高温胁迫对小麦花药活性氧代谢的影响

为研究小麦花药在高温胁迫下的氧化应答机制,以正常生长条件下和高温胁迫(42±1)℃下不同发育时期的花药(单核后期、二核期和三核期)为供试材料,比较分析了小麦花药中超氧阴离子自由基(O~-_2)生成速率、过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)含量以及主要抗氧化酶活性的变化。结果表明,在高温胁迫后,小麦花药的整个发育时期O~-_2的生成速率、H_2O_2和MDA的含量均显著高于对照组,其中O~-_2生成速率呈现出由低到高平衡上升的趋势,在单核后期高温胁迫处理与对照之间的差异则高于其他花药发育时期;而高温胁迫后的H_2O_2和MDA含量在二核期与对照组呈现较大差异。同时,高温胁迫下不同时期花药中SOD、POD和CAT的活性均显著低于对照。由此可知,高温胁迫打破了小麦花药内活性氧与抗氧化体系代谢之间的动态平衡,并随着花药的发育而不断加剧,使小麦花药长期处于严重的氧胁迫环境中而造成败育。     

小麦品种郑麦7698耐强光高温的生理机制

为了阐明小麦品种郑麦7698耐强光高温的生理机制,以黄淮南片麦区区域试验对照品种周麦18和大面积推广品种矮抗58为对照,研究了该试验材料在强光、高温、强光高温交叉胁迫下的生理特性。结果表明,3种逆境对小麦叶片光合功能的影响程度依次为强光高温强光高温,且3个品种的耐强光高温特性存在显著差异。3种逆境胁迫处理下,郑麦7698的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qP)的下降幅度均显著低于周麦18和矮抗58,相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子生成速率、过氧化氢含量的上升幅度显著小于周麦18和矮抗58,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性在逆境下的上升幅度显著高于周麦18和矮抗58,表现出较好的耐强光高温特性。综合分析表明,郑麦7698之所以较周麦18和矮抗58具有更好的耐强光高温特性,是因为其在逆境下具有较高水平的抗氧化酶活性,可有效清除活性氧类物质,降低其光合机构受损程度,从而维持较高水平的光合效率。     

强光胁迫对18个冬小麦幼苗叶片光合特性的影响

为了研究强光胁迫对小麦叶片光合作用及某些相关指标的影响,以18个冬小麦品种幼苗为材料,对室外自然光条件下生长的幼苗进行强光(1 500 μmol·m-2·s-1)照射处理3 h(强光处理),对实验室内人工光照下生长的幼苗进行临时强光(1 500 μmol·m-2·s-1)照射处理3 h(临时强光处理).结果表明,强光胁迫对色素含量的影响较为复杂,品种间差异较大.强光处理对叶绿素含量的影响较小,对类胡萝卜素舍量的影响较大;临时强光处理对叶绿素含量的影响较强光处理大,而类胡萝卜素含量与强光处理的差异不显著.强先胁迫抑制了所用供试品种的Fv/Fm比值,其中临时强光胁迫抑制作用更大.说明强光胁迫下PSⅡ的功能较易受到抑制,影响光电转换及电子传递,对光合作用影响较大.强光胁迫使光化学反射指数PRI呈降低的趋势,但是对PRI的影响比对上述指标的影响小.     

高温胁迫下油菜素内酯对水稻幼苗的保护作用

以两个籼稻材料082（耐热型）和协青早B（热敏型）为研究对象探讨高温胁迫下油菜素内酯（BR）对水稻秧苗的保护作用。在苗期进行高温和喷施BR处理,观察高温胁迫下BR对叶绿素、蛋白质和MDA含量、电解质外渗率和保护酶（SOD、POD）活性及其同工酶表达等的影响。结果表明,高温胁迫下,喷施BR能明显提高热敏型材料协青早B的叶片叶绿素和蛋白质含量,增加SOD和POD活性,降低叶片MDA含量和电解质外渗率,但对耐热型材料082的影响相对较小。经BR处理后两个材料的POD同工酶谱带表达均明显增强。在高温胁迫下,BR处理减弱了耐热材料082的4条SOD同工酶谱带的表达,但明显增强了热敏感材料协青早B的A、B两同工酶谱带的表达,表明BR能够增强稻苗内活性氧保护酶系统的活性或诱导其表达,能有效减轻高温对秧苗的伤害。BR处理后稻苗对高温的应答机制,在温敏性不同的材料间存在差异。     

