小麦UV-B辐射防护剂的筛选及其机理探讨

以UV-B辐射耐性小麦品种绵阳26号和敏感小麦品种会宁18号为材料,进行了室外盆栽试验。模拟5.00KJ·m-2的增强UV-B辐射,相当于昆明地区(25°N,1950m)20%的大气臭氧衰减,研究了增强UV-B辐射对小麦的影响,以及不同防护剂处理下小麦对UV-B辐射的响应,并建立响应指数,对防护剂进行筛选。结果表明,防护剂能够改变小麦对UV-B辐射的响应,增强UV-B辐射下,对小麦的防护效果增强;增强UV-B辐射下,0.075%SA缩短了敏感性不同的两个小麦品种对UV-B辐射响应的差距;0.75?Cl2在小麦的UV-B辐射防护中具有较好的防护效果,是小麦绵阳26和会宁18的最适防护剂。     

异三聚体G蛋白在UV-B诱导拟南芥气孔关闭中的作用

【目的】了解异三聚体G蛋白在紫外线B（UV-B）辐射诱导气孔关闭中的作用,为进一步阐明植物细胞转导UV-B辐射信号的机制提供依据。【方法】以拟南芥（Arabidopsis thaliana）野生型、G蛋白α亚基基因缺失突变体及其超表达株系和组成活化型株系为材料,并结合药理学试验,通过气孔开度分析确定G蛋白在0.5 W•m-2 UV-B辐射诱导拟南芥叶片气孔关闭中的作用。【结果】细菌毒素试验表明,G蛋白抑制剂百日咳毒素（PTX）能显著抑制UV-B诱导的气孔关闭,而其活化剂霍乱毒素（CTX）能模拟UV-B的作用诱导可见光下叶片气孔关闭。遗传学试验显示,UV-B不能诱导异三聚体G蛋白α亚基GPA1功能缺失突变体gpa1-1和gpa1-2的气孔关闭,却能诱导其超表达株系wGα和组成活化型株系cGα的气孔关闭,且cGα在可见光下气孔开度明显小于野生型,在UV-B辐射初期其气孔关闭速度明显快于野生型。【结论】异三聚体G蛋白α亚基参与了UV-B辐射诱导拟南芥叶片气孔关闭的信号转导过程。     

CO2浓度升高和UV-B辐射增强对小麦条锈病流行组分的影响

 【目的】研究CO2浓度升高和UV-B辐射增强综合作用对小麦条锈病流行组分的影响,预测未来气候条件下小麦条锈病的发生情况,为防治工作提供依据。【方法】以人工接种条锈病菌32号生理小种的不同小麦品种（铭贤169、京9428、京0045和京冬8号）为供试材料,对其进行浓度升高的CO2和辐射增强的UV-B处理,分析二者对病害流行组分的影响。【结果】高CO2浓度下,在铭贤169、京9428和京0045上,小麦条锈菌的侵染概率显著提高,病害的潜育期缩短,病斑扩展量增加,AUDPC值显著增加。UV-B辐射对侵染概率、潜育期、病斑扩展和AUDPC的影响不显著。在CO2浓度升高与UV-B辐射增强的综合作用下,4个品种上的小麦条锈病的流行组分与对照相比无显著变化。【结论】CO2浓度升高能加重小麦条锈病的发生和危害,UV-B辐射对病害影响不大,CO2浓度升高与UV-B辐射增强两者综合作用对病害几乎没有影响。     

小麦籽粒Waxy蛋白亚基动态表达规律的研究

[目的]对新疆自育的4个春小麦品种新春8号、新春9与、新春11号和新春14号的Waxy蛋白亚基在籽粒灌浆过程中的动态表达进行分析,研究扬花期后籽粒贮藏蛋白中Waxy蛋白亚基的动态累积规律,为小麦淀粉的品质改良提供理论依据.[方法]利用Waxy蛋白亚基特异分子标记,通过SDS-PAGE电泳进行Waxy蛋白亚基的检测.[结果]4个品种Waxy蛋白亚基的组成不尽相同,新春8号和新春11号Waxy蛋白3个亚基都存在,而新春9号和新春14号为Wx-B1亚基的缺失类型.新春8号亚基出现的时期较晚,花后20 d开始检测到;新春14号Wx-D1亚基的表达要晚于Wx-A1亚基;新春9号和11号亚基于花后15 d检测到,但在籽粒灌浆各时期表达强弱也不尽一致.[结论]Waxy蛋白亚基形成具有时间性,且各亚基在籽粒灌浆过程中的表达规律品种间也不尽一致.     

