低温驯化及封冻后不同抗寒性小麦品种的形态建成及生理基础分析

为比较抗寒性不同的冬麦品种对低温胁迫的适应性,在低温驯化及封冻阶段对东农冬麦1号(抗寒)、东农705 (较抗寒)和济麦22 (不抗寒) 3个品种的植株形态和叶、叶鞘、分蘖节的若干生理指标进行了调查。结果表明,东农冬麦1号在封冻前形成的分蘖数、分蘖叶数显著高于其他两个品种;低温胁迫下3个品种各个部位的含水量均降低,东农冬麦1号地上部含水量降低较快,分蘖节含水量降低较慢且保持较高水平,而济麦22地上部含水量降低较慢,分蘖节含水量降低较快。电导率变化表明,东农冬麦1号、东农705品系和济麦22叶片分别在封冻后30、20和0 d死亡。东农冬麦1号叶片、叶鞘的可溶性总糖含量最高,济麦22最低;封冻期东农冬麦1号分蘖节可溶性总糖含量最高,济麦22最低。封冻后20 d东农705品系和济麦22叶片SOD失活,封冻后40 d东农冬麦1号叶片SOD仍有活性,调查期内济麦22各个部位SOD活性显著低于其他两个品种;封冻期东农冬麦1号叶鞘和分蘖节POD活性保持较高水平,东农705品系分蘖节POD活性较高,而叶鞘POD活性迅速降低,济麦22叶鞘和分蘖节POD活性均处于较低水平。     

脱驯化对寒地冬小麦抗寒性影响的探析

寒地冬小麦的安全越冬受制于 3个外界因素, 分别是低温驯化程度、 越冬期间温度、 以及返青期温度。为分析低温驯化对冬小麦抗寒性的影响, 笔者以抗寒性不同的 2个冬小麦品种为材料, 在其生长的低温驯化阶段分别对其进行脱驯化及低温处理, 测定不同处理下冬小麦植株的成活率及保护酶活性。研究结果得出, 10℃脱驯化处理 2天对植株造成的伤害较 20℃脱驯化 2天显著降低; 抗寒品种 ‘东农冬麦 1号’ 只有在 11月 10日发生 10℃脱驯化 2天其成活率显著降低, 而不抗寒品种在 10月 26日发生10℃脱驯化 2天其成活率为 50%; 20℃脱驯化 2天再-12℃ 3天处理, 抗寒品种在 10月 31日后其成活率低于 50%, 相同处理下不抗寒品种所有时期成活率均低于 50%。抗寒品种经历 20℃脱驯化 2 天后再经历-12℃ 1天低温植株的 SOD酶活性达到最高。由此得出, 低温驯化期发生脱驯化冬小麦植株的成活率降低。     

低温下冬小麦品种间甜菜碱及其代谢途径比较分析

为研究甜菜碱以及其关键合成酶甜菜碱醛脱氢酶在低温胁迫时对小麦的保护作用，笔者将抗寒性不同的2 个冬小麦品种‘东农冬麦一号’(DM1)和‘济麦22’(J22)栽培于自然条件下，通过测定苗期相对电导率、丙二醛(MDA)含量、甜菜碱醛脱氢酶活性、甜菜碱醛脱氢酶基因表达量以及甜菜碱含量。结果发现，抗寒品种DM1 表现出甜菜碱醛脱氢酶酶活和甜菜碱含量大幅增加，而封冻期MDA含量相比J22 却有所降低。这说明甜菜碱醛脱氢酶基因的表达促进了甜菜碱的积累，同时增加了细胞膜的稳定性。本研究结果不仅确定了甜菜碱在DM1 抗寒性中的作用，同时为今后提高冬小麦抗寒性提供新的研究方向。     