高光、水分和盐胁迫下小麦光合特性和抗氧化酶系统的比较

为了解植物光合机构及抗氧化酶系统对高光、水分及盐胁迫的适应机制,比较分析了光强1 800 μmol·m^-2·s^-1、20% 聚乙二醇（PEG-6000）和0.3 mol·L^-1 NaCl处理下小麦叶绿素荧光以及抗氧化酶活性的变化。结果表明,与对照相比,高光胁迫、水分胁迫和盐胁迫下小麦叶片相对含水量、总蛋白含量以及叶绿素含量均下降,以水分胁迫效应最显著,盐胁迫次之。三种胁迫均显著降低了小麦叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率、PSII最大光化学效率（F_v/F_m）及电子传递率（ETR）,而显著增加胞间CO₂浓度、非光化学淬灭（NPQ）、脯氨酸及可溶性糖含量,也以水分胁迫效应最显著。三种胁迫下小麦叶片内的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性随胁迫时间的延长呈现不同的变化趋势。其中,SOD活性在三种胁迫下均呈先升后降的趋势;POD活性在高光和水分胁迫下先升后降,而在盐胁迫下呈上升趋势;CAT活性在高光和盐胁迫下呈上升趋势,而在水分胁迫下呈下降趋势。以上结果表明,在三种环境胁迫中,水分胁迫给小麦带来的伤害最严重,盐胁迫次之,高光胁迫最轻。 此外,小麦抗氧化酶系统在高光胁迫、水分胁迫及盐胁迫下应答机制不同。     

外源水杨酸对高温胁迫下小麦籽粒灌浆特性的影响

为探究外源水杨酸(SA)对高温胁迫下小麦产量形成特性的影响,以扬麦18为试验材料,于2018-2020年进行盆栽试验,分别在小麦抽穗期(SAHG)、开花期(SAAG)、花后5 d(SA5G)以及花后10 d(SA10G)对其喷施水杨酸(SA),在灌浆期(花后15～19 d)采用被动式模拟增温方法对其进行高温胁迫,分析不同处理对小麦产量及其相关指标的影响。结果表明,与常温对照(NN)相比,灌浆期高温胁迫(NG)显著降低了小麦的产量和千粒重,不同时期喷施SA显著降低了高温胁迫下产量和千粒重的下降幅度,不同处理缓解效果表现为SAAG>SA5G>SA10G>SAHG。外源SA处理缓解了高温胁迫对小麦不同穗位强、弱势粒粒重的损害,对上部小穗及弱势粒粒重的影响较为显著,从而缓解了高温胁迫下小麦产量的降低。喷施SA显著降低了灌浆期高温胁迫下籽粒蔗糖含量、可溶性糖含量、蔗糖合成酶(SS)活性的降低幅度,提高了籽粒中吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、细胞分裂素(CTK)的含量。推测喷施SA通过调控小麦籽粒内源激素水平提高籽粒糖类物质含量,进而缓解高温胁迫对产量影响。     

褪黑素对高温胁迫玉米叶片光合特性与抗氧化酶活性的调控

2022年以安科985为试验材料,在玉米灌浆期自然高温胁迫条件下(2022年夏高温持续时间长、范围广、强度大、极端性强),灌施不同浓度褪黑素(MT)溶液,0(CK)、100(MT100)、200(MT200)、300(MT300)μmol/L,研究不同处理下玉米叶片光合特性、荧光特性、抗氧化酶活性与产量形成的影响。结果表明,褪黑素处理显著增加了玉米行粒数、穗粗、穗长、百粒重和单株产量,降低了秃尖长度。褪黑素处理后叶片SPAD值、N含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著增加,胞间二氧化碳浓度显著降低。与对照相比,褪黑素处理下ΦPSⅡ、ETR、qN、qP和Fv/Fm均显著上升,Y(N0)和F0显著下降。200μmol/L处理显著提高叶片抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT),丙二醛MDA含量显著降低。褪黑素处理后,干物质积累量和干物质向子粒的分配比例显著增加。自然高温胁迫下,褪黑素处理可增强玉米抗性,以200μmol/L效果最佳。     

