干旱对玉米自交系叶片叶绿素荧光特性的影响

以玉米自交系郑58(抗旱性强)和丹340(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置中度干旱和正常灌水处理,研究干旱胁迫对玉米自交系苗期、抽雄吐丝期和灌浆期叶片叶绿素荧光指标的影响。结果表明,不同生育时期,玉米自交系叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大荧光(Fm)、原初最大光能利用效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/F0)、有效光化学量子产量(Fv’/Fm’)、实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P)均随干旱胁迫的加剧而下降;初始荧光(F0)和非光化学猝灭系数(q N)均随干旱胁迫的加剧而升高。与丹340相比,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’降幅均相对较小。不同时期干旱胁迫下,郑58的Fm、Fv/Fm、Fv/F0、Fv’/Fm’、ΦPSⅡ和q P均高于丹340。与丹340相比,干旱胁迫下,郑58光系统Ⅱ具有较高的光能转化和利用效率、实际光化学量子效率和有效光化学量子产量,通过调节碳同化能力和激发能利用效率,有效地耗散过剩光能减轻光抑制,保护光合机构,维持较高的光合性能。光系统Ⅱ中Fm、Fv/Fm和Fv/F0可以用来鉴定玉米自交系抗旱性。     

花期干旱对不同基因型大豆叶绿素荧光特性的影响

利用叶绿素荧光动力学测定技术,测定开花期干旱不同基因型大豆品种叶绿素荧光参数的变化.以3个不同基因型大豆品种为材料,应用OS52FL调制式叶绿素荧光仪研究在开花期干旱胁迫下,各荧光参数的变化及用方差分析进行综合评价.结果表明,大豆开花期受旱后,可变荧光与最大荧光比(Fv/Fm)、可变荧光与初始荧光比(Fv/Fo)、非光化学淬灭系数(NPQ)均降低,而电子传递速率(ETR)升高,说明光系统Ⅱ(PSⅡ)受到了伤害,使得PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、起光保护作用的热耗散降低,光合电子传递速率升高.且荧光参数之间具有相关性.花期干旱胁迫后,各参数存在基因型差异,新大豆1号在花期干旱条件下,光合机构受破坏较轻,其吸收的光能能较多的用于光化学转化能力,抗旱能力强.因此,花期干旱胁迫下,叶绿素荧光参数的变化与大豆品种抗旱性有关,利用大豆叶绿素荧光特性对干旱胁迫的反应差异鉴定品种抗旱性是可行的.     

冬小麦叶绿素荧光参数与品种抗旱性的关系

为了明确不同生态型小麦品种的光合抗旱特征,选取生态型相异的小麦品种在不同供水条件下种植,测定其旗叶的叶绿素荧光动力学参数,对其在干旱胁迫下的光合特性进行比较研究。结果表明,干旱胁迫使小麦Fo增加,Fm、Fv、Fv/Fm和Fv/Fo值均降低,但变化幅度因生态型而异,高水肥品种的荧光参数对干旱胁迫更为敏感,而旱肥型品种则表现出较强的光合稳定特性。干旱胁迫下,叶绿素荧光参数变化与品种抗旱性密切相关。利用不同生态型小麦品种叶绿素荧光对干旱胁迫的反应差异鉴定品种抗旱性是可行的。     

不同冬小麦品种旗叶叶绿素荧光特性及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性冬小麦品种灌浆期旗叶的叶绿素荧光特性及其与籽粒产量的关系,在防雨棚控水条件下,测定和分析了干旱胁迫后强抗旱性品种晋麦47、弱抗旱性品种偃展4110和中等抗旱性品种矮抗58旗叶荧光参数、籽粒产量和水分利用效率的变化.结果表明,随着先量子密度(PFD)的增加,冬小麦旗叶实际荧光(F)、表观电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭系数(NPQ)值逐渐升高,PFD超过189 μmol·m-2·s-2后,F值基本稳定,而光下最大荧光(Fm)值持续降低,导致其他叶绿素荧光参数改变,PFD在189～1 360μtmol·m-2·s-2时Fm变化幅度较大.干旱胁迫降低了小麦旗叶F、Fm、实际量子产量(Yie1d)、ETR、NPQ值.不同品种荧光参数值受干旱胁迫的影响程度不同,偃展4110受影响最大,晋麦47较为稳定.干旱胁迫条件下3个品种的产量差异显著,表现为晋麦47＞矮抗58＞偃展4110.灌浆中期旗叶主要叶绿素荧光参数与产量间具有显著的相关性,可以作为高产品种筛选的生理指标;而干旱处理与适水处理的F比值、Fm比值则与两种水分条件下的产量比值呈显著正相关,可以作为品种抗旱性鉴定的生理指标.     

