渗透胁迫对小麦萌发生长及其某些生理生化特性的影响

采用乙二醇（ＰＥＧ６０００）渗透胁迫的方法,研究了两个不同抗旱性小麦品种对渗透胁迫的反应。结果表明,在渗透胁迫下,随水势的降低,小麦咱子萌发发生长减弱,表现为发芽率降低;芽长、根长和根数减少;根系活力和活跃的根比表面积下降;细胞膜伤害程序和叶片脯氨酸含量影响。抗旱性不同的品种相比,抗旱性强的品种受渗透胁迫影响较小,而抗旱性弱的相对较大     

渗透胁迫条件下不同抗旱性小麦品种萌发期生理生化指标的变化

为给小麦苗期抗旱鉴定提供依据。以17个抗旱性不同的小麦品种为材料,在渗透胁迫（-0．975MPa）条件下。研究了小麦萌发后期部分生理生化指标的变化,并在旱棚池栽控水条件下对品种的抗旱性进行了比较鉴定。结果表明,在渗透胁迫条件下,不同小麦品种萌发期胚芽鞘的脯氨酸含量、胚芽鞘和胚根的MDA含量升高,而胚芽鞘和胚根的SOD、CAT活性以及可溶性蛋白质含量下降。其中胚芽鞘脯氨酸含量、CAT活性、SOD活性均与抗旱指数、抗旱系数相关极显著,反映抗旱性强弱趋势基本一致,可作为小麦早期的抗旱性鉴定指标。渗透胁迫条件下胚芽鞘脯氨酸、CAT和SOD的T／CK值（胁迫测定值／对照值）分别大于2．2、0．8和0．8为强抗旱性品种,而抗旱性弱的品种则分别小于1.5、0．65和0．4。     

水分胁迫下不同抗旱性小麦品种根中蛋白质代谢的差异

研究了不同抗旱性小麦品种73－11和晋2148的根系在水分胁迫下的蛋白质代谢差异。结果表明，小麦幼苗在渗透势为－0．025和－0．05MPa的PEG溶液中胁迫3d，抗旱品种73－11根中的蛋白质含量上升，而敏感品种晋2148的根中蛋白质含量下降，将胁迫时间延长至5d，二个品种的蛋白质含量均下降，但抗旱品种下降的幅度大于敏感品种，游离氨基酸分析表明，二个品种在水分胁迫下游离氨基酸的水平均升高，且抗旱品种73－11累积氨基酸的速度小于敏感品种晋2148。     

亚精胺对渗透胁迫下小麦幼苗渗透调节物质含量和脯氨酸代谢酶活性的影响

为了探讨多胺提高小麦抗旱性的机理,以两个抗旱性不同的小麦品种(豫麦48,抗旱性较弱;洛麦22,抗旱性较强)为材料,研究了亚精胺对短期渗透胁迫下小麦幼苗叶片渗透调节物质含量以及脯氨酸代谢的调控效应。结果表明,渗透胁迫下,两个小麦品种幼苗叶片中脯氨酸、葡萄糖和蔗糖含量增加,且抗旱性较强的洛麦22增加幅度显著大于抗旱性较弱的豫麦48;脯氨酸代谢关键酶Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和Δ1-吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)活性增强,且洛麦22的P5CS活性增强幅度大于P5CR。但渗透胁迫处理对两个品种鸟氨酸转氨酶(OAT)活性影响不大。外源亚精胺处理则进一步提高了渗透胁迫下脯氨酸、葡萄糖、蔗糖含量以及P5CS和P5CR活性,且对抗旱性较弱的豫麦48效应较明显,但对两个品种的OAT活性基本没什么影响。这些结果表明,外源亚精胺处理能通过提高脯氨酸合成代谢谷氨酸途径的关键酶P5CS和P5CR的活性促进脯氨酸和可溶性糖的积累,从而提高小麦幼苗的保水性,增强其抗旱性,对抗旱性较弱的小麦品种的效果更加明显。     

