高温胁迫对不同热敏型玉米品种雌雄穗生理特性的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,模拟增温处理,探索玉米穗发育对高温逆境生理响应机制。结果表明,高温胁迫下,玉米雄穗、雌穗抗氧化生理在品种及处理间均有较大差异,雄穗细胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性呈升-降-升的变化,ZD958雄穗上部小穗SOD活性低于下部小穗,XY335雄穗上部小穗SOD活性高于下部小穗。过氧化物酶(POD)活性在高温处理初期下降,而后持续升高;过氧化氢酶(CAT)活性在高温胁迫初期增加,而后下降甚至低于对照;丙二醛(MAD)含量均呈增加趋势。ZD958雄穗中可溶性糖和脯氨酸含量较高,XY335雄穗中可溶性蛋白含量较高。XY335雌穗SOD、POD和CAT酶活性降低或显著降低,MDA含量较高;ZD958雌穗SOD、POD和CAT酶活性升高或显著升高,MDA含量较低。随高温胁迫持续,ZD958和XY335雌穗中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈增加趋势,ZD958雌穗具有较高的可溶性糖含量、较高的花丝水势和p H值。     

不同基因型玉米根系对弱光胁迫的生理响应

以不耐荫品种豫玉22(YY22)和较耐荫品种郑单958(ZD958)为材料,采取盆栽方式,研究苗期3片展开叶至6片展开叶期间,中度遮荫(42%透光率)和重度遮荫(27%透光率)对玉米根系活力及抗氧化生理指标的影响。结果表明,根系伤流量随着弱光胁迫程度的增加而减少。根系活力则表现为先增后降,在重度遮荫时,ZD958根系活力未显著变化,YY22则低于对照。随着弱光胁迫程度的增加,ZD958和YY22根细胞内活性氧积累,质膜透性增大,丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性总糖含量显著增加,抗氧化防护酶(SOD、POD、CAT、APX、GR)活性升高,抗氧化剂(GSH和ASA)含量增加,AsA/DHA和GSH/GSSG值降低。总体上,YY22根尖的渗透调节物质及质膜透性变化幅度较大,ZD958根尖的抗氧化防护酶活性及抗氧化剂含量的变化幅度较大。     

高温胁迫对玉米形态、叶片结构及其产量的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,模拟增温处理,探索营养生长和生殖生长并进时期(第9片叶完全展开至抽雄期)高温处理对玉米形态、叶片结构及其产量的影响。结果表明,高温处理后ZD958和XY335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%。高温处理促进株高增长,促使茎粗变细,降低叶面积指数、干物质重、成熟叶片和幼嫩叶片的比叶重。随生育进程,XY335的株高、茎粗、叶面积指数、干物质重和ZD958的干物质重变化幅度逐渐增大,2个玉米品种的幼嫩叶片比叶重降低幅度均要大于成熟叶片比叶重。叶片厚度和上下表皮细胞厚度变薄,叶绿体膜结构被破坏,抑制光合作用及光合产物的输出。对高温胁迫的敏感性而言,XY335大于ZD958,ZD958成熟叶大于幼嫩叶,XY335幼嫩叶大于成熟叶。     

不同氮肥处理下高温胁迫对夏玉米产量及叶片超微构造的影响

以郑单958为材料,研究高温胁迫对夏玉米产量及叶片超微构造的影响。结果表明,高温处理缩短夏玉米的生育天数,降低夏玉米产量及叶绿素含量。随氮肥增加,高温处理对玉米产量的影响先降低后升高(在310.5 kg/hm^2氮肥下,高温处理玉米产量的降低达到27.2%、31.1%)。高温处理较对照维管束鞘细胞变大,高温处理维管束鞘细胞内的叶绿体出现淀粉粒,对照处理维管束鞘细胞内的叶绿体没有出现淀粉粒。高温线粒体及细胞核(被)膜开始解离,对照处理线粒体及细胞核(被)膜完整,说明高温条件下,玉米对氮的耐受力降低。高温处理叶绿体数、叶绿体基粒数减少及基粒片层数减少,叶绿体面积及叶绿体长/宽比值变小,高温处理较对照线粒体数先增加后减少。高温处理与对照叶肉细胞叶绿体内均未发现淀粉粒。     

大麦幼苗抗氧化酶系统对低高温胁迫的差异响应

为探究低高温胁迫下大麦(Hordeum vulgare L.)幼苗抗氧化酶系统的差异响应,以鄂啤2号为试验材料,采用人工模拟低温[14℃(昼)/10℃(夜)]与高温[38℃(昼)/34℃(夜)],以最适温度[22℃(昼)/18℃(夜)]为对照处理大麦幼苗。测定大麦幼苗叶片的活性氧分子[ROS：超氧阴离子(O₂~÷)、过氧化氢(H₂O₂)]、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性及相关基因表达量。结果表明,低温与高温胁迫降低了H₂O₂含量,诱导了O₂~÷、MDA含量的显著上升,抗氧化酶(SOD、POD、CAT等)的活性及相关基因(Hv SOD、Hv POD、Hv CAT2等)的表达量也均显著上升(P <0.05)且高温下上升幅度更大。随着处理时间的延长,低温处理下MDA含量及SOD、POD、CAT活性与对照差异逐渐减小,而高温处理下始终处于较...     

