外源ABA和GA对小麦籽粒内源激素含量及其灌浆进程的影响

 【目的】探讨喷施外源脱落酸（ABA）或赤霉素（GA）对小麦籽粒内源激素含量及其灌浆进程的影响，为激素调控提高籽粒的粒重提供理论依据。【方法】试验选用山农1391和藁城8901两个品种，籽粒灌浆初期喷施ABA或GA 两种外源激素于穗部，定期取籽粒样品，用高效液相色谱法测定籽粒内源激素含量，用三次多项方程式对籽粒灌浆进程进行模拟并分析相关参数。【结果】喷施外源ABA或GA均能显著增加两个品种的粒重。外源ABA或GA对粒重的调控存在粒位效应。喷施ABA显著增加强势粒粒重，喷施GA使强势粒和弱势粒粒重均显著增加。喷施外源ABA显著提高籽粒ABA含量，喷施外源GA显著提高籽粒GA含量，喷施外源ABA或外源GA均显著提高灌浆中后期籽粒IAA和CTK的含量，尤其是喷施外源GA效果更为明显。喷施外源ABA或外源GA均能延长籽粒的灌浆持续期，喷施ABA显著提高灌浆初期强势粒的灌浆速率，而喷施GA显著提高灌浆中后期强势粒和弱势粒的灌浆速率。【结论】喷施外源ABA或外源GA通过改变籽粒内源激素水平，调节灌浆起始时间和籽粒灌浆持续期，进而调控籽粒粒重的形成。喷施ABA是通过提高强势粒粒重来增加粒重的，喷施GA是通过提高强势粒和弱势粒的粒重来增加粒重的。     

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。     

花后高温胁迫下氮肥追施后移对小麦产量及旗叶生理特性的影响

为探明施用氮肥与减缓小麦花后高温伤害的关系并阐明其生理机制,于2011—2012年和2012—2013年连续两个生长季,选用小麦品种山农16和济麦22,在增温棚中进行花后11～15 d的高温胁迫处理,比较了氮肥全作基肥(T0)、1/2基肥+1/2拔节期追肥(T1)、1/2基肥+1/2孕穗期追肥(T2)3种施氮方案下的产量、产量构成因素、旗叶光合特性及部分酶的活性。在高温胁迫下,T2方案较T0和T1显著增加籽粒千粒重和产量,提高旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性,增加旗叶气孔导度和光合速率,提高旗叶过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,促进花前营养器官干物质向籽粒转运,增加开花后积累的干物质对籽粒的贡献率。两个品种结果基本一致。综合两年结果可以看出,T2处理显著优于T0和T1处理,T2处理能显著缓解高温胁迫的伤害,提高籽粒产量。     

水稻双剑叶突变体的表型、遗传分析及BR应答

从浙江省主栽晚粳稻品种浙粳22的辐照突变体库中,发现1株分蘖穗穗颈节上着生2片叶片的突变体,多代种植性状稳定,且不受环境条件影响。鉴定结果表明该突变体是由于倒1节间显著缩短所致,其籽粒比野生型略短,剑叶净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度等光合作用参数均低于野生型;突变表型受1对隐性基因控制,对外源油菜素内酯(BR)敏感。RT-PCR结果表明,部分BR合成和代谢相关基因在突变体和野生型中的表达量有差异,推测该突变基因与BR合成和代谢相关。     

不同类型高产小麦植株、籽粒可溶性糖含量 与其干物质积累的关系?

为了研究小麦育种的高产途径,此试验以大穗型(01-35),中间型(62008,4133-2)和多穗型(02-48)高产小麦品种为实验材料,在大田条件下,研究了小麦植株和籽粒可溶性糖含量变化及干物质积累动态.结果表明:不同类型的品种植株、籽粒可溶性糖含量变化与其地上部分及籽粒干物质积累速率和积累总量有密切关系.就群体而言,多稳型品种地上部分干物质积累量最多,产量也最高,中间型次之,大穗型最低.大穗型品种具有较强的营养物质外运能力,其千粒重最高,多穗型次之,中间型最低.充分协调源库流的关系,选育出大穗型和多穗型相结合的、综合农艺性状更佳的品种,将实现小麦高产、优质、高效的育种目标,从而更好地服务于大田生产.     