干旱胁迫下木薯叶片和离层内源乙烯含量变化

利用木薯光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)量化木薯受到干旱胁迫的程度,并测量木薯叶片与离层的内源乙烯在不同程度干旱胁迫下的量,以探讨内源乙烯的产生、Fv/Fm的下降速度与木薯抗旱性之间的关系。结果表明,抗旱性越强的品种,Fv/Fm下降速度越慢,内源乙烯上升的时间也越靠后。     

氮素对小麦不同叶位叶片叶绿素荧光参数的调控效应

为了解氮素对小麦不同叶位叶片光合能量利用的影响,测定和分析了旱地和水地小麦品种在3个氮素水平下不同叶位叶片的叶绿素荧光参数.结果表明,随氮素水平的提高,小麦幼苗叶片最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和非光化学猝灭系数(qN)都呈上升趋势,而光化学猝灭系数(qP)则呈下降趋势;但旱地品种叶片荧光参数对氮素更敏感,旱地品种小麦幼苗叶片的Fm、Fv、 Fv/Fm、Fv/Fo和qN均高于水地品种,qP低于水地品种.旱地和水地品种在不同氮素处理下各叶位叶绿素荧光参数表现不同,光合能量利用随叶位的降低逐渐升高.     

下种方式和水分胁迫对甘蔗叶片光合特性的影响

研究了水分胁迫条件下桂糖11号和新台糖16号2个甘蔗品种不同下种方式叶片的气体交换参数净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和叶绿素荧光参数基础荧光(Fo)、非光化学猝灭系数(qN)、光化学效率(Fv／Fm)、光合作用电子传递的量子产额(Yield)的表现。在反复干旱区，桂糖11号剥叶不砍种处理，新台糖16号剥叶砍种浸种消毒处理有较高的Pn、Gs和Fv／Fm，2个品种不剥叶不砍种处理都有较高的Pn、Gs、qN、Yield和较低的Fo。直接水分胁迫、反复干旱2种水分胁迫方式2个品种剥叶砍种处理具有较高的Fo和较低的qN、Fv／Fm，Pn最低，气孔限制值(L)也低。这些表现与甘蔗的抗旱性呈密切联系．     

干旱和复水对马铃薯叶绿素荧光参数的影响

以‘东农311’和‘克新13号’为试验材料,采用盆栽控水的方式,在抗旱棚内研究马铃薯叶片叶绿素荧光参数受干旱和复水的影响。结果表明:干旱下,叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Y(Ⅱ)和qP持续下降,Y(NPQ)、NPQ表现为不断增加;在处理的第15 d和第23 d,‘克新13号’的叶绿素荧光指标变化幅度大于‘东农311’,在复水后‘东农311’的恢复程度大于‘克新13号’。‘东农311’的叶绿素荧光参数比‘克新13号’更适应干旱胁迫。     

花后渍水对小麦旗叶光合特性及产量的影响

为给小麦抗逆调优栽培提供依据,在池栽条件下,以豫麦34和扬麦9号为材料,研究了花后渍水对小麦旗叶光合特性及产量的影响.结果表明,花后渍水条件下,小麦旗叶光合速率和叶绿素含量均下降,且花后渍水对豫麦34的影响大于对扬麦9号的影响;叶绿素荧光动力学参数Fo上升,Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP均呈下降趋势.由此说明渍水逆境下,小麦叶片光合机构受损,光合功能期缩短,从而加速植株衰老,导致小麦干物质积累量和产量显著下降.     

玉米自交系不同生育期的抗旱性鉴定及生理响应机制研究

以17份黄淮海常用骨干系及自选系为材料,不同生育期进行干旱胁迫,筛选抗旱性强的玉米种植资源,并探讨其抗旱的生理机制。方差分析表明,与正常水分相比,胁迫后的抽雄至散粉间隔未达显著水平,但ASI间隔达显著水平;不同生育期自交系的叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/Fo均下降,SOD和POD活性均提高,但不同自交系下降或上升的幅度不同,且不同自交系间、胁迫与对照间指标差异及两因素交互作用均达极显著水平。灰色关联度表明,POD活性无论是拔节期还是抽雄期都与ASI关联度很高,可作为筛选抗旱型材料的一个重要指标。模糊隶属函数法鉴定出超4F、郑36、CIMBL12、郑63、HCL645、郑6611和PH6WC在两个生育期均属于抗旱型自交系,其中,超4F、郑36和郑63拔节期和抽雄期干旱胁迫后,ASI增大幅度较小,叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo抗旱指数均较高,说明这3个自交系遭受干旱胁迫时主要通过调节光合系统这种机制来提高抗旱性。     