低温下冬小麦品种间甜菜碱及其代谢途径比较

为研究甜菜碱以及其关键合成酶甜菜碱醛脱氢酶在低温胁迫时对小麦的保护作用,笔者将抗寒性不同的2个冬小麦品种‘东农冬麦一号’(DM1)和‘济麦22’(J22)栽培于自然条件下,通过测定苗期相对电导率、丙二醛(MDA)含量、甜菜碱醛脱氢酶活性、甜菜碱醛脱氢酶基因表达量以及甜菜碱含量。结果发现,抗寒品种DM1表现出甜菜碱醛脱氢酶酶活和甜菜碱含量大幅增加,而封冻期MDA含量相比J22却有所降低。这说明甜菜碱醛脱氢酶基因的表达促进了甜菜碱的积累,同时增加了细胞膜的稳定性。本研究结果不仅确定了甜菜碱在DM1抗寒性中的作用,同时为今后提高冬小麦抗寒性提供新的研究方向。     

寒地冬小麦抗寒性评价方法的初探

为了快速评价寒地冬小麦耐低温特性,通过室内低温处理和自然条件种植两种方式,采用调查低温下植株成活率和反应植株受伤害程度的电导法,研究抗寒性不同的冬小麦植株低温下其受伤害程度的差异。结果表明,实验室内抗寒品种低温-24℃处理5天后植株受伤害程度一致,而不抗寒品种-18℃处理5天后植株受伤害程度一致;室内抗寒品种-12℃处理7天其成活率低于50%,而不抗寒品种-12℃处理1天其成活率低于50%。由此得出,室内种植和室外种植的冬小麦植株经冷冻后其成活率差异不显著;抗寒品种‘东农冬麦1号’的半致死温度为-32℃,不抗寒品种‘济麦22’的半致死温度为-15℃。     

冬前低温条件下冬小麦品种间叶绿素荧光参数的比较

为比较抗寒性不同的冬麦品种低温和不同光强作用下叶绿素荧光参数的变化,以3个抗寒性不同的冬麦品种为材料,分别在低温驯化期、低温驯化结束期和封冻期取样,室内暗处理后给予6个不同的光强,测定不同光强下的光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(qN)。结果表明,低温、高光强下抗寒品种东农冬麦1号的ETR、qP和qN显著高于其他2个品种,济麦22的这几个叶绿素荧光参数最低。封冻前抗寒中间型东农705品系的热耗散保持较高水平,但进入封冻期后其热耗散能力迅速降低。     

马铃薯不同品种抗寒性综合评价

研究不同品种马铃薯幼苗的抗寒特性,为抗寒种质创新及抗寒品种选育提供依据。以10个马铃薯品种为材料,采用人工模拟低温环境的方法,分析了苗期低温胁迫对叶片相对电导率、丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、过氧化物酶活性(POD),可溶性蛋白含量的影响。结果表明:低温胁迫后,叶片相对电导率、MDA含量、SOD活性和POD活性均高于对照,可溶性蛋白含量低于对照。马铃薯品种间叶片各指标存在极显著差异。以马铃薯叶片各项指标的抗寒系数作为衡量抗寒性的指标,采用主成分分析法、隶属函数法和聚类分析法对马铃薯品种的抗寒性进行综合评价。其强弱排序依次为:‘丽薯6号’‘中薯20号’‘滇薯701’‘冀张薯12号’‘青薯9号’‘合作88’‘中薯18号’‘滇同薯1号’‘师大6号’‘宣薯2号’。本研究将10个马铃薯品种聚为3类:‘丽薯6号’、‘滇薯701’、‘中薯20号’等3个品种抗寒性最强;‘滇同薯1号’、‘冀张薯12号’、‘青薯9号’、‘中薯18号’、‘合作88’等5个品种抗寒性中等;‘宣薯2号’和‘师大6号’这2个品种抗寒性最弱。综合评价结果与低温胁迫后植株霜冻损伤评分结果基本一致。本研究通过对马铃薯抗寒性进行研究,并探讨各抗寒指标之间的关系,建立可靠的马铃薯抗寒性评价方法,为马铃薯抗寒性新品种选育及大规模马铃薯品种的抗寒评价提供一定的理论依据。     