紫外辐射增加后麦田的小气候特征研究(Ⅰ)

利用小麦灌浆期作物群体小气候观测资料,分析研究了过量紫外线照射后农作物群体小气候(总辐射、紫外辐射、温度等)的时空分布特征,发现紫外辐射(UV-B)增强使小麦群体中下部的总辐射高于对照区(CK),不同处理组下部的总辐射日振幅不同:CK(无UV-B区)>T1(UV-B增强3.8%)>T2(UV-B增强11.4%);小麦群体的紫外辐射强度在各个层次上均大于对照区;小麦群体的中下部温度明显高于对照区的温度,中上部反之,CK处理气温梯度远大于T2处理气温梯度。     

地表UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统N2O排放的影响机理研究

为了解UV-B增强条件下农田N₂O响应规律,采用室外盆栽实验,研究了地表UV-B辐射增强20%对土壤-冬小麦系统N₂O排放的影响及其影响机理.结果表明,在小麦返青期,UV-B辐射增强处理对该系统N₂O的排放影响不显著;在小麦的拔节期,UV-B辐射增强处理显著降低了土壤-小麦系统N₂O的排放,并减少了该系统的呼吸速率.UV-B辐射增强对N₂O的影响机理主要表现在对小麦植株N代谢过程的影响,如显著增加     

小偃系列小麦品种的HMW-GS和醇溶蛋白分析

为探讨小偃系列小麦品种的品质相关性状的遗传基础,为小麦品质改良和品种选育提供参考。采用SDS-PAGE和A-PAGE技术对14个小偃系列小麦品种的高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和醇溶蛋白进行了研究。结果表明：14份小偃系列小麦品种共出现了7种亚基和5种亚基组合类型。Glu-A1位点,1亚基是主要亚基,其频率达85．7％;G1u-B1位点,7＋9亚基是主要亚基。其频率为50％;Glu-D1位点,2＋12是主要亚基,其频率高达92．9％。1,7＋9,2＋12是主要的亚基组合类型,其频率为35．7％;小偃系列小麦品种整体品质得分较高,为7．21。14个小偃系列小麦品种共检测到19条醇溶蛋白带型。平均13．6条;其遗传距离（GD）在0．23-0．59之间,当遗传距离为0．50时,14个品种可聚为4个大类,来源相同的品种,遗传相似性大。可以聚在一起。小偃系列小麦品种的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的遗传变异较小。遗传基础较狭窄。     

小麦新品系的种子贮藏蛋白凝胶电泳鉴定

利用 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳对近年参加陕西省小麦区域试验的 2 6个新品系进行了高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白鉴定 ,结果表明 :1 5个品系为 1 BL/1 RS易位系 ;HMW-CS表现 :Glu-A1 位点 ,1 9个品系编码一个亚基 1 ,7个品系不编码亚基 ;Glu-B1 位点 ,6个品系编码 7 8亚基 ,1 1个品系编码 7 9亚基 ,9个品系编码 1 4 1 5亚基 ;Glu-D1 位点 ,2 3个品系编码 2 1 2亚基 ,3个品系编码 5 1 0亚基。同时 ,对小麦种子贮藏蛋白聚丙烯酰胺凝胶电泳在鉴定小麦新品系中的应用进行了讨论。     

UV-B辐射对植物光合器官和光合作用过程的影响*

 植物光合作用是植物受UV-B辐射影响的主要一个方面。UV-B辐射诱导的活性氧的产生进一步破坏类囊体膜;叶绿素在UV-B辐射下降解或其合成过程受阻,但不同植物间叶绿素对UV-B辐射的抗性存在一定差异;UV-B辐射下,PSⅡ的两个主要组分D1蛋白和LHCⅡ合成减少,但D1蛋白可通过D1蛋白的周转维持PSⅡ的活性;UV-B辐射诱导主要光合酶RuBP羧化酶活性的降低,且不同植物对UV-B辐射强高度的响应程度不同,而C4植物中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸-苹果酸酶（NADP-ME）却起到保护植物免受UV-B损伤的作用。在光合作用的主要过程中,UV-B辐射通过影响PSⅡ上各反应活性而降低电子传递速率,对碳同化过程的影响除降低酶活性外,另一个重要方面就是调节气孔的运动。在UV-B辐射对植物光合作用影响的研究中应进一步揭示其作用机理,并注重当前UV-B辐射水平及其与其它环境因子综合作用对植物光合作用的影响研究。     