PEG胁迫下小麦再生植株根系特性与抗旱性的关系

为了解PEG胁迫下小麦再生植株根系特性与抗旱性的关系．以抗旱性强的小麦品种河农花84、晋麦33号和抗旱性差的小麦品种温麦6号、周麦17的花药和幼胚愈伤组织分化植株为材料，以PEG为水分胁迫剂，对不同小麦品种在水分胁迫下的根系特性进行了比较研究。结果表明，同一小麦品种在不同PEG浓度胁迫下，根长和根数存在显著差异；在相同PEG浓度胁迫下，抗旱品种与不抗旱品种根长和根数差异显著。PEG浓度值为80g／L时，抗旱品种根系表现出较强的生长势，不抗旱品种根系生长势很弱．甚至发根停滞，因此可在PEG浓度值为80g／L的处理下，通过观察再生植株根系的生长状况来判别供试品种抗旱性的强弱。     

冬小麦叶绿素荧光参数与品种抗旱性的关系

为了明确不同生态型小麦品种的光合抗旱特征,选取生态型相异的小麦品种在不同供水条件下种植,测定其旗叶的叶绿素荧光动力学参数,对其在干旱胁迫下的光合特性进行比较研究。结果表明,干旱胁迫使小麦Fo增加,Fm、Fv、Fv/Fm和Fv/Fo值均降低,但变化幅度因生态型而异,高水肥品种的荧光参数对干旱胁迫更为敏感,而旱肥型品种则表现出较强的光合稳定特性。干旱胁迫下,叶绿素荧光参数变化与品种抗旱性密切相关。利用不同生态型小麦品种叶绿素荧光对干旱胁迫的反应差异鉴定品种抗旱性是可行的。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对黑小麦种子萌发特性的影响

为探究干旱胁迫对黑小麦种子萌发特性的影响,以不同黑小麦品种为供试材料,采用PEG-6000模拟干旱条件,研究黑小麦萌发期对干旱胁迫的响应,比较不同品种黑小麦的萌发期抗旱性。结果表明：(1)干旱胁迫后,黑小麦发芽势、发芽率、主胚根长、芽长、根干质量和芽干质量较对照均有不同程度下降,根冠比上升,贮藏物质转运率下降;变幅因品种而异,除芽干质量外,秦紫2号在其余指标间变幅均呈统计学显著性;(2)发芽势与发芽率(0.959)、芽长(0.968)、根干质量(0.885)、贮藏物质转运率(0.884)显著正相关。发芽率与芽长(0.923)极显著正相关,与根干质量(0.817)、贮藏物质转运率(0.850)显著正相关;(3)通过加权隶属函数法分析,根据抗旱性综合评价值(D值),供试黑小麦品种抗旱能力分为3类,其中珍选1号、秦紫1号和珍选2号属强抗旱型,杨紫1号、西黑88和黑优1号属中等抗旱型,秦紫2号属弱抗旱型。研究结果可为黑小麦品种选用和萌发期抗旱性鉴定提供参考。     

PEG6000渗透胁迫对马铃薯生理特性的影响

采用聚乙二醇(PEG)渗透胁迫的方法,研究了不同浓度PEG胁迫对5个马铃薯品种叶片的渗透调节物质与保护酶活性以及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白含量随胁迫加剧呈现一直升高的变化趋势,且与品种抗旱性呈负相关关系;过氧化物酶(POD)随胁迫加剧呈现先升高后下降的变化趋势,抗旱性强的品种表现出更强的POD活性;超氧化物歧化酶(SOD)在轻度胁迫下活性下降,在中、重度胁迫下除04-6品系之外全部表现有活性上升的趋势,但与品种的抗旱性均未表现出明显的相关规律;丙二醛(MDA)在轻中度胁迫下含量上升,与品种抗旱性呈显著负相关(r=-0.9363),重度胁迫下,品种间表现虽有不同,但其含量的高低与品种抗旱性关系仍表现为负相关关系。     

