增幅大于松粳10,但松粳10的O_2~-、H_2O_2和MDA含量增幅大于东农428。冷水灌溉下,两个品种根系内源激素IAA、GA3、ZR含量随冷水胁迫时间延长呈下降趋势,但ABA含量随冷水灌溉时间延长而升高。分蘖期冷水灌溉下,寒地粳稻产量随冷水灌溉天数增加显著下降,松粳10比东农428下降幅度大。     

不同马铃薯品种苗期叶片对低温胁迫的生理响应

【目的】研究不同马铃薯品种苗期对低温胁迫的生理响应,为探索马铃薯耐寒机制及耐寒品种的早期选育提供理论依据。【方法】以低温敏感型品种费乌瑞它、中薯3号和耐寒品种桂农薯1号、桂农薯4号苗期植株为试验材料,利用人工气候箱进行5℃低温胁迫处理,于处理后0、1、2、3、5和7 d分别取样并测定叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性及可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量。【结果】5℃持续胁迫3 d对叶片造成的伤害在外观形态上开始出现,胁迫5 d后品种间存在明显差异。受低温胁迫后,各品种叶片POD、CAT和SOD活性及可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量整体上均呈升高趋势,峰值出现时间存在差异;随着低温胁迫时间的延长,各生理指标升降变化趋势不同。在低温胁迫5 d时,耐寒品种的酶活性和脯氨酸含量均高于低温敏感型品种,费乌瑞它的可溶性糖和可溶性蛋白含量则显著低于其他品种(P0.05,下同)。低温胁迫提高了各品种的叶片MDA含量,在低温胁迫第5 d时,低温敏感型品种的MDA含量高于耐寒品种。相关性分析结果表明,SOD活性与可溶性糖含量呈显著正相关,与MDA含量呈显著负相关;POD活性与CAT活性和脯氨酸含量呈显著正相关;CAT活性与脯氨酸含量呈极显著正相关(P0.01)。【结论】POD、CAT和SOD活性及MDA和脯氨酸含量可作为鉴定马铃薯品种耐寒性强弱的生理指标,低温胁迫第5 d可作为早期筛选耐寒材料的时间节点。4个马铃薯品种苗期耐寒性强弱依次为桂农薯4号桂农薯1号中薯3号费乌瑞它。     

山西梨部分栽培品种抗寒性研究初报

以1 a生枝条为试材,对7个梨品种进行了电导率测定,并且对7个抗寒性不同的梨品种在休眠期间枝条内的可溶性糖、脯氨酸含量及变化规律进行了研究。结果表明,可溶性糖、脯氨酸含量随着温度的下降而升高,抗寒性强的品种可溶性糖含量高,且与抗寒力呈显著正相关;而脯氨酸含量与抗寒力强弱无明显相关性。     

冬季自然低温胁迫对茶树抗寒生理指标的影响

以舒茶早﹑乌牛早为材料,利用合肥地区冬季自然低温研究茶树电导率﹑游离脯氨酸和丙二醛含量的变化。结果表明,合肥地区2009年10月至2010年4月日平均气温先下降后上升,最低日平均气温2℃,最高18℃。茶树叶片电导率随气温的变化呈先下降后上升的趋势。丙二醛含量波动较大,1月1日前随温度的降低而降低,1月1日到1月20日呈上升的趋势,1月20日至3月28日又趋于下降。游离脯氨酸含量11月30日前随温度的降低而降低,11月30日到第二年的4月26日,呈缓慢上升的趋势。秋季缓慢的降温对茶树起到了低温驯化的作用,增强了茶树的抗寒性。     

不同灌溉方式对寒地粳稻抗旱生理性状的影响

本试验以东农425和东农427为试验材料,在水稻全生育期内以土壤水势为灌水衡量指标,研究了五种不同灌溉方式对寒地粳稻抗旱生理性状的影响,结果表明:在整个生育期内,处理的叶片脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)积累量、变化幅度基本趋势为:旱作>重干湿交替灌溉>轻干湿交替灌溉>中干湿交替灌溉>常规灌溉,重干湿交替灌溉和旱作处理显著增加了叶片脯氨酸、丙二醛含量。叶片脯氨酸、丙二醛含量与植株抗旱性及产量均呈负相关关系,其中脯氨酸含量相关性显著;重干湿交替灌溉和旱作处理的叶绿素(Chl)含量明显低于常规灌溉及轻干湿交替灌溉、中干湿交替灌溉处理,随着生育进程的推进,轻干湿交替灌溉、中干湿交替灌溉处理的叶片叶绿素含量反而高于其他处理。中干湿交替灌溉处理能够显著增加水稻叶片叶绿素含量,叶片叶绿素含量与植株抗旱性及产量呈显著正相关。中干湿交替灌溉处理是较为合理的灌溉方式,即田间土壤水势灌溉下限不应低于-20kPa。通过对植物抗旱性及抗旱相关生理指标的分析得出东农425的抗旱性较东农427强。     

梨品种枝条可溶性糖、脯氨酸含量变化规律与抗寒性的关系

对5个抗寒性不同的梨品种在休眠期间枝条内可溶性糖、脯氨酸含量及变化规律的研究结果表明，可溶性糖、脯氨酸含量随着温度的下降而升高，抗寒性强的品种可溶性糖含量高，且与抗寒力呈显著正相关，而脯氨酸含量与抗寒力强弱没有明显的相关性．     

冬前低温胁迫下白菜型冬油菜抗寒性的形态及生理特征

【目的】为白菜型冬油菜抗寒种质创新及抗寒品种选育提供依据。【方法】以抗寒性不同的白菜型冬油菜品种为材料,采用田间观察、比色法、冰晶消长法、显微测微、光合测定等技术,探讨北方寒旱区主要冬油菜品种抗寒性差异形成的形态、生理及分子机理。【结果】冬前低温阶段,弱抗寒品种多数气孔关闭或半开放,而强抗寒品种（陇油6号）气孔仍保持完全开放状态,且光合速率、根冠比、根部干物质积累均较高;可溶性蛋白与抗寒性显著正相关,而SOD、POD、CAT活性、游离脯氨酸、MDA含量与抗寒性无明显相关关系;与天油2号相比,低温下陇油7号质外体蛋白提取液形成冰晶体积小、分布均匀,形态以五边形、椭圆形和双菱形为主,具有明显重结晶抑制活性和饰晶活性。【结论】冬前低温阶段,白菜型冬油菜强抗寒品种叶片气孔多数仍保持开放,Pn较高,光合产物优先分配至地下部贮存;根部抗冻蛋白表达上调,增强了其抗寒性。