小麦根中NADP-脱氢酶系统关键酶活性与根系活力和产量的关系分析

【目的】在黄淮平原典型农田氮肥减施条件下,探索决定小麦根系活力的关键脱氢酶种类及酶活性变化及其对籽粒产量的影响。【方法】采用大田试验方式,运用裂区设计,主处理为施氮量,设0（N0）,135（N1）,157.5（N2）,180（N3）,202.5（N4）,225（N5）kg·hm^-2 6个施氮水平,副处理为半冬性品种矮抗58和周麦27号。对小麦越冬期、返青期、拔节期、挑旗抽穗期、灌浆期和蜡熟期根中异柠檬酸脱氢酶（NADP-ICDH）、NADP-苹果酸酶（NADP-ME）、戊糖磷酸途径总脱氢酶（G6PDH+6PGDH）活性与根系活力（改良TTC法）和产量间的关系进行分析。【结果】小麦关键生育时期根系活力呈“高-低-高-低”变化,NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性变化均表现为先上升后下降的趋势,灌浆后活性变化不明显。越冬前后,不同施氮处理间根中NADP-脱氢酶系统关键酶活性表现为不施氮处理（N0）大于施氮处理（N1-N5）;拔节-抽穗期,NADP-脱氢酶系统关键酶活性和根系活力均表现为施氮处理（N1-N5）显著高于不施氮（N0）处理,随着施氮水平逐步降低不同酶活性随之降低,与N5处理相比,N4处理NADP-ICDH和NADP-ME的活性未达显著水平,同时（G6PDH+ 6PGDH）活性和根系活力降幅最少。施氮量显著影响小麦籽粒产量及其构成因素,与不施氮处理（N0）相比,施氮处理（N1-N5）下的单位面积成穗数、穗粒数显著提高。综合两年度产量平均值可知,N5处理下籽粒产量最高,达9 238.02 kg·hm^-2,N4处理次之,较N5处理仅下降0.3%且差异未达显著水平。进一步分析表明,不同生育时期根中NADP-ICDH、NADP-ME与（G6PDH+6PGDH）三者之间呈显著或极显著正相关关系;NADP-脱氢酶系统关键酶活性与根系活力呈正相关关系,其中生育中、后期达显著或极显著水平;根系活力及NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性与产量呈显著或极显著正相关关系。通径分析表明,两年度NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性在拔节期和挑旗抽穗期对产量有较大的正向作用;挑旗抽穗期根系活力对产量的直接作用较小,但其通过NADP-ME和戊糖磷酸途径总脱氢酶（G6PDH+6PGDH）活性对产量所产生的间接正向作用较大,因而根系活力对产量的影响达极显著水平。【结论】本试验条件下,综合考虑NADP-脱氢酶系统关键酶活性和根系活力变化及籽粒产量表现,黄淮平原麦田施氮水平由N5减至N4水平当是最佳选择。NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性与采用改良TTC法测定的“根系活力”密切相关,其中NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性对根系活力影响最大,实践中可通过分子育种手段和有效栽培措施实现NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）在根中的高表达以提高小麦根系活力。     

耕作培肥对冬小麦产量构成及叶片生理特性的影响

为了明确豫中麦区合理的耕作培肥模式,研究了该麦区不同耕作深度(耕深30 cm、20 cm)、施无机肥(小麦专用肥,以下称"专用肥")、无机肥混有机肥(鸡粪和饼肥)对冬小麦产量构成和生理特性的影响.结果表明,各处理间单位面积穗数差异不显著,穗粒数差异显著.千粒重浅耕下专用肥配施鸡粪最高,深耕下专用肥配施鸡粪最低,差异极显著;理论产量处理间存在显著差异,深耕下专用肥配施饼肥最高,浅耕下施专用肥最低,耕作施肥对理论产量有显著影响(F=2.946*),施肥对理论产量影响显著(F=5.146*).灌浆中期不同耕作施肥处理对总叶绿素含量影响极显著(F=5.474**)、对NR活性影响极显著(F=7.46**)、对可溶性糖含量影响显著(F=6.168*),总叶绿素含量与NR活性和可溶性糖含量成负相关,与成熟期千粒重成正相关;NR活性与可溶性糖含量成正相关,与成熟期千粒重成负相关;可溶性糖含量与成熟期千粒重成正相关.本研究表明,深耕下专用肥配施饼肥是豫中麦区最好的耕作培肥方式.     

3种化学调控剂对西农979抗倒伏性的影响

以西农979为试验材料,测定3种化学调控剂对小麦形态指标、生理指标与产量的影响。结果表明,在小麦拔节期喷洒新型抗倒伏化学调控剂麦巨金、麦业丰和传统化控剂多效唑能有效抑制小麦株高,其中多效唑抑制作用最强,麦巨金最弱;麦巨金和麦业丰能明显提高麦株基部第1、2节间充实度,有效增加拔节至成熟期小麦叶面积系数和旗叶叶绿素含量,提高小麦叶片的光合效能和籽粒灌浆速率,而多效唑效果则不明显;3种化学调控剂均增加了小麦穗长、结实小穗数和千粒质量,使不孕小穗数减少,产量增幅达4.9%~9.2%。方差分析结果表明,在3种化学调控剂间小麦的穗长、结实小穗数与产量的差异显著,而不孕小穗数、千粒质量则无显著性差异。     

