Cu2+、Cd2+胁迫对小麦幼根SOD活性及其基因表达的影响

采用水培试验探索不同浓度(0 mg/L、5 mg/L、30 mg/L和60 mg/L)Cu2+或Cd2+胁迫(24 h、48 h、72 h和96 h)后对小麦幼根超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,并通过实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescence quantitative PCR, Real-time Q-PCR)检测Cu/ZnSOD基因表达。结果表明,Cu2+胁迫处理72 h后,各处理SOD活性均较对照极显著提高(P<0.01),且30 mg/L浓度下SOD酶活性最高,是对照的3.67倍;而Cd2+胁迫处理后,幼根SOD活性整体呈现“升-降-升”的趋势,胁迫前期酶活性的降低程度与Cd2+浓度成正比,至72 h酶活性最低。Cd2+胁迫条件下Cu/ZnSOD的表达量明显高于Cu2+胁迫。不同时间Cu2+胁迫下,Cu/ZnSOD基因表达均呈现5 mg/L浓度处理高于60 mg/L和30 mg/L,表明低浓度促进而高浓度抑制该基因表达;而对于Cd2+胁迫,Cu/ZnSOD基因随浓度的升高和时间的延长呈现明显下降趋势,至96 h最低。本实验结果表明,Cu2+、Cd2+胁迫处理后浓度对基因表达的影响较大。该结果为深入探讨重金属胁迫下小麦幼根中SOD特性的研究提供理论参考和技术支持。     

化学调控剂不同施用方式对小麦抗冻性的影响

小偃22是陕西省主栽小麦品种之一,具有一定的耐条锈病性。为了明确小偃22耐条锈病性的生理机制,为利用生理指标变化进行耐病性小麦品种的鉴定提供依据,以小麦条锈菌条中32号小种接种小偃22和对照品种铭贤169,用LI6400型光合系统仪分别对小麦发病旗叶的光合作用和蒸腾作用等生理指标的日变化进行监测。结果表明,受条锈菌侵染后,小偃22和铭贤169叶片光合作用和蒸腾作用与健叶相比均有所变化,表现为光合速率降低,细胞间隙CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率等有所升高。小偃22病叶的水分代谢较健叶的变化幅度小于铭贤169,光合速率、蒸腾速率和水分利用效率的变化幅度与铭贤169差异明显,说明小偃22感病后能维持较高的光合速率、水分利用效率和较低的蒸腾速率,起到一定的生理补偿作用,以降低条锈菌侵染造成的危害,进而起到较好的抗病保产效果。     

Zn~(2 )对小麦幼苗干物质及Zn积累的影响

为了探明Zn在小麦植株中的吸收、分配和积累规律,以小麦品种长5864为供试材料,采用室内水培方法,于培养4~13 d后取幼芽和幼根,用原子吸收分光光度计法测定样品中Zn的含量,研究了不同Zn2 供应水平(0、306、0 mg.L-1,分别用Zn0、Zn30、Zn60表示)对小麦幼苗干物质积累及幼苗Zn含量和积累的影响,分析了小麦幼苗中Zn的积累规律。结果表明,外源Zn2 供应可显著提高幼苗根和芽的干重,对小麦幼苗根的影响大于对芽的影响,根对Zn2 更为敏感。外源Zn2 供应能明显提高小麦幼苗根和芽中Zn的含量和积累量。Zn30处理有利于根的生长,能显著提高根中Zn的含量并促进Zn在根中的积累;Zn60处理有利于芽的生长,能显著提高芽中的Zn含量并促进Zn在芽中的积累。     

外源Si、NO对铜胁迫下小麦幼苗根系生长及光合作用的影响

采用水培法,研究不同外源物质硅(Si)、一氧化氮(NO)对铜(Cu)胁迫下小麦幼苗根系生长、叶片叶绿素含量及最大光化学效率(Fv/Fm)的影响,以期为土壤Cu污染的防治提供理论依据。结果表明,Cu胁迫处理后,小麦幼苗根长、根表面积、根体积、根系活力、叶绿素含量和Fv/Fm均降低,且处理时间越长降幅越大,但根直径先降低后增加。根系Cu、Si、铁(Fe)含量增加,但钙(Ca)、钾(K)、镁(Mg)、钠(Na)、锰(Mn)、锌(Zn)含量降低。与Cu处理相比,添加Si、NO总体上提高了小麦幼苗的根系活力、长度、表面积、体积以及叶绿素含量、Fv/Fm、营养元素(Ca、K、Mg、Na、Fe、Mn、Zn、Si)的含量,但小麦幼苗的根直径随处理时间延长先升高后降低,提高了小麦对Cu胁迫的耐受能力。此外,Mg含量与Mn、Zn含量及Si含量与Na含量均呈极显著正相关,Cu含量与Mg、Mn含量均呈极显著负相关,表明这些元素间存在协同或拮抗作用。综上,外源Si、NO均能够在一定程度上缓解重金属Cu胁迫对小麦幼苗造成的伤害,且Si的缓解效果强于NO。     

