不同小麦抗旱品种种子萌发的根系特征及其与主要激素含量的关系

为探究不同抗旱性小麦品种抗旱萌发的根系生长特征及其与主要激素含量的关系,以抗旱性较强的晋麦47和抗旱性较弱的矮抗58为材料,研究了正常和干旱(15%PEG)水分条件下小麦萌发期最长根长、根质量、总根长、根系总表面积等形态指标,以及根系中生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)、乙烯(ETH)等激素含量的变化。结果表明,干旱胁迫下,与对照相比,晋麦47的最长根长增加(增幅为25.82%),矮抗58的最长根长减小(降幅为8.09%);两品种的根质量、总根长、根系总表面积、根系总体积均降低,且晋麦47的降幅均小于矮抗58;两品种根系中IAA含量、ABA含量、CTK含量、ETH含量均增加,且晋麦47的增幅均大于矮抗58;而GA含量均降低,且晋麦47的降幅大于矮抗58。这些结果说明,干旱条件下抗旱性强的小麦品种具有较长的最长根长,且与IAA,ABA,CTK,ETH的含量增加有关。     

基于VIGS技术的小麦干旱响应基因TaEF-1α的功能研究

为了进一步研究Ta EF-1α基因在小麦响应干旱胁迫中的作用,首先在正常灌水和干旱胁迫2个处理下对Ta EF-1α基因在转录水平上的表达量进行了验证,并利用VIGS(Virus induced gene silencing)技术将Ta EF-1α基因进行沉默,对其功能进行研究。结果表明,Ta EF-1α基因在m RNA水平上的表达量与其蛋白水平上的变化趋势一致,均受干旱诱导上调表达。与正常灌水且未进行VIGS沉默处理的植株相比,干旱处理且未进行VIGS沉默处理的植株中Ta EF-1α基因表达量极显著升高,其叶片相对含水量也极显著降低、相对电导率和丙二醛(MDA)含量则极显著升高;干旱条件下,与未进行VIGS沉默的对照植株相比,VIGS沉默后的植株中Ta EF-1α基因表达量极显著下降,其叶片相对含水量也极显著降低、相对电导率和丙二醛(MDA)含量则极显著升高,植株表现出叶片下垂、对干旱胁迫敏感的表型。综合干旱处理和VIGS沉默Ta EF-1α基因后小麦植株的表型和生理指标变化,说明干旱胁迫诱导小麦植株中Ta EF-1α基因上调表达,敲低Ta EF-1α基因表达后小麦抗旱性显著下降,因此,Ta EF-1α基因在小麦响应干旱胁迫中可能发挥了重要作用。     

不同基因型小麦品种根系形态对低氮胁迫的响应

以8个不同基因型的小麦品种为材料,在4个不同供氮水平(0,0.05,0.1,2 mmol·L~(-1))下,研究了不同根系形态参数对氮素的响应情况。结果表明,根据不同品种的根系性状对低氮胁迫的响应情况,可以将8个供试小麦品种分为3类:第1类品种以辛石麦和跃进5号为代表,不同根系形态参数对低氮响应较好,但地上部生物量随氮素水平的降低而降低;第2类品种以西农979和陕优225为代表,根系形态参数对低氮响应较差,且地上部生物量随着氮素水平的降低而降低;第3类品种以孟县4号为代表,地上部生物量与根系形态参数均对低氮响应差。