小麦穗粒数(库)对源活力及对水分关系的影响

本研究在开花时去除一半穗粒数使库强发生变化,由此评价小麦库源关系的本质.其主要假设为水分胁迫可改变库源关系,弱库可改进源的抗旱性.研究包括两个试验,试验一评价了去粒对大田小麦(两个品种)的影响;试验二在温室中评价了植株开花后受水分胁迫〔将作物根系浸入聚乙二醇(6000)溶液中处理〕时去粒的效应,并以无胁迫处理为对照.两个试验去粒后所提供的数据有:叶气体交换、叶水势、叶和穗(温室中)的渗透调节,作为茎贮存物移动指数的茎损失百分率,最终根重(温室中)和穗重构成因素.去粒导致旗叶气孔传导力、碳交换率和蒸腾的降低,但却增加了旗叶水势;在水分胁迫下,这些影响有所增强.去粒并不影响旗叶的透渗调节,但改善了颖壳和芒的调节.去粒,尤以在干旱胁迫下,降低了茎重损失百分率,增加最终根重.弱库,由于能保持较高的叶水势,有较大的根系.较好的穗部渗透调节,以及可能延长旗叶的寿命,故被认为可以改进植株的抗旱性.这种抗旱性的改进是以降低旗叶碳交换率和减少茎(和根?)贮存物的移动量为代价的.     

西南麦区小麦品种萌发期抗旱性的综合鉴定及评价

为筛选西南麦区小麦萌发期抗旱性强的品种,用20％ PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫,测定41个小麦品种的发芽势、发芽率、发芽指数、苗高、胚芽鞘长度、胚根长、胚根数等性状,并通过加权隶属函数法对供试材料的抗旱性进行综合评价.结果表明,与正常条件相比,20％ PEG-6000胁迫下小麦种子胚根数均降低(西科麦5号和川麦104例外),发芽势、发芽率、发芽指数、苗高、胚芽鞘长度、根长均受到抑制,且不同品种降幅不同.通过加权隶属函数法分析,综合评价值(D值)较大的前五位品种分别是蜀万8号、绵麦228、绵麦37、川麦104和内麦316.利用聚类分析对41个品种的抗旱性进行分类,蜀万8号、绵麦37等5个品种为高度抗旱品种;川麦60、昌麦30等13个品种为抗旱品种;内麦9号、川麦43等10个品种为中等抗旱品种;绵阳26、蜀麦482等8个品种为对水分胁迫敏感品种;川麦55、川麦42等5个品种为对水分胁迫高度敏感品种.除根长外,其他鉴定指标与D值呈极显著正相关,发芽率和发芽指数与D值的相关系数最大(0.87).发芽率和发芽指数可作为小麦萌发期抗旱性快速鉴定的参考指标.强抗旱性品种蜀万8号、绵麦37、绵麦228等可作为西南麦区小麦抗旱育种种质资源.     

脱落酸对PEG胁迫下小麦幼苗渗透调节物质和抗氧化性的影响

为了明确脱落酸对PEG(聚乙二醇)胁迫下小麦幼苗渗透调节物质和抗氧化性的影响,筛选其有效增强小麦幼苗抗旱性的最适施用浓度,选用小麦品种洛旱6号为试验材料,采用室内水培法研究了在20%PEG胁迫下小麦幼苗经不同浓度脱落酸(ABA)处理后的形态及生理指标。结果表明:PEG胁迫下,外源ABA能够提高小麦幼苗可溶性糖、可溶性蛋白质和氨基酸含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低超氧阴离子自由基■、过氧化氢(H_2O_2)含量,减少丙二醛(MDA)积累,促进小麦幼苗地上部生长。试验表明,外施ABA可通过提高小麦幼苗渗透调节能力和抗氧化酶活性来降低活性氧产生速率,减轻膜脂过氧化程度,维持细胞膜的稳定性,缓解PEG胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。本试验条件下以8 mg/L ABA效果最好。     