小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性鉴定及相关分子标记验证

为鉴定小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性，筛选有效鉴定穗发芽的分子标记，进一步挖掘抗穗发芽种质资源，测定了88份小麦不育系的整穗发芽率(SGR)，利用 Vp1B3、 Xwmc468、 TaSdr-B1、 TaPHS1-646、 TaPHS1-666和 TaMFT-721J共计6个标记对供试材料进行了基因型检测。结果表明，88份小麦雄性不育系的SGR存在不同程度差异，SGR值变化范围为3.75%～93.23%，平均为45.49%，其中有10个品系的SGR值小于10%。基因型与SGR的相关性分析表明， Vp1B3和 Xwmc468的D片段类型与SGR显著相关（P<0.05）； TaSdr-B1和 TaMFT-721J与SGR相关性不显著； TaPHS1-646与SGR显著相关（P<0.05）； TaPHS1-666的NW97S186单倍型与SGR显著相关（P<0.01）。说明 Vp1B3、 Xwmc468和 TaPHS1-646可作为小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性鉴定的分子标记； TaPHS1-666可作为小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性分子鉴定的参考标记。综合SGR和分子标记检测结果，筛选出6份具有较低SGR值的不育系种质资源，分别为BS212、BS143、BS206、BS129、BS117和BS237。     

外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦籽粒灌浆进程及蛋白质含量影响

本文旨在揭示持绿型小麦品种的灌浆特性和籽粒蛋白质含量对外源激素的响应,认识植物激素调控籽粒灌浆和蛋白质合成的作用机制。自盛花期开始,连续4 d喷施10 mg L-1脱落酸(ABA)和6-苄基腺嘌呤(6-BA),持绿型品种汶农6号的灌浆期(t3)、活跃生长期(D)、平均灌浆速率(Gmean)、最大灌浆速率(Gmax)、千粒重(TGW)和产量(GY)均大于非持绿型济麦20,且强势粒的各项灌浆参数均大于弱势粒。喷施两种外源激素显著提高两品种的Gmean、Gmax、TGW和GY,对t3和D的影响存在粒位及品种效应。喷施ABA和6-BA均显著提高花后35 d的籽粒蛋白质含量,显著提高汶农6号强、弱势粒的麦谷蛋白含量,但济麦20强、弱势粒的麦谷蛋白含量显著降低。喷施ABA后,汶农6号强势粒花后7~21 d的玉米素核苷(ZR)含量显著升高;喷施6-BA后,济麦20弱势粒花后14~35 d的ZR含量显著升高,而汶农6号强势粒7~21 d的赤霉素(GA3)含量显著降低,弱势粒花后7~28 d的GA3含量显著提高。喷施外源ABA和6-BA显著提高两品种强势粒花后7~21 d的生长素(IAA)和ABA含量。ABA和6-BA处理显著提高花后7~21 d谷氨酰胺合成酶(GS)活性。可见,喷施外源ABA和6-BA使小麦内源激素水平变化,促进籽粒灌浆,增加粒重和产量,提高籽粒GS活性和蛋白质含量,改变蛋白质组分。     

春化基因 Vrn-1对二系杂交小麦亲本抽穗期的作用研究

为研究春化基因 Vrn-1对二系杂交小麦亲本抽穗期的作用,利用春化基因 Vrn-1的 7 个KASP 功能标记,对130份二系杂交小麦亲本(34份不育系,96份恢复系)进行检测,分析 Vrn-1等位基因的组成和分布;并以播种至抽穗的日历日和生长度日为指标,研究春化基因 Vrn-1与二系杂交小麦亲本抽穗期的关系。结果表明,供试材料以冬性为主,包含39种春化基因型。其中,1号、3号、4号、5号、7号、9号、10号、13号、18号基因型在不育系和恢复系中都存在,分别占不育系和恢复系的76.48%和46.87%。本研究不育系和恢复系在年度间和基因型间播种至抽穗的生长度日比日历日更稳定。2018-2019和 2019-2020两个年度制种亲本组合“3号×4号”的生长度日差值在河南邓州分别为-118.9和-122.0 ℃·d;亲本间差异达到极显著水平。具有3号和4号基因型的不育系和恢复系可作为抽穗期稳定的制种亲本组合材料。     