外源水杨酸甲酯对高温胁迫下茶树光合作用和抗氧化酶的影响

近年来茶园高温灾害频发,而关于提高茶树耐热性的研究相对较少。本文以龙井43为试验材料,利用不同浓度水杨酸甲酯（MeSA）喷施茶苗后,在高温环境下（43℃）处理12βh,随后测定茶树叶片的净光合速率（Pn）,Rubisco最大羧化速率（V_c,max）、RuBP最大再生速率（J_max）,电解质渗透率（EL）,丙二醛（MDA）含量以及抗氧化酶活性等相关指标。结果发现,1βmmol·L^-1 MeSA能够有效缓解高温导致的茶树Pn降低,维持V_c,max和J_max稳定;高温导致茶树叶片EL和MDA含量迅速上升,而适当浓度的MeSA可显著降低高温环境下EL和MDA含量。此外,结果表明1βmmol·L^-1 MeSA能够提高APX和CAT活性,进而减少H₂O₂积累,减轻茶树细胞膜过氧化作用。综上所述,外源施用MeSA能够在一定程度上维持高温条件下植物叶片细胞光合系统稳定,提高茶树叶片的抗氧化酶活性,缓解氧化胁迫,最终提高茶树的耐热性。     

高温胁迫对茶树叶片光合系统的影响

以龙井43为材料,高温（43℃）处理48βh后,分别用调制荧光成像系统和双通道荧光仪分析其受胁迫的状态和光合系统的受损情况。结果表明,受到高温胁迫后：茶树会表现出一系列的热害症状;茶树叶片的光合速率持续下降,Rubisco最大羧化速率（V_c,max）以及RuBP的最大再生速率（J_max）显著降低;Fv/Fm、Y(II)和Y(I)迅速降低,Y(NO)和Y(NA)上升,说明光系统II和光系统I的结构在高温胁迫下受到了伤害;茶树的Φ_PSⅡ、ETR(II)和ETR(I)均显著下降,表明电子传递受到严重破坏;光系统I对高温胁迫的耐受性较高,抗强光损伤能力在高温胁迫下变强,而光系统II易受到高温伤害,抗强光损伤能力在高温胁迫下变弱。     

高温胁迫下镁对小麦旗叶光合特性及产量的影响

为了解施镁对小麦后期高温胁迫的缓解效应,采用盆栽试验方法,以自然条件为对照(昼夜温度分别为26和16 ℃),研究了灌浆期花后14~20 d 和花后21~27 d高温胁迫（昼夜温度分别为32和22 ℃）下,施镁（20 kg·hm^-2）对小麦产量和旗叶光合特性的影响。结果表明,高温胁迫显著降低了小麦产量,且以花后21~27 d高温胁迫影响最大;施镁能显著增加穗粒数、千粒重和籽粒产量。高温胁迫降低了旗叶叶绿素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、光化学效率（F_v/F_m）和实际光量子产量（Φ_PSⅡ）,各指标均以花后21~27 d高温处理降幅最大,而胞间二氧化碳浓度（C_i）则表现出相反趋势;相同温度处理下,施镁则显著提高了旗叶叶绿素含量、P_n、G_s、T_r、F_v/F_m、Φ_PSⅡ,表明镁素施用能有效缓解花后高温对叶片光合能力的伤害,有助于光合产物的积累和产量的形成。     