小麦品种抗旱性与深根性和深层根系活性的关系

为明确小麦根系垂直生长与抗旱能力的关系,以不同抗旱类型品种洛旱6号、西农979和郑麦366为材料,在柱栽条件下研究了不同生育时期最大根深、根干重垂直分布、根系活性垂直变化等性状。结果表明,本试验条件下,小麦根深在挑旗期达最大值,越冬至挑旗期间根系生长速度快。挑旗期和抽穗期不同抗旱类型品种间根深差异显著,其中抗旱性强的品种最大根深较大;与抗旱性弱的品种相比,抗旱性强的品种总根干重和深层根干重小,根系生理活性强。籽粒灌浆期表现为抗旱性越强,深层根系生理活性越强。据此认为,抗旱性强的小麦品种未必具有较大的根干重或深层根干重,但其根系下扎深且深层根系生理活性较强,尤其是生育后期的根系生理活性强。     

小麦苗期抗旱相关形态指标的灰色关联度分析

为了系统研究小麦苗期形态指标与抗旱性的关系并筛选有效的抗旱性指标,使用PEG-6000模拟干旱胁迫,采用灰色关联度分析法分析了28份小麦品种苗期干旱胁迫下的苗高、最长根长、根数、地上部鲜重、地上部干重、根鲜重、根干重、叶片数、根冠比等9个形态指标与抗旱系数的关联程度,并以所得加权抗旱系数对各品种进行聚类分析.结果显示,各形态指标与抗旱系数的关联度依次为:叶片数(0.817)>苗高(0.766)>地上部干重(0.746)>地上部鲜重(0.729)>根数(0.699)>根干重(0.688)>根鲜重(0.681)>根冠比(0.645)>最长根长(0.399).研究还表明,9个形态指标可分为叶片相关因子、地上部生物量因子和根部生物量因子三大类,地上部生物量因子的关联度大于根部生物量因子;不能只通过差异显著度检验来判断某一指标是否可以用作抗旱性鉴定;聚类结果能较好地反映各小麦品种的地域分布.因此,进行小麦品种苗期抗旱性鉴定时,应加强对地上部形态指标的选择和鉴定,以提高选择效率.     

小麦TaP5CS基因抗旱相关分子标记的开发

脯氨酸是小麦抵御干旱胁迫的重要调节物质,吡咯啉-5-羧酸合成酶(Pyrrpline-5-carboxylate-synthetase,P5CS)是干旱条件下脯氨酸合成的关键酶.为了提高小麦抗旱品种的选育效率,本研究选用国内119个小麦品种(系),鉴定其萌发期抗旱性;并从中选取10个抗旱性不同的小麦品种,分析响应干旱的叶...     

小麦主茎和分蘖对根系生长的不同贡献

以前我们报道过小麦种子根和不定根的不同生长习性和对植株抗旱性的重要意义.这些研究还观察到种子根的初期生长和种子的大小有关.不定根的生长对小麦品种在水分胁迫下的反应有相当大的影响.Loomis等(1979)解释道,根的生长比茎的生长对同化物状况(茎的供应机能)的依赖性更强,茎的生长受     

外源多胺调节剂对渗透胁迫下水稻胚芽鞘和幼根生长以及多胺含量的影响

以抗旱性不同的籼稻品种湘早籼32号、嘉早935和旱116为材料,研究了渗透胁迫下外源多胺调节剂对水稻胚芽鞘和幼根生长及多胺含量的影响。结果表明:渗透胁迫下,水稻胚芽鞘和幼根生长受到抑制,胚芽鞘和幼根中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)的含量上升,抗旱性强的嘉早935和旱116的上升幅度大于抗旱性弱的湘早籼32号;外源D-精氨酸(D-Arg)和鸟嘌呤腙(MGBG)抑制水稻胚芽鞘和幼根中Put、Spd和Spm含量的上升,加剧渗透胁迫下水稻胚芽鞘和幼根生长的受抑制程度;外源Spd能提高水稻胚芽鞘和幼根中Put,Spd和Spm含量,缓解渗透胁迫下水稻胚芽鞘生长的受抑制程度,但加剧了渗透胁迫对幼根的伤害程度。     