小麦Bx7亚基过量表达基因(Bx7OE)分子检测及对小麦品质影响

[目的]明确高分子亚基Bx7OE在6个品种中的分布,研究其对小麦品质影响,帮助品质性状改良。[方法]利用已有Bx7OE特异性标记,对津强1号、辽春10号及其杂交育成的5个品种进行检测,采用SDS-PAGE方法,获得7个品种高分子量亚基分布数据,并进行品质分析。[结果]7个供试品种中,有4个品种扩增出447 bp的片段,分别是津强1号、津强2号、津强5号和津强6号,说明里面含有7OE亚基。SDS-PAGE数据表明,这7个品种亚基组成为在Glu-A1位点除津强1号为2＊亚基外,其余均为1亚基,在Glu-B1和Glu-D1位点均为7＋8亚基和5＋10亚基。通过品质数据分析,Bx7OE亚基对小麦粉质指标有明显的正面影响。[结论]STS标记特异性较好,Bx7OE亚基对改良小麦品质作用较大,可用于中国小麦品质改良。     

Effects of UV-B radiation intensity and timing on epidemiological components of wheat stripe rust

Stripe rust caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici is an important wheat disease worldwide that is greatly influenced by environmental conditions. Ultraviolet B (UV-B) radiation is one important environmental factor affecting the occurrence and epidemiology of wheat stripe rust. Investigating UV-B radiation effects on the epidemiology of stripe rust may be conducive to monitoring and predicting this disease. In this study, wheat seedlings were exposed to UV-B radiation during different periods under laboratory conditions and radiation effects on epidemiological components of wheat stripe rust were investigated. Results showed that incubation period was shortened, and the infection efficiency, sporulation quantity and disease index increased when UV-B radiation was performed only pre-inoculation. When the UV-B radiation was performed only post-inoculation or both pre- and post-inoculation, the incubation period was prolonged, and the infection efficiency, sporulation quantity and disease index were reduced. When healthy wheat seedlings were inoculated using urediospores collected from wheat leaves irradiated by UV-B only post-inoculation or both pre- and post-inoculation, infection efficiency, sporulation quantity and disease index were also reduced. However, in the latter, the disease incubation period did not differ under varying UV-B radiation intensities compared to that when wheat leaves were not treated with UV-B radiation. Overall, the effects of direct exposure of wheat plants to UV-B radiation with different intensities in different periods on epidemiological components of wheat stripe rust were systematically explored, and the results suggest that the effects of UV-B radiation increased gradually with the increase of UV-B radiation intensity. This information provides a basis for monitoring and predicting this disease as well as for conducting further studies on pathogen virulence variation.     

UV-B增加对小麦及玉米物候发育影响的初步研究

观察了UV-B增加对小麦及玉米物候发育的影响,结果表明:UV-B增加对小麦及玉米物候期具有明显的推迟效应,且这种推迟效应可能与UV-B增加影响作物的营养供给无关;UV-B增加对小麦群体内小气候有显著影响,表现为气温和土温显著升高,UV-B增加对小麦物候期的推迟效应与UV-B增加条件下作物群体内小气候的变化无关;初步探讨了紫外线UV-B增加对作物物候影响的机制,并提出有待于进一步研究的问题。     