迟播对冬小麦灌浆后期高温胁迫下旗叶光合能力和产量的影响

为了解迟播对冬小麦灌浆后期高温胁迫下旗叶光合的调控效应,在大田条件下设置2个播期(常规播期10月8日、推迟播期10月22日)和2种灌浆期温度(开放式增温、自然温度),分析了迟播小麦旗叶光合能力的变化及其对灌浆后期高温胁迫的响应。结果表明,灌浆期高温降低了小麦旗叶光合速率、花后干物质生产量、粒重和产量。与常规播期相比,迟播提高了高温胁迫下小麦旗叶叶绿体类囊体膜不饱和脂肪酸指数,保持类囊体膜相对稳定,减轻高温对旗叶光合机构的损伤;增强了旗叶活性氧清除能力,保障能量传输,减少热耗散,提高光化学反应中可利用能量的分配比例,保持较高的光合系统同化力;提高了气孔导度和胞间CO_2浓度,增加光合作用底物供应。总之,迟播小麦的旗叶可在灌浆期高温胁迫下保持较高的光合能力,有利于提高粒重和产量。     

水杨酸和脱落酸对强光所致小麦叶片氧化损伤的防护效应

为了给人工调控植物的光合作用提供试验依据,研究了外源SA(水杨酸)和ABA(脱落酸)对小麦叶片强光所致氧化损伤的防护效应及对光合作用的影响。结果表明,以适宜浓度的SA和ABA预先处理小麦叶片,可有效防护强光所致的氧化损伤,维持较高的SOD和APX活性,减少H2O2的积累,抑制脂质过氧化作用,使叶片在光抑制条件下,维持较高的Fm/Fo、Fv/Fm、ΦPS、qP、Pn和较低的qN。其中以较低浓度的SA(50mg·kg-1)和中等浓度的ABA(100mg·kg-1)效果较好。     

高温胁迫对小麦蛋白质和淀粉品质影响的研究进展

灌浆期高温胁迫是导致小麦产量降低和品质变劣的主要生态因子之一,严重影响小麦生产的稳定性。本文综述了生育后期高温胁迫对小麦籽粒蛋白质数量和质量、淀粉含量和组成的影响以及导致品质变异的遗传、生理生化和分子生物学方面的最新研究进展。加深小麦品质变异分子机理的研究将有助于培育品质稳定的品种,提高对品质稳定性的控制能力。     

蚓粪对盐胁迫下小麦幼苗生长及光合特性的影响

为明确添加蚓粪对盐胁迫下小麦幼苗生长及光合特性的影响机理,通过向基质中分别添加10%、20%、40%（苗死亡）比例的蚓粪,同时设不添加蚓粪的单盐胁迫处理和空白对照处理（CK）,分析了添加蚓粪后盐胁迫（150 mmol·L^-1 NaCl）下小麦生长指标（叶长、叶宽、叶面积,地上和地下部干重、根冠比）、气体交换参数及光合色素含量的变化。结果表明,盐胁迫下小麦幼苗各生长指标与CK相比略有下降,但差异不显著。添加蚓粪后,小麦幼苗叶长、叶宽、叶面积、地上部分干重、总干重以及叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量及类胡萝卜素含量较未添加蚓粪处理均呈明显的上升趋势,而根冠比则呈下降的趋势。添加蚓粪对盐胁迫下小麦叶片气体交换也产生了显著的影响。盐胁迫下,小麦叶片净光合速率显著低于CK,但添加蚓粪后,净光合速率呈明显的上升趋势。这说明基质中添加适量蚓粪可以有效促进小麦幼苗生长和光合作用。     

外源腐胺对干旱胁迫下冬小麦幼苗叶片膜脂过氧化的调节效应

为了研究外源物质对小麦抗旱性的诱导作用,水培条件下研究了外源腐胺对干旱胁迫(15%PEG-6000)条件下冬小麦幼苗叶片膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响.结果表明,干旱胁迫48 h后冬小麦幼苗叶片含水量下降了27.43%, O_2(÷)的产生速率、丙二醛(MDA)和H_2O_2含量随时间的推移均呈增加的趋势,SOD、POD、CAT活性分别下降了23%、37%、70%.外源腐胺处理下叶片含水量仅下降了7.62%;叶片 MDA含量降低80%左右,H_2O_2的含量下降50%左右,O_2(÷)的产生速率降低了1/3,而叶片SOD、POD、CAT活性分别提高了41%、165.8%、246%.因此认为,外源腐胺可通过抑制活性氧(O_2,H_2O_2)的产生,降低MDA含量,提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)的活性,缓解干旱胁迫造成的冬小麦幼苗叶片细胞膜脂过氧化损伤,提高冬小麦的抗旱性.     