水分胁迫对玉米叶片水分代谢的影响

试验在盆栽人工控制水分的条件下,比较了不同水分胁迫强度对不同抗旱性玉米杂交种叶片水分代谢的影响。结果表明,水分胁迫下玉米叶片水势、相对含水量、气孔导度和蒸腾速率均明显降低,随胁迫程度增强,降低幅度增大。其中叶片水势和叶片相对含水量与品种抗旱性密切相关,蒸腾速率和气孔阻力与品种抗旱性关系不明显。     

干旱胁迫对大麦幼苗根系的影响

为了解干旱胁迫对大麦幼苗根系生长的影响,采用盆栽称重控制土壤含水量的方法,测定了土壤含水量为田间持水量的85%、55%、45%和35%等4个处理下, 4个抗旱性不同的大麦品种的幼苗根系形态和根系吸收能力等相关指标。结果表明,随着土壤含水量的减少,大麦幼苗的最长种子根、根尖数、根组织含水量均呈下降趋势;根分支数和根冠比总体呈上升趋势;根鞘大小和根毛密度整体上呈先上升后下降的趋势;根系活力与根总吸收面积和根活性吸收面积之间存在一定的互补效应。抗旱性较强的大麦品种较抗旱性较弱的品种,在干旱胁迫下能够保持更庞大的根系、更大的根-土交互面和更高的根系吸收能力。幼苗根系形态可以作为大麦耐旱性的筛选指标。     

水杨酸对干旱胁迫下小麦幼苗抗氧化特性的影响

为了给水杨酸在小麦栽培中的应用提供参考依据,以小麦品种百农AK58为材料,用17.5%聚乙二醇6000(PEG6000)模拟干旱胁迫,研究了外源水杨酸对干旱胁迫下小麦幼苗叶片和根系抗氧化特性的影响。结果表明,干旱胁迫显著提高了根、叶细胞质膜透性、丙二醛(MDA)含量及过氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性。与单独干旱胁迫处理相比,外源施加水杨酸可使干旱下小麦幼苗根系APX、POD、SOD和CAT活性分别增加190.9%、20.4%、42.3%和89.4%,使其膜透性和MDA含量分别降低19.7%和54.6%;对叶片而言,水杨酸可使其APX和POD活性分别增加31.5%和159.6%,使其膜透性和MDA含量分别降低23.7%和53.9%。上述结果说明,干旱胁迫加剧了小麦的氧化胁迫,小麦幼苗则通过增强根、叶抗氧化酶活性以抵抗氧化伤害。外源施加水杨酸可增强小麦幼苗根、叶相关抗氧化酶的活性,从而缓解小麦在干旱下所遭受的氧化伤害,增强其抗旱性。     

干旱胁迫下不同甘蔗品种叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化

我国80%以上的甘蔗种植在旱地,干旱缺水是影响甘蔗生产的主要因子。研究不同甘蔗品种的抗旱生理生化特性对于抗旱甘蔗品种选育和抗旱栽培技术研发具有重要意义。本研究采用桶栽方式,对抗旱性有差异的F172(抗旱性强)和YL6(不抗旱)2个甘蔗品种在苗期及伸长期分别进行不同程度的干旱胁迫及复水处理,探讨了不同甘蔗品种抗旱性与叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的关系。结果表明:抗旱性较强的甘蔗品种F172在干旱胁迫条件下叶片中氧自由基清除酶系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗氧化保护酶过氧化氢酶(CAT)活性及非可溶性蛋白(ISP)、可溶性糖(SS)含量显著提高;与不抗旱甘蔗品种YL6相比,甘蔗品种F172叶片中丙二醛(MDA)、非可溶性糖(ISS)含量相对比较稳定;而不抗旱甘蔗品种YL6在干旱胁迫条件下叶片中氧自由基清除酶反应较迟钝,MDA和ISS含量上升幅度相对较大,而可溶性蛋白(SP)、ISP含量下降。说明甘蔗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的差异是品种耐干旱胁迫存在差异的生理基础。