增强UV-B辐射和干旱对不同品种春小麦生长、产量和生物量的影响

 【目的】通过研究增强UV-B辐射和干旱胁迫对不同品种春小麦生长、产量和生物量的影响,为筛选高产、抗旱、抗UV-B辐射春小麦新品种提供依据。【方法】设置干旱、增强UV-B辐射以及二者复合处理处理西北干旱区三个不同的主栽春小麦品种,检测和分析旗叶面积、叶片厚度、叶面积指数、生物量、根冠比、产量和收获指数等生理指标。【结果】增强UV-B辐射可抑制春小麦分蘖,而适度干旱胁迫可促进春小麦分蘖;增强UV-B辐射和干旱胁迫条件下,定西-24、陇春-8139、和尚头生物量分别降低22%,21%和15%,,平均降低20%;复合作用对产量和生物量的影响与增强UV-B辐射和干旱胁迫分别处理相比,没有明显的减少;干旱胁迫较增强UV-B辐射和二者的复合作用对收获指数和产量的负面影响稍小;干旱胁迫使和尚头和定西-24收获指数增加10%,陇春-8139增加23%;而增强UV-B辐射下和尚头的收获指数下降10%,定西-24和陇春-8139的收获指数均提高10%。说明不同品种春小麦在干旱胁迫、增强UV-B辐射以及二者复合作用下,光合产物向生殖器官的分配比例不同。【结论】春小麦对干旱和增强UV-B辐射胁迫的响应存在品种间的差异性;3个品种对干旱胁迫和增强UV-B辐射的响应趋势基本一致; 干旱胁迫和增强UV-B辐射对3个品种生长都具有抑制效应,但品种间存在一定的敏感性差异。在干旱胁迫和增强UV-B辐射作用下,陇春-8139较定西-24、和尚头分蘖少,但千粒重、收获指数和产量最高。因此,陇春-8139在抗旱、抗UV-B辐射和增产方面比其他2个品种具有更大的优势。     

小麦品种对增强UV-B辐射响应的RAPD分析

在前一研究结果的基础上,选用8个对UV-B辐射耐受性不同的小麦品种(4个耐性品种和4个敏感品种),进一步对其进行RAPD分析。结果表明,8个小麦品种间存在着明显的遗传多态性。聚类分析显示,在遗传距离为0.35的水平上,可将它们明显区分出耐性和敏感两大类,这与其生长响应指数(RI)的判定结果基本一致。4个耐性品种共同具有1500bp(OPA-12)的特征谱带,这一分子标记可能与小麦耐UV-B辐射相关,有待进一步研究。     

UV-B辐射强度变化对冬小麦碳氮代谢的影响

采用室内盆栽实验的方法,研究了UV-B辐射强度改变对冬小麦拔节孕穗期、抽穗期碳氮代谢的影响.结果表明：（1）UV-B辐射增强显著减少小麦拔节孕穗期和抽穗期地上部分干重,以及小麦拔节孕穗期地上部分呼吸速率,而对小麦两个生育期的呼吸系数无显著影响.UV-B增强显著减少了小麦拔节孕穗期和抽穗期叶片中叶绿素a含量,增加类胡萝卜素含量,减少拔节孕穗期叶片中光合产物可溶性糖的含量;（2）UV-B增强对小麦叶片中N代谢过程的影响表现为促进作用,虽对小麦抽穗期叶片硝酸还原酶活性、硝态氮含量无显著影响,却促进谷氨酰胺合成酶活性,显著增加了拔节孕穗期和抽穗期叶片中可溶性蛋白质、游离氨基酸含量.     

Trxs过量表达对UV-B胁迫的大麦幼苗叶片抗氧化酶活性的影响

以过量表达硫氧还蛋白s基因(Trxs)的转基因大麦(LSY-11-1-1,T)及其非转基因对照(LSY,CK)为材料,采用水培法研究了UV-B胁迫条件下转基因大麦幼苗(UVB-T)与对照(UVB-CK)叶片中Fv/Fm值、H2O2与MDA含量以及抗氧化酶活性的变化.结果表明,UV-B处理引起大麦幼苗叶片Fv/Fm值降低,H2O2和MDA含量升高,过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)与过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性出现不同程度的增加;UVB-T的Fv/Fm值极显著高于UVB-CK,而H2O2和MDA含量均极显著低于UVB-CK,同时,其上述抗氧化酶活性普遍高于UVB-CK,而且UVB-T的CAT活性变化趋势与UVB-CK明显不同,其CAT出现2次活性高峰,而UVB-CK仅出现1次.     