微喷对冬小麦冠层微环境日变化及叶片水势的影响

采用裂区试验,以矮抗58为试验材料,在前期滴灌控水处理下,探究了不同的微喷处理对冬小麦冠层微环境、叶片水势和产量的影响。结果表明,在冬小麦灌浆后期微喷10 mm能显著降低冠层温度、二氧化碳摩尔分数,提高相对湿度、旗叶叶片水势。MW2处理(滴灌底墒水、拔节水和开花水,并在灌浆后期微喷10 mm)的产量、千粒质量最高,分别为6 952.39 kg/hm~2、45.44 g,均显著高于其他处理(P0.05)。相关分析显示,产量与冠层温度呈极显著负相关、与旗叶叶片水势极显著正相关、与冠层相对湿度显著正相关。可见,滴灌底墒水、拔节水和开花水,并在灌浆后期微喷10 mm,能够改善冬小麦冠层微环境,缓解空气高温对小麦的胁迫,显著提高千粒质量,增加产量。     

乌拉尔图小麦WRKY转录因子的筛选与分析

WRKY转录因子广泛参与植物抗逆胁迫反应,全面分析挖掘小麦A染色体组供体物种乌拉尔图小麦中的WRKY转录因子,对进一步挖掘分析六倍体小麦WRKY转录因子的分子功能具有重要意义。本研究通过生物信息学分析,在乌拉尔图小麦基因组数据中鉴定得到62条全长WRKY转录因子,其中14条能被准确定位在染色体上,并发现2对WRKY转录因子发生了复制;通过进化树分析,发现62条WRKY转录因子被分为8个小亚族,且小亚族内部的基因结构相对保守。通过荧光定量分析所选基因在非生物胁迫下的表达模式,筛选到2条在不同非生物胁迫下均上调表达的WRKY转录因子,为进一步分析其功能打下基础。     

高产小麦灌浆籽粒含水量及茎节伤流强度的昼夜变化

为给小麦高产栽培提供依据,以两个半冬性高产小麦品种周麦22和豫农202为材料,研究了灌浆盛期小麦籽粒含水量、基部茎节和穗茎节伤流强度昼夜变化动态及其相关关系.结果表明,小麦籽粒有效含水量白昼低,夜间高,呈“U”型变化趋势,强势粒有效含水量高于弱势粒;两个小麦品种茎节伤流强度的昼夜变化趋势大体相同,表现为白昼高、夜间低;基部茎节与穗茎节伤流强度差异显著,前者约是后者的1.83～4.84倍,且存在品种间差异.高产小麦灌浆盛期籽粒含水量、茎节伤流强度均表现出昼夜变化趋势和较高活力.     

灌浆期小麦籽粒木聚糖单糖组分动态变化研究

选取4个河南省主栽小麦品种,研究了灌浆期小麦籽粒木聚糖单糖组分水溶性阿拉伯糖(WEA)、水溶性木糖(WEX)、水不溶性阿拉伯糖(WUA)、水不溶性木糖(WUX)相对含量和绝对含量的的动态变化.结果发现,在相对含量总体变化趋势上,WEA呈现先降低后升高再降低的变化趋势,WEX持续下降,而WUA和WUX则表现为先升高后降低.而其绝对含量4项指标前期均显示持续升高趋势,至开花后27～31 d转而下降.水溶性木聚糖(WEAX)的绝对含量变化与水不溶性木聚糖(WUAX)和总木聚糖(TAX)都不一样.     

Zn在不同品种小麦植株地上部的积累和分配研究

Zn是植物正常生长发育所必需的微量元素之一,与小麦籽粒品质和人类饮食健康密切相关.鉴此,以长5864、济麦20和中普绿麦1号3个小麦品种为试验材料,分析了常规大田种植条件下小麦植株地上部Zn的积累、分配规律.结果表明:小麦植株地上部各器官Zn含量均在器官形成初期表现最高,随生育期的推进,器官Zn含量呈下降趋势,植株地上部Zn积累量呈上升趋势,其中三叶+起身期增长缓慢,起身+灌浆初期增长迅速,灌浆初+灌浆末期增长趋于缓慢,平均日积累量峰值出现在拔节+抽穗期.灌浆末期,植株地上部单茎Zn积累量平均为142 μg,籽粒中Zn的含量及分配比例均最高,茎秆对籽粒Zn贡献率最大.供试的3个品种中,长5864植株在后期吸收Zn的能力较强,其植株Zn积累量、籽粒Zn积累量均最高;济麦20籽粒Zn的收获指数最高.     

铜胁迫下小麦幼根转录组学及蛋白质组学研究

为探讨外源铜胁迫对小麦幼根的影响,采用水培方法,测定0~60 mg/L不同质量浓度铜处理下小麦幼苗生长发育、转录组表达和蛋白质组表达的差异,探索其抵御重金属毒害的分子机制。结果表明:高质量浓度的铜影响小麦生长,随胁迫时间的延长,小麦幼苗萎蔫发黄,幼根生长受抑。小麦幼根转录组测序检测,共得到2 283个差异表达基因(DEGs),其中826个DEGs表达上调,1 457个DEGs表达下调;将DEGs进行KEGG pathway注释,被注释到31个代谢途径中。双向电泳试验检测,小麦幼根中有2 049个蛋白质点,30 mg/L铜处理96 h后,与对照(0 mg/L处理)相比,约130个蛋白质点表达出现显著差异,其中56个丰度增加,74个丰度降低;质谱鉴定部分差异表达蛋白,抗性蛋白如谷胱甘肽转移酶、27K蛋白等在胁迫下表达上升,而生理代谢相关蛋白表达降低。