外源IAA、GA3和ABA影响不同穗型小麦分蘖发生的机制

以山农15和山农8355为材料,研究外源生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)、脱落酸(ABA)对小麦分蘖发生的影响及其作用方式。结果显示,外源IAA和GA₃可抑制分蘖的发生,而外源ABA则仅减缓了分蘖发生速率。进一步分析外源激素对分蘖芽生长动态及分蘖节中内源激素变化的影响,发现外源IAA和GA₃完全抑制分蘖芽的生长,而外源ABA明显减缓了分蘖芽的生长速率。外源IAA提高分蘖节中IAA含量和IAA/ZT比,抑制ZT含量的提高;外源GA₃提高分蘖节中IAA含量、IAA/ZT比和ABA/ZT比,抑制ZT含量的提高;外源ABA提高分蘖节中ABA/ZT比,减缓了ZT含量的升高速率。相关性分析显示,分蘖芽的生长与ZT呈显著正相关,与IAA、IAA/ZT比和ABA/ZT比呈显著负相关,与GA₃和ABA呈不显著的负相关。试验结果表明,IAA和ZT在小麦分蘖发生过程中起关键作用,外源激素主要通过影响内源IAA、ZT含量以及IAA/ZT比和ABA/ZT比来影响分蘖芽的生长,进而调控小麦分蘖的发生。     

高温和外源ABA对不同持绿型小麦品种籽粒发育及内源激素含量的影响

【目的】探讨花后高温和外源脱落酸（ABA）对不同持绿型小麦籽粒胚乳细胞增殖、籽粒灌浆和内源激素的影响,为高温逆境下采用激素调控措施提高粒重提供理论依据。【方法】选用持绿型汶农6号和非持绿型济麦20,花后1—5 d,用透明聚乙烯塑料膜搭设增温棚进行高温处理,同时花后1—3 d喷施10 mg?L-1的ABA于穗部,用量100 mL?m-2,3次重复。定期取籽粒样,用高效液相色谱法测定4种内源激素,用简易胚乳细胞计数法测定胚乳细胞数目,Richard方程对籽粒增重及胚乳细胞增殖动态模拟并计算相关参数。【结果】高温处理显著降低了两品种强弱势籽粒的胚乳细胞数目,降低胚乳细胞增殖速率,但延长了籽粒胚乳细胞活跃分裂期和实际分裂终期;显著降低两品种弱势籽粒的灌浆速率,缩短了两品种弱势粒的生长活跃期及实际灌浆终期。高温处理显著降低两品种千粒重和穗粒数,其中汶农6号强、弱势粒分别减少3.7和8.2 粒/穗,济麦20强、弱势粒分别减少1.3和4.3 粒/穗;显著降低两品种产量,汶农6号和济麦20产量分别降低19.65%和26.22%。常温及高温下喷施ABA均显著提高了两品种灌浆速率,提高了籽粒胚乳细胞增殖速率,扩大胚乳细胞数目。高温处理降低了强弱势籽粒ZR含量,显著提高了济麦20强、弱势粒花后3—27 d的GA3含量,显著提高汶农6号花后12—27 d的GA3含量;但降低了弱势粒花后15—27 d的IAA含量。高温处理下喷施ABA,降低了济麦20强势粒花后3—9 d ZR含量,但显著提高济麦20强势粒花后3—28 d内源ABA含量,显著提高汶农6号强势粒花后3—18 d ABA含量。常温下喷施ABA显著降低了济麦20和汶农6号强、弱势粒的GA3含量;高温下喷施ABA,显著降低了汶农6号强弱势粒的GA3含量,降低济麦20强势粒花后3—12 d的GA3含量,显著降低弱势粒花后6—15 d的GA3含量。常温下喷施ABA显著提高济麦20强势粒花后12—18 d的IAA含量;提高了汶农6号强势粒花后6—18 d IAA含量,显著提高两品种弱势粒花后6—27 d IAA含量。持绿型汶农6号的千粒重和产量均显著大于非持绿型济麦20。【结论】高温胁迫对非持绿型品种的产量和两品种弱势粒粒数影响较大,高温降低了两品种籽粒胚乳细胞数目,降低籽粒灌浆速率,最终导致粒重及产量降低。喷施外源ABA通过调节内源激素水平,促进胚乳细胞分裂,扩大了常温及高温下籽粒库容量,提高了籽粒灌浆速率,从而提高了籽粒产量。