群体条件下UV-B增加对小麦衰老及灌浆的影响

采用大田群体试验条件，研究了UV—B增加对小麦叶片衰老及灌浆过程的影响。结果表明，UV—B强度增加，小麦灌浆初期的绿叶面积和叶绿素含量显著降低，但UV—B强度增加对绿叶面积和叶绿素含量下降的速率并无显著的影响；小麦灌浆进程略推后，但并未出现提前结束灌浆及早衰的趋势。表明在大田群体条件下，UV—B增加并未显著加速灌浆期小麦的衰老过程；小麦在大田群体条件下和实验室内单株或单叶条件下对UV—B增加的反应是有显著区别的。     

外源一氧化氮对增强UV-B辐射后小麦幼苗膜脂过氧化系统的影响（摘要）（英文）

[目的]以硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）作为外源一氧化氮（nitric oxide,NO）供体,研究了不同浓度一氧化氮对增强UV-B辐射胁迫后小麦幼苗膜脂过氧化系统的影响。[方法]试验设置3个组：对照组（CK）、紫外线UV-B处理组（B）、UV-B和硝酸钠（SNP）复合处理组（B＋SNP）,分别于处理后的第0、1、2、3、4天取样进行丙二醛（MDA）含量及CAT、POD、SOD等生理生化指标的测定,3次重复,并进行统计学分析。[结果]UV-B辐射后,小麦幼苗中丙二醛（MDA）含量上升,过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性下降,导致小麦幼苗产生氧化损伤;在UV-B辐射之后施加不同浓度的SNP,可以不同程度地缓解UV-B辐射胁迫下小麦幼苗根和叶的氧化损伤,使MDA含量下降,抗氧化酶CAT、POD、SOD活性上升。其中,0.1 mmol/LSNP对叶的氧化损伤缓解作用较明显,0.01 mmol/L SNP则对根的氧化损伤缓解作用较明显。[结论]外源NO供体SNP对小麦幼苗由于UV-B辐射引起的氧化损伤有明显的缓解作用,可增强植物对逆境胁迫的适应能力。     

外源一氧化氮对增强UV-B辐射后小麦幼苗膜脂过氧化系统的影响

[目的]以硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）作为外源一氧化氮（nitricoxide,NO）供体,研究了不同浓度一氧化氮对增强UV-B辐射胁迫后小麦幼苗膜脂过氧化系统的影响。[方法]试验设置3个组：对照组（CK）、紫外线UV-B处理组（B）、UV-B和硝酸钠（SNP）复合处理组（B＋SNP）,分别于处理后的第0、1、2、3、4天取样进行丙二醛（MDA）含量及CAT、POD、SOD等生理生化指标的测定,3次重复,并进行统计学分析。[结果]UV-B辐射后,小麦幼苗中丙二醛（MDA）含量上升,过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性下降,导致小麦幼苗产生氧化损伤;在UV-B辐射之后施加不同浓度的SNP,可以不同程度地缓解UV-B辐射胁迫下小麦幼苗根和叶的氧化损伤,使MDA含量下降,抗氧化酶CAT、POD、SOD活性上升。其中,0.1mmol/LSNP对叶的氧化损伤缓解作用较明显,0.01mmol/LSNP则对根的氧化损伤缓解作用较明显。[结论]外源NO供体SNP对小麦幼苗由于UV-B辐射引起的氧化损伤有明显的缓解作用,可增强植物对逆境胁迫的适应能力。     

短时间不同剂量UV-B辐射处理对冬小麦幼苗生理指标的影响

[目的]研究短时间不同剂量UV—B辐射对冬小麦幼苗叶片生理指标的影响,为进一步研究植物应答短时间紫外线照射机理提供参考。[方法]以冬小麦为试验材料,采用15和30μW／cm^2的uV—B照射强度对冬小麦幼苗进行短时间照射处理,并测定色素含量、光合速率等生理指标。[结果]UV—B处理导致叶绿素、可溶性蛋白含量以及含水量都降低,且存在剂量效应,30μW／cm^2处理的降幅大于15μW／cm^2;UV—B辐射处理对类胡萝卜紊含量的影响与花青素相同,均表现为先下降后上升的趋势,2种剂量间差异不大;2种剂量的UV—B处理均抑制了PSⅡ的电子传递,尤其是处理2h的抑制作用最大,4、6和8h的抑制作用有所缓解,且存在剂量效应;2种剂量的UV-B辐射均抑制了叶片的光合速率。随着照射时间的延长抑制效应加大;高剂量UV—B处理对膜系统的损伤较大,低剂量UV—B处理结果不明显。[结论]短时间UV—B辐射处理对冬小麦幼苗叶片的影响具有剂量效应,高剂量比低剂量的作用效果大。且随着处理时间的延长,受害程度有所减轻,该结果与长时间UV—B照射的结果不同。