不同氮肥模式对夏玉米产量、蛋白质品质和氮素利用特性的影响

以高产玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,在大田生产条件下设置4个施氮水平,研究不同氮肥模式对两个高产玉米品种子粒产量、蛋白质产量及氮素利用特性的影响。结果表明,两个玉米品种子粒产量随施氮量的增加显著增加,均以240 kg/hm~2处理最高,先玉335子粒产量显著高于郑单958;两个玉米品种子粒蛋白质含量及其产量随施氮量的增加显著增加,先玉335的蛋白质含量及其产量均高于郑单958;两个玉米品种氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率随施氮量的增加而显著降低,均以180 kg/hm2处理最高,先玉335的氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率均高于郑单958。综合分析认为,两个玉米品种均以240 kg/hm~2处理可以同步协调实现较高的子粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率,获得产量、品质和高氮素利用效率的协调统一。     

表型性状数据采集系统在玉米区域试验中的应用

玉米品种区域试验是良种选育与推广的重要环节,试验鉴定结果可为玉米品种审定提供翔实的科学依据。目前,随着玉米新品种选育进程的加快,每年通过国审、省审的新品种数量较多,同时,参试的品种数量逐年增加,导致试验数据采集的工作量变大。而传统的表型性状数据采集手段落后、记录数据费时费力、数据管理标准不规范,已无法满足当前玉米区域试验生产管理信息化的实际需求。基于此,构建玉米表型性状数据采集系统,实现玉米表型性状数据的快速采集,为其他作物表型性状信息的快速获取提供参考。试验结果表明,与手工记录方式相比,应用玉米表型性状数据采集系统手持终端APP采集数据可节约时间70.8%,且省去了拍照、数据录入、图片重命名的过程,提高了数据获取效率。该系统具有部署简单、操作便捷、实用性强、设置灵活和界面友好等特点,可以扩展到其他类型作物,具有较好的应用前景。     

干旱胁迫下植物形态结构变化研究的综述

干旱条件下,植物生长受到抑制。在形态方面,植物高度增长受到抑制,叶片叶色降低。随着干旱程度的增加,植物根系的长度、分布等逐渐降低,并逐渐枯萎至死亡。在生理方面,干旱胁迫早期,植物的渗透调节能力和脱落酸等激素上升,其他干旱诱导蛋白与活性氧清除能力等也呈现上升趋势,与植物抗旱能力相关的基因也迅速表达,从而提高植物的抗逆能力。     

冬小麦初生根与次生根形态、生理性状差异分析

采用分根移位方法,以郑麦9023、郑麦004、周麦16号、洛旱2号、兰考矮早8和豫麦18号为试验材料,对初生根和次生根的形态及生理性状进行研究,以明确初生根和次生根的功能差异,为河南省小麦高产、优质、高效栽培提供理论依据。结果表明,随生育时期的推进,单株初生根数呈降低趋势,单株次生根数呈先升高后降低的变化趋势,单株初生根、次生根干质量均在灌浆中期达到峰值;初生根活力、全氮含量、可溶性糖含量及次生根全氮含量、可溶性糖含量均在返青期达到峰值,而次生根活力于拔节期达最大值。小麦初生根、次生根在形态及生理性状方面均具有显著差异。生育前期,初生根生长占优势,其根数和干质量均显著高于次生根,而次生根生理性状占优势,其根系活力、全氮含量、可溶性糖含量均显著高于初生根;生育中后期,主要以次生根生长为主,其根数和干质量均显著高于初生根,而初生根生理性状逐渐占优势,其全氮含量、可溶性糖含量均显著高于次生根,且初生根数与产量呈显著正相关。综合分析认为,不同生育阶段有针对性地调控二者的发育和功能,维持生育中后期初生根、次生根正常的生理功能,促进初生根与次生根的数量与质量协调发展是进一步增加产量的关键途径。     

条锈病对小麦籽粒APX和GR基因表达和酶活性的影响

[目的]揭示小麦对条锈病的抗性应答机制.[方法]以田间优势条锈菌接种抗病小麦品种赛德麦601和感病小麦品种郑麦379,采用实时荧光定量PCR技术和分光光度计法分析小麦籽粒中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的基因表达和酶活性变化.[结果]花后15 d,郑麦379中APX和GR基因表达显著升高,APX基因表达量升高幅度大,花后25 d上调至CK的11.45倍,且持续时间较长;GR短时间小幅度升高,在花后20 d升高至CK的1.65倍.赛德麦601中APX基因仅在花后20 d后表达量显著升高,上调至CK的9.83倍,其他时期变化幅度很小;GR基因仅在花后25 d和花后30 d表达量显著升高,分别升高至CK的2.09、1.92倍.APX和GR酶活性的变化与基因表达量的变化一致.[结论]APX和GR参与了小麦对条锈菌的抗性应答反应.     

氮肥施用时期及基追比对豫中地区小麦叶片生理及产量的影响

为给豫中地区氮肥的合理施用提供理论依据,以百农矮抗58为试验材料,在全生育期施纯氮270 kg·hm-2条件下,研究了氮肥基追施比例（分别为3∶7、5∶5和7∶3）及追氮时期（起身期和拔节期）对豫中地区小麦叶片叶绿素含量、丙二醛含量、硝酸还原酶活性及籽粒产量的影响。结果表明,氮肥运筹对小麦叶片生理及粒重均有显著影响,充足的基氮有利于前期叶片叶绿素含量的提高。增加氮肥追施比例在拔节期追氮能显著提高生育后期叶片叶绿素的含量和硝酸还原酶活性,降低抽穗后叶片丙二醛的含量,籽粒成熟时粒重较高。氮肥施用时期和基追比的互作对叶片硝酸还原酶活性影响显著,对叶片叶绿素含量和丙二醛含量的影响未达显著水平。在豫中地区生态环境下,全生育期施纯氮270 kg·hm-2,以基追比例3∶7在拔节期进行追氮,可延缓叶片衰老,提高穗粒数和粒重,获得高产     

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。