LC-MS analysis reveals the presence of graminan- and neo-type fructans in wheat grains

This is the first study describing the fine structure of the main, individual fructan oligosaccharides present in wheat grains. Wheat grain fructan structure was investigated in developing wheat grains and in different tissues of mature grains with liquid chromatography-mass spectrometry. Fructan oligosaccharides with a low degree of polymerization (<5) were mainly of the graminan- and inulin-type in developing wheat grains during the first week after anthesis. Starting from 14 days after anthesis, neo-type fructans, fructans with an internal glucose, were observed for the first time. Several neo-type fructan structures were identified and their portion in the total fructan pool gradually increased during grain development. In the mature kernel, almost no differences were noted between the fructan distributions of wheat flour and two wheat bran fractions enriched in either pericarp or aleurone tissue. Results are related to wheat fructan metabolizing enzymes and the nutritional implications are discussed.     

干旱胁迫对小麦花后不同器官果聚糖代谢和转运的影响

为探索干旱胁迫对小麦花后不同器官果聚糖生理代谢和转运的影响,以抗旱性有显著差异的两个冬小麦品种为材料,在干旱胁迫(drought stress,DS)和正常灌溉(well watered,WW)条件下,研究了小麦花后主穗颖壳和主茎不同节位果聚糖代谢转运动态规律及其与籽粒灌浆的相关性。结果表明,小麦灌浆期不同器官果聚糖代谢转运受基因型、器官、花后天数和水分环境以及各因子互作显著影响;器官、花后天数和花后天数与水分互作是调控小麦花后果聚糖代谢转运的主要影响因子。小麦花后不同器官果聚糖含量均呈先升后降趋势。与正常灌溉处理相比,干旱胁迫缩短了果聚糖含量峰值出现的时间(提前5d),对果聚糖代谢的影响表现为"先促积累、后促降解"效应,此效应在抗旱品种陇鉴19和小麦颖壳、穗下节和倒二节等器官中更显著。干旱胁迫显著抑制了小麦花后蔗糖:蔗糖果糖基转移酶(1-SST)活性,提高了果聚糖外水解酶(FEH)活性;果聚糖含量与FEH酶活性正相关。小麦粒重与不同器官的1-SST活性、倒二节和倒三节的FEH活性呈显著或极显著负相关;灌浆速率与不同器官的果聚糖含量、颖壳和穗下节的FEH活性呈显著或极显著正相关。干旱胁迫显著促进了小麦不同器官果聚糖的转运和再分配,其转运率和对籽粒粒重的贡献率分别达6.86%~70.52%和0.07%~4.93%,其中,花前显著高于花后,陇鉴19高于Q 9086,穗下节和倒二节高于颖壳和倒三节。     

小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性的影响因素

为建立稳定、高效的小麦幼胚愈伤组织继代分化体系,以4个小麦品种为材料,对影响普通小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性的因素进行了研究。结果表明,碳源、有机添加物、诱导和继代间隔时间及基因型对小麦幼胚愈伤组织的分化和继代分化特性有显著影响。1.5%蔗糖和1.5%麦芽糖配合使用,小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化效率显著高于3%蔗糖和3%麦芽糖单独使用的分化效率;4种有机添加物对小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性均有正向增加效应,其中,诱导培养基中分别添加500mg·L-1酸水解酪蛋白、250mg·L-1 L-谷氨酰胺和250mg·L-1 L-天门冬酰胺的正向效应显著,愈伤组织分化率分别比对照提高17.5%、15.2%和14.2%,继代3次后的愈伤组织分化率比对照显著提高了93.9%、73.6%和52.8%;诱导分化和继代诱导分化的时间是小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性重要的影响因素之一,诱导15d和继代间隔15d的愈伤组织分化和继代分化率显著高于20d和25d,且随诱导和继代间隔时间的延长,愈伤组织分化率迅速下降;供试4种基因型材料的愈伤组织分化和继代分化特性有显著差异,供试品种千斤早和小偃22愈伤组织分化特性较好,扬麦12和扬麦18继代愈伤分化特性较好,愈伤组织分化和继代分化特性的表现无相关性。     