不同低温下核桃枝条抗寒性生理生化指标分析

为了加快山西省核桃抗寒育种的进程,深入挖掘核桃抗寒资源,为核桃生产育种提供理论依据,以山西省主要推广的核桃品种‘礼品1号’、‘礼品2号’、‘中林1号’、‘中林5号’、‘辽核1号’、‘辽核3号’和‘晋龙1号’7个品种为试材,对其被迫休眠期1年生枝条在不同低温条件下的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)酶活性等部分抗寒性生理生化进行了测定比较。结果表明：随处理温度的降低,所测指标中可溶性蛋白含量和POD酶活性呈现“降—升—降”的变化。可溶性糖、脯氨酸含量、SOD酶活性的变化幅度不大。‘礼品1号’和‘礼品2号’在可溶性糖、脯氨酸含量变化幅度较大。综合分析各品种抗寒性生理生化指标,可推测其抗寒性强弱顺序：‘礼品2号’最强,‘礼品1号’次之,‘辽核3号’和‘中林5号’抗寒性居中,‘晋龙1号’、‘中林1号’、‘辽核1号’依次降低。     

低温胁迫对4个菜用甘薯品种生理生化特性的影响

为探索菜用甘薯抗寒机理,以‘宁菜3号’、‘CH-2’、‘福薯18’、‘福薯10号’4个菜用甘薯品种为试验材料,采用温室越冬和人工气候室模拟低温胁迫的方法,对菜用甘薯抗寒性与POD、SOD活性及可溶性蛋白质含量间的关系进行了研究。结果表明:受低温胁迫后,‘宁菜3号’、‘CH-2’的POD活性增加速度快、活性强、酶活力持久,SOD活性高,SOD活性及可溶性蛋白质含量下降幅度相对较小。在低温胁迫后,POD、SOD活性变化及可溶性蛋白质含量的不同可能是引起菜用甘薯抗寒性差异的原因之一。本研究对菜用甘薯栽培的品种选择具有一定的指导意义,为进一步探索菜用甘薯抗寒机理提供参考。     

东农冬麦1号越冬期抗寒性及其机理研究

为明确东农冬麦1号低温下抗寒性与脂肪酸变化的规律特点,以杭寒品种东农冬麦1号和对照品种济麦22为材料,设定连续降温的温度处理,从冬小麦生长的低温驯化期至越冬期气温最低的时期进行取样,测定其电导率和脂肪酸含量,结合Logistic方程计算半致死温度(LT50)并对东农冬麦1号和济麦22的抗寒性进行初步评价。结果为:田间条件下东农冬麦1号的半致死温度为一22.4℃,济麦22为一14.2℃;低温下东农冬麦1号的不饱和脂肪酸含量显著高于对照品种济麦22,而饱和脂肪酸含量则低于济麦22,饱和脂肪酸中棕桐酸的比例较高,不饱和脂肪酸中亚麻酸的比例较高,低温下东农冬麦1号的棕桐酸含量低于不杭寒品种济麦22,而亚麻酸含量则高于济麦22。低温下杭寒品种东农冬麦1号增加膜脂流动性的不饱和脂肪酸含量保持较高水平可能是其抗寒的关键原因。     

Abscisic Acid and Proline Levels in Cold Hardened Winter Wheat Leaves in Relation to Variety-Specific Differences in Freezing Resistance

Changes in dry weight, osmotic potential, abscisic acid and free proline contents were measured during cold hardening of nine winter wheat varieties differing in freezing resistance. During the first weeks of cold hardening dry weight and proline levels increased and the osmotic potential decreased parallel to the development of freezing resistance. Dry weight reached a broad maximum between the seventh and tenth week of hardening. ABA levels had a sharp maximum around the seventh week of hardening, when the dry weight increase began to cease. Maximal levels of proline were observed seven to ten weeks after the start of cold hardening. The mean and final dry weights, the mean, maximal and final proline contents, as well as the maximal ABA contents of the nine varieties correlated significantly with freezing resistance measured at the end of the hardening period.
The possible use of proline and of ABA as biochemical markers for freezing resistance in winter wheat breeding is discussed.     