高温胁迫对玉米关键生育期生理特性和产量的影响研究进展

以气候变暖及极端气候为主要特征的全球气候变化,会对农业生产产生重大影响,甚至威胁全球粮食安全。随着技术进步和社会对粮食需求的改变,玉米已成为中国第一大粮食作物。高温胁迫对玉米生理生化特征及生长发育产生不利影响,导致玉米产量和品质降低。本文对高温胁迫对与产量相关的玉米器官的生理生化影响和不同生育期高温胁迫对玉米生长及产量的影响进行综述。高温胁迫对玉米细胞膜及抗氧化系统、叶片光合作用及相关酶活性、雄穗分支分化及花粉活力、雌穗吐丝及花丝活力、子粒内淀粉合成相关酶活性均有负面影响;不同生育期高温胁迫对产量及产量构成有不同程度影响,玉米生育期对高温胁迫的敏感程度由高到低分别为开花期灌浆期穗期苗期。同一生育期高温胁迫在不同玉米品种间亦有较大差异。     

持续高温胁迫对茄子幼苗几个主要生理指标的影响

为了明确持续高温胁迫对不同耐热性茄子品种(系)主要生理指标影响的异同,特采用7份耐热性不同的茄子材料,分别进行2、4、6 d高温处理及6 d高温处理后恢复处理,未高温处理苗做对照,研究了高温胁迫对SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量,MDA和可溶性蛋白含量以及O.-2产生速率、H2O2含量的影响。结果表明:高温处理2 d和4 d时,SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量增加,相应的O.-2产生速率、H2O2含量下降;6 d时SOD活性、AsA和GSH含量有所降低,O.-2产生速率、H2O2含量上升,POD活性在热敏感品种(系)继续大幅增加。随高温胁迫时间延长MDA含量不断增加,可溶性蛋白含量变化不大。另外,对各生理指标与热害指数和膜相对电导率的相关性分析结果表明,热胁迫6 d时AsA含量及热胁迫2 d时的O.-2产生速率、H2O2含量与热害指数和相对电导率相关显著,可以作为鉴定不同品种耐热性的参考指标。     

高温胁迫影响玉米生长发育的生理机制研究进展

温度是影响玉米生长和发育最重要的生态因素之一。近年来,玉米生育期间高温天气发生频率增加、持续时间增长,对作物生长发育及产量的影响日趋严重,已经引起科研工作者的关注。研究高温胁迫对玉米生长发育及产量形成影响的生理生化机理并制定防御措施,对玉米高产稳产具有重要意义。本文综述高温胁迫对玉米根系、叶片、雌雄穗发育、子粒灌浆、抗氧化系统、内源激素含量及平衡等6个方面的影响,为深入了解高温胁迫限制玉米生长发育的机理、制定应对高温胁迫的预防措施提供参考。     

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。     

高温胁迫对马铃薯幼苗叶片生理效应的影响

以中薯3号为材料,研究了高温胁迫对马铃薯幼苗叶片膜脂过氧化、体内保护系统以及叶绿素含量等生理效应的影响。结果表明,在高温胁迫下,叶片中叶绿素和抗坏血酸含量下降,超氧阴离子自由基(O2-)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量上升;超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现出先升后降的变化趋势,而多酚氧化酶(PPO)活性却一直呈上升趋势。说明高温逆境降低了植物体防御活性氧有关的酶促和非酶促保护系统的能力,提高了体内自由基浓度,加剧了膜脂过氧化。由此认为高温胁迫下马铃薯幼苗体内抗氧化酶活性受到抑制,活性氧积累以及由此引起的膜脂过氧化是马铃薯幼苗高温伤害的原因之一。     

低温胁迫下不同类型玉米品种萌发的生理响应

以耐低温玉米品种吉单89与低温敏感型玉米品种吉单50为材料,研究在适温(25℃)与低温(10℃)条件下,种子萌发过程中内源激素、淀粉代谢以及氧化代谢和抗氧化酶活性的变化。结果表明,低温胁迫下,吉单89与吉单50发芽势较适温条件下分别降低3.6%和83.3%,萌发过程中丙二醛含量显著高于适温处理。不同类型品种比较发现,耐低温品种吉单89中GA含量、GA/ABA值以及α-淀粉酶和β-淀粉酶活性显著高于低温敏感型品种吉单50,MDA含量显著低于吉单50,抗氧化酶SOD、POD活性显著高于吉单50。耐低温玉米品种可以通过内源激素调节以及提高淀粉分解代谢共同提高低温萌发能力。     