灌浆期涝渍害对弱筋小麦籽粒产量及品质的影响

长江中下游是我国主要的弱筋小麦产区,该区小麦生育后期涝渍害频发,严重影响小麦的高产和稳产。为探明涝渍害对弱筋小麦产量及品质的影响,以优质弱筋小麦品种扬麦13、扬麦15、扬麦22为材料,采用人工模拟涝渍害的田间试验方法,研究了灌浆期涝渍害对弱筋小麦籽粒产量及其构成要素、蛋白质含量、湿面筋含量、SDS沉淀值、吹泡仪参数、溶剂保持力SRC和粉质仪参数等主要品质指标的影响。结果表明:(1)灌浆期涝渍害导致小麦产量显著下降,有效穗数和穗粒数降低是引起扬麦13减产的主要因子,扬麦15和扬麦22的有效穗数、穗粒数和千粒重均降低导致减产。(2)涝渍害处理的扬麦13和扬麦22的湿面筋含量较对照显著上升,蛋白质含量和SDS沉淀值在处理间无显著差异。涝渍害处理7 d对供试小麦吹泡仪参数影响较大,扬麦13和扬麦15的L值和W值在涝渍害处理7 d后均显著提升,扬麦13的水SRC较对照显著下降。涝渍害处理7 d对供试小麦的粉质仪参数无显著影响。(3)供试的3个弱筋小麦品种籽粒品质受基因型的影响大于涝渍害。     

Storage and Remobilization of Soluble Carbohydrates after Heading in Different Plant Parts of a Winter Wheat Cultivar

Abstract

Several types of water soluble carbohydrates (WSG) were traced into plant parts of a winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivar from heading to physiological maturity. Field grown plants were harvested at intervals of a few days and divided into grain, chaff, leaf blades, leaf sheaths, rachis + peduncle and culm internodes. Leaf blades and sheath showed the peak of WSC contents at about anthesis. Culm internodes accumulated fructan and sucrose during the early grain-filling phase, from a week after anthesis until the milk-ripe stage, then remobilized them during late and final grain filling phases, from the milk-ripe stage until maturity. The amount of sucrose known as short-term storage WSC was higher than fructan known as long-term storage WSC in each internode throughout the grain-filling phase. Chaff showed a large amount of fructan and fructose before anthesis, although it did very little sucrose. A pattern of sucrose accumulation in chaff was very different from that of fructan, unlike the other parts. These patterns of changes in WSC contents in plant organs roughly corresponded with four grain-filling phases, the initial, early, late and final phases.     

长江中下游麦区主要小麦品种穗发芽抗性及鉴定方法比较

为了解长江中下游麦区当前推广小麦品种抗穗发芽的特性,采用整穗发芽法、整粒发芽法和半粒发芽法鉴定了20个小麦品种的穗发芽抗性。结果表明,品种间穗发芽抗性存在显著差异,扬麦16、扬麦18、扬麦20、扬麦22、扬辐麦4号、宁麦16等13个品种穗发芽抗性较好,宁麦17、宁麦19、镇麦6号、镇麦8号、镇麦9号、扬麦13和扬麦14等6个品种穗发芽抗性中等,郑麦9023易穗发芽;20个品种的整穗发芽率和取穗当天整粒发芽率差异不显著,且两种方法的发芽率呈极显著正相关,说明整穗发芽法和整粒发芽法都可用于穗发芽抗性鉴定;整粒发芽法中取穗当天与取穗10d后籽粒发芽率较为一致,且极显著正相关,说明这一时段内都可进行抗穗发芽鉴定;取穗30d后所有红粒品种的发芽率都极显著提高,说明此时种子休眠开始解除。18个红粒小麦品种的半粒发芽率极显著高于整粒发芽率,说明种皮对穗发芽有较强的抑制作用。白粒品种郑麦9023收获30d后发芽率与收获当天穗上发芽率、籽粒发芽率,整粒法与半粒法发芽率差异均不显著,说明该品种几乎无休眠特性,且其种皮对穗发芽的抑制作用较小。     