百合种球低温处理过程中抗氧化酶活性的变化及其与休眠解除的关系

选用7个观赏百合品种为试验材料,研究冷藏处理 (2-5℃)打破种球休眠以及冻藏处理 (-1℃)抑制种球发芽过程中抗氧化酶活性及MDA的变化规律。结果表明：在127天的冷藏处理中,SOD、POD、CAT活性在处理的前期、中期持续下降,后期上升,除SOD活性在末期略有下降外,POD、CAT活性持续上升至冷藏结束。在151天的冻藏处理期,3种抗氧化酶类活性在初期下降,后持续升高,至贮藏中后期下降。MDA含量在冷藏处理前中期大幅上升,至后期略有下降。冻藏处理期MDA含量变化变化幅度较小,同一品种大种球MDA含量大于小种球MDA含量。冷藏前期POD酶活性降低对百合种球休眠解除具有重要作用。长期冻藏及冷藏处理所引起的活性氧代谢失调是种球产生低温逆境损伤的原因之一。     

小麦杂交后代衡9966与亲本及近缘品种抗旱性比较

通过水培方法培养小麦杂交后代衡9966与亲本及近缘品种,在幼苗期通过PEG-6000控制水分吸收进行干旱胁迫。15d后测定幼苗鲜重、根冠比、叶绿素含量、过氧化产物丙二醛含量和脯氨酸含量,同时测定保护酶系统过氧化氢酶、过氧化物酶及超氧化物歧化酶活性,探究各品种抗旱性能的差异。结果表明,干旱胁迫下4个品种的鲜重下降、叶绿素含量均有所提升,且根冠比增大。丙二醛含量上升,脯氨酸含量显著升高。3种抗氧化酶活性变化不一致,其中超氧化物歧化酶活性均增大,而过氧化氢酶活性均降低,过氧化物酶活性除衡9966升高外,其它3个品种均降低。通过隶属函数计算分析,4个品种中,杂交后代衡9966隶属度最高,抗旱性最强。     

小麦光腥黑粉菌对小麦三种防御酶活性的影响

为明确小麦光腥黑粉菌侵染小麦后对小麦茎、叶、穗部防御酶活性的影响,本研究以高感小麦光腥黑穗病品种'东选3号'和高抗小麦矮腥黑穗病品种'伊农18/兰考矮早8号'为供试材料,测定小麦被光腥黑粉菌侵染0～6 d后,小麦的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧歧化物酶(SOD)的活性变化.研究表明,两个小麦品种的防御...     

白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒机理差异的研究

为探究白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒机理差异的原因。以8个抗寒性不同的冬油菜品种为材料,采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,待油菜长至5~6片真叶时,大田试验进行植物学形态,干物质积累量的测定,盆栽试验按24℃→10℃→5℃→0℃→-5℃→-10℃各48 h依次降温处理后测定生理生化指标。结果表明,白菜型冬油菜冬前生长点洼陷,幼苗匍匐生长,干物质积累主要集中在地下部分,其中白菜型冬油菜地下部鲜质量与地下部干质量较甘蓝型冬油菜平均增加了236.1%,263.0%,说明抗寒性强的冬油菜能够在营养生长阶段将光合有机产物优先运输到地下部,建立庞大的根系,为安全越冬提供代谢能量。随着温度的变化,不同类型冬油菜的生理生化活性有较大的差异,-5℃时陇油7号SOD活性较CK增加了10.7%,0℃时陇油7号CAT、POD活性较CK分别增加了24.7%,28.6%,而0℃时白菜型冬油菜SP含量较甘蓝型冬油菜平均增加了32.3%,-10℃时白菜型冬油菜的SS含量较甘蓝型冬油菜平均增加了71.4%,-10℃甘蓝型冬油菜MDA含量较白菜型冬油菜平均增加了52.8%,这说明抗寒性强的品种在低温条件下能够保护自身免受损伤,其中CAT、POD、SP是抵抗冷害的保护性物质,SOD、SS是抵御冻害的保护性物质。白菜型冬油菜比甘蓝型冬油菜在形态学及生理水平上都具有明显的优势,形态学上的优势使其有利于抵御极端低温天气,提供维持越冬及冬后返青所需的代谢能量;生理水平上,低温胁迫后保护性酶活性、调节性物质含量增加,能够有效地保护细胞膜结构,MDA含量减少,可以缓解低温对冬油菜叶片的伤害,从而保证高越冬率,为北方白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒性研究提供理论依据。     