施镁对花后高温胁迫下小麦干物质积累转运和籽粒灌浆的影响

为明确镁对小麦花后高温胁迫的缓解效应,采用人工气候室模拟增温的方法,研究了灌浆期高温胁迫(昼/夜32/22℃)下施镁(0、10和20kg·hm~(-2))对小麦花后干物质积累转运的影响及其与籽粒灌浆的关系。结果表明,灌浆期高温胁迫显著降低了小麦籽粒的灌浆速率、粒重和产量,施用镁肥提高了小麦籽粒灌浆速率和产量。高温胁迫降低了小麦花后干物质积累量、花前干物质转运量、转运率和收获指数,施镁对花后干物质积累和转运量及收获指数有显著正效应。高温胁迫下施镁提高了植株干物质积累量及在籽粒中的分配比例,从而提高了灌浆速率和粒重。孕穗期施镁能有效缓解花后高温胁迫对小麦植株的伤害,有助于籽粒灌浆和产量的形成。     

6-BA浸种对HgCl2胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响

为探讨6-苄基腺嘌呤（6-BA）浸种对HgCl₂胁迫下小麦种子萌发及其幼苗生长的缓解作用,以3个小麦品种为材料,研究了不同浓度6-BA浸种对200 mg·L^-1HgCl₂胁迫下小麦种子发芽、幼苗生长、抗氧化酶活性、可溶性蛋白和丙二醛含量的影响。结果表明,200 mg·L^-1HgCl₂处理后,3个小麦品种种子的发芽势、发芽率、根长、芽长和鲜重降低,幼苗的抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量降低,丙二醛含量增加。一定浓度6-BA浸种可以缓解HgCl₂胁迫对小麦种子萌发的抑制作用,但对小麦的根长、芽长和鲜重的影响因小麦品种而不同。HgCl₂胁迫下,3个小麦品种幼苗的SOD、POD活性和可溶性蛋白含量随着6-BA浓度的增加均基本呈先升高后降低的趋势,最佳6-BA浓度因品种而不同;3个小麦品种的MDA含量均呈先降低后升高的趋势,以6-BA浓度为15 mg·L^-1时MDA含量最低。说明一定浓度6-BA浸种能够缓解HgCl₂胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的毒害作用,但最佳6-BA浓度因小麦品种的不同而不同。     

淹水胁迫下水稻根尖细胞中Ca^2＋和Ca^2＋—ATP酶的分布

应用电镜细胞化学方法，对淹水胁迫下水稻根尖细胞中Ca^2 和Ca^2 -ATP酶分布的变化进行了观察。正常生长条件下，Ca^2 主要分布于液泡和细胞间隙中，而细胞质基质、细胞核中分布很少；Ca^2 －ATP酶主要分布于质膜上，线粒体膜、内质网膜、核膜上也有酶分布。经过没顶淹水处理后，液泡、细胞间隙中的Ca^2 沉淀颗粒明显减少，而胞质及核基质中的沉淀颗粒明显增多，同时，质膜及其他膜结构上Ca^2 －ATP酶的活性明显降低。淹水造成根尖细胞中Ca^2 －ATP酶活性降低，胞质和核基质中Ca^2 积累，将影响细胞的正常生理代谢活动。     

外源硅对NaCl胁迫下小麦幼苗生长及光合特性的影响

为探讨外源硅对小麦幼苗耐盐性的调节作用,以抗盐小麦品种德抗961和非抗盐小麦品种泰山9818为材料,通过水培试验,研究了外源硅对NaCl胁迫下小麦幼苗生长、叶绿素含量和光合特性的影响。结果表明,在100mmol·L-1 NaCl胁迫下,随着外源硅浓度(0~3.0mmol·L-1)的增加,德抗961和泰山9818的株高、次生根数量、茎叶干重、根干重不断增加,叶片叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量先降后升,净光合速率及气孔导度逐渐升高,细胞间隙CO2浓度逐渐下降,气孔限制值先升后降。说明适量施硅可显著提高小麦抗盐性。