江苏淮南地区优质小麦品种筛选与示范

选取近年来国审以及省审的16份优质小麦品种,通过大田种植并根据其综合性状表现,筛选出适合江苏淮河以南地区种植的优质小麦品种。结果表明,16份小麦品种虽然抽穗期相差较大,但成熟期相近。产量以扬麦系列的品种相对较高,镇麦系列的品种产量相对较低。其中实际产量超过550 kg/667 m2的有7个品种,分别为扬麦15、扬麦24、扬麦13、瑞华麦518、扬麦23、明麦133和扬麦28。依据粗蛋白质和湿面筋含量对16个参试品种进行分类,属于强筋的共有5个品种,分别是宁麦资126、农丰88、镇麦10号、镇麦12号和镇麦168;属于中强筋的共有4个品种,分别是扬麦13、瑞华麦518、国红3号和镇麦15;其余7个品种均为中筋小麦品种,分别是隆麦28、扬麦15、扬麦23、扬麦24、扬麦28、光明麦1311、明麦133。以上结果说明江苏淮河以南地区优质麦生产应以强筋和中强筋品种为主。综合生育期、产量、品质和抗性等,适合江苏淮南地区生产的优质小麦品种为扬麦13和瑞华麦518。     

稻茬晚播小麦不同品种产量及群体特征和氮效应比较研究

为筛选出适合苏中地区稻茬晚播条件下种植的小麦品种，以苏中地区生产上大面积推广应用的宁麦14、宁麦19、苏麦188、扬麦16、扬麦22、扬辐麦4号、扬麦23和扬麦25为试验材料，比较了不同品种在晚播条件下生育进程、产量、群体结构特征、氮效率及抗倒性的差异。结果表明，晚播条件下，扬麦16、扬麦23、宁麦14以及宁麦19的生育进程略快于苏麦188及扬麦22，扬麦16和扬麦23较其他品种早熟1~2 d。两年度均以扬麦23产量最高(8 168.82 kg·hm^-2)，其次为扬辐麦4号(8 124.06 kg·hm^-2)，这两个品种生育前期干物质积累量高， LAI较大，花后旗叶叶绿素含量较高。扬麦16虽然越冬期有较大的生长量及分蘖发生量，熟期较早，但晚播条件下穗数不足，限制了其产量潜力的发挥。成熟期扬麦16和扬麦23的氮素积累量显著高于宁麦14和扬麦25，花后氮素积累量扬麦23最高。扬辐麦4号和扬麦23氮效率指标优于其他参试品种。扬辐麦4号抗倒伏指数最高，其次为扬麦23和扬麦25，抗倒性能均较好；扬麦22株高与重心高度低于其他品种，但茎秆质量较差。综合考虑，扬麦23和扬辐麦4号生育前期分蘖发生较快，中期群体结构协调，花后旗叶叶绿素含量较高，同时具有较好的抗倒性能，稻茬晚播条件下推荐选用。     

扬麦系列品种的淀粉糊化特性及Wx蛋白缺失分析

为了明确扬麦系列品种(系)的淀粉品质特点,为生产应用和淀粉品质的改良提供依据,测定了扬麦系列品种(系)及国内部分其他小麦品种(系)的RVA参数,并分析了它们的Wx蛋白缺失情况及其对RVA参数的影响.结果表明,扬麦系列品种(系)的峰值粘度和稀懈值极显著高于供试的北方小麦;低谷粘度和最终粘度显著高于北方小麦和南方小麦;反弹值显著高于南方小麦.扬麦系列品种(系)的Wx-B1缺失比例较高,为18.18%.Wx-B1缺失的扬麦系列品种的峰值粘度和稀懈值显著高于不缺失Wx-B1的扬麦系列品种, 而其它RVA参数差异不显著,但部分Wx-B1不缺失的扬麦系列品种(系)也具有较好的淀粉糊化品质.     

Genotypic variation in wheat grain fructan content revealed by a simplified HPLC method

Fructans are prebiotics, with potentially beneficial effects on human health. This study aimed to examine genetic variation in wheat grain fructan content using a simplified analytical method. The method involves extracting fructans from wheat grain followed by enzymatic hydrolysis to break down fructans into monosaccharides that can then be quantitatively measured by anion-exchange liquid chromatography coupled with pulsed amperometric detection. The modified procedure is reliable and allows the handling of large numbers of flour samples at a low cost, and could therefore be useful for assessing large numbers of wheat breeding lines. Using this method, grain samples taken from 19 bread wheat cultivars and breeding lines grown in both glasshouse and the field were analysed for grain fructan content. In addition, grain samples of 29 international wheat landraces and 14 new wheat breeding lines from the International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) were surveyed for their fructan contents. There was significant genotypic variation among these materials, with grain fructan content ranging from 0.7 to 2.9% of grain dry weight. There was no evidence of strong genotype-by-environment interaction; the fructan contents of field-grown grain samples were positively correlated (r = 0.83) with those of glasshouse-grown samples of the same cultivars. It should therefore be possible to investigate the genetic control of variation for this trait using the simplified HPLC method and to select effectively for increased grain fructan content in wheat breeding.