花前渍水锻炼调控花后小麦耐渍性的生理机制研究

采用对渍水胁迫和渍水锻炼响应差异的小麦品种为材料,在四叶一心期和六叶一心期分别进行渍水锻炼2 d;在开花后7d进行渍水胁迫5d,分析不同小麦品种对渍水胁迫响应的差异及其生理机制。结果表明,花后渍水胁迫显著降低旗叶叶绿素含量(SPAD)和实际光化学效率(Φ_PSⅡ),抑制花后光合同化物积累(PAA),导致籽粒千粒重和产量降低;与不耐渍型品种相比,耐渍型品种在渍水胁迫下可维持较高的SPAD、Φ_PSⅡ和PAA,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)以及谷胱甘肽还原酶(GR)酶活性提高,过氧化氢(H₂O₂)、超氧阴离子自由基(O₂-~)和丙二醛(MDA)含量较低。与花前未进行渍水锻炼和花后渍水处理(NW)相比,花前渍水锻炼和花后渍水处理(PW)下,渍水锻炼敏感型品种较渍水锻炼不敏感品种显著提高了花后渍水胁迫下小麦旗叶SPAD (8.8%)和Φ_PSⅡ(17.6%)、降低非调节性能量耗散Φ_NO (10.7%)和...     

2016-2017年暖冬对冬小麦越冬安全的调查分析

2016-2017年度冬季为我国1961年以来最暖的冬季。暖冬对冬小麦越冬安全不同于冷冬年或倒春寒出现冻害的问题,冬季暖干化致使麦苗绿叶等营养器官黄枯,我们在固城站调查发现:播期由早到晚绿叶黄枯率为92.95%-41.95%,绿叶等营养器官黄枯对麦苗体质的不可逆性生理伤害和返青后营养器官恢复生长影响较大。气候变暖背景下,华北地区半冬性甚至弱春性冬小麦品种已替代了过去的强冬性或冬性品种,北方冬小麦冬性品种的适宜播种期温度指标15-18℃应做修订,依据气候变暖1.5-2℃的结论,华北地区目前种植的冬小麦半冬性品种的适宜播种期温度指标建议修订为13-16℃,由此推算出固城站冬小麦半冬性品种播种期在10月2-14日。     

基于叶绿素荧光的小麦越冬期冻害评价

低温冻害是小麦生产中常见的自然灾害,目前小麦低温抗性的无损评价方法还非常有限。快速叶绿素荧光诱导动力学曲线包含了丰富的光合作用相关信息,是研究植物逆境胁迫的常用方法。通过筛选合适的叶绿素荧光参数来评价小麦的抗寒性,为小麦抗寒机理、越冬期管理和抗寒育种提供技术支持。通过调查越冬期冻害发生年份34个常用的叶绿素荧光诱导动力学参数与33个小麦品种冻害程度的相关性,筛选出与小麦冻害发生程度呈显著正相关的指标TR_o/CS_m,相关系数达到了0.636,相关性大于前人所用叶绿素荧光指标F_v/F_m。表明叶绿素荧光参数TR_o/CS_m可以用来评价小麦的抗寒性,该结果为冬小麦越冬期管理和抗寒育种提供了有力支持。