夏玉米对花期高温逆境的响应与耐热性分析

以浚单996(XD996)、郑单958(ZD958)、先玉335(XY335)为试验材料,采用温控试验,设自然温度(CK,29～32℃)、高温(HT,30、35、38、40℃)处理,研究花期不同程度高温对花粉活力和花丝活力的影响。采用高温胁迫试验,研究花期高温对受精结实、果穗发育、产量及构成因素的影响。结果表明,随着温度升高,各品种高活力花粉呈降低趋势,低活力花粉呈先增后降趋势,无活力花粉呈增加趋势,花丝活力呈降低趋势。模型拟合分析结果表明,以50%为阈值,XD996、ZD958、XY335的花粉活力耐高温临界温度分别为37.0、35.4、33.2℃,花丝活力耐高温临界温度分别为37.4、35.6、33.7℃。高温处理条件下,XD996、ZD958、XY335的受精率分别较CK降低8.8%、12.9%、20.1%,结实率分别较CK降低9.9%、18.4%、36.4%,结实受精比分别较CK降低1.3%、6.2%、20.3%。耐热系数聚类分析结果表明,穗长、穗行数、行粒数、产量为主要耐热鉴定指标,穗粗、秃尖长、百粒重为次要耐热鉴定指标。     

苯肽胺酸对低温胁迫下玉米幼苗抗氧化系统和氮代谢的影响

以玉米品种郑单958为试材,设常温下喷施清水（CK）、常温下喷施苯肽胺酸（PA）、低温下喷施清水（LT）和低温下喷施苯肽胺酸（LT+PA）4个不同处理,低温处理7 d后将玉米幼苗移入常温环境下恢复3 d,测定各处理幼苗生长情况、细胞质膜透性、活性氧（ROS）、抗氧化酶活性和氮代谢相关指标。结果表明,低温胁迫下,幼苗叶片活性氧和丙二醛（MDA）含量显著增加,膜透性增大,胁迫前期会诱导酶促抗氧化防御系统活性增强,随胁迫时间延长,抗氧化酶活性均呈下降趋势;氮素吸收量逐步减少,氮代谢相关酶活性呈明显降低趋势,玉米幼苗生长受到严重抑制。叶面喷施苯肽胺酸可显著减少膜损伤来促进根系对NO₃^-的吸收和提高抗氧化酶活性,同时氮代谢关键酶活性的上升和GS/GOGAT代谢途径的正常运行在氮代谢中发挥积极作用。     

不同生育期高温对玉米子粒品质及淀粉糊化特性的影响

以玉米杂交种隆平206与秦龙14为试材,分别在开花期和子粒灌浆期进行高温处理,研究不同生育期高温对玉米穗部性状、子粒品质与淀粉糊化特性的影响。结果表明,开花期与子粒灌浆期高温处理均显著降低秦龙14的子粒行数、行粒数,其中,开花期秦龙14高温处理败育;对隆平206无显著影响,说明隆平206子粒形成过程中耐高温较强。与对照相比,高温显著增加两个品种玉米子粒蛋白质含量,降低子粒脂肪与淀粉含量;品种间比较,高温对秦龙14品质的影响较隆平206大。隆平206不同生育期高温处理比较,灌浆期高温对子粒脂肪含量影响较大,蛋白质含量次之,淀粉含量相对较小,两个高温处理子粒淀粉峰值黏度、低谷黏度、最终黏度与糊化温度显著高于对照;灌浆期高温处理糊化参数的升幅较开花期高温处理大。玉米生育后期高温对玉米子粒品质及糊化特性有显著影响,灌浆期高温较开花期高温对玉米子粒品质的影响较大。开花期高温对玉米子粒育性影响较大,灌浆期高温主要影响玉米子粒品质。     

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。     

低温胁迫对不同基因型玉米种子萌发特性的影响

以不同基因型玉米生产品种郑单958、先玉335、京科968和京农科728为试验材料,研究适温和低温胁迫下玉米种子萌发过程中发芽势、发芽率、芽长、根长、种子a-淀粉酶及保护酶活性等的变化,探讨低温胁迫对不同基因型玉米品种种子萌发特性的影响。结果表明,在25℃适温和10℃低温胁迫条件下,京科968和京农科728的发芽势和发芽率均高于郑单958和先玉335;在10℃低温胁迫下,京科968、京农科728的发芽势、发芽率显著高于郑单958和先玉335。10℃低温胁迫条件下,京科968和京农科728的芽长和根长显著高于郑单958和先玉335;在25℃适温条件下4个参试玉米品种的芽长和根长差异不显著。2个温度处理条件下,京科968和京农科728种子的α-淀粉酶、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于郑单958和先玉335,在10℃低温胁迫条件下优势更明显;丙二醛(MDA)含量在品种间呈相反趋势。在低温胁迫下,京科968和京农科728表现出较强的耐低温萌发能力。     

不同小麦品种对灌浆期高温的响应差异

为探究小麦对花后高温的生理响应,以黄淮海地区的16个小麦品种为材料,测定灌浆期高温对小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,分析千粒重和产量的变化,并比较品种灌浆后期抗高温能力的差异。结果表明,高温处理7d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和SOD活性均高于田间自然生长小麦(对照),而MDA含量则低于对照;高温处理15d后小麦旗叶可溶性蛋白质含量、MDA含量和SOD活性较对照明显升高,而可溶性糖含量则下降。高温处理后各品种千粒重和产量均降低,豫麦49-198和郑麦366产量显著降低。相关分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析结果表明,济麦22和石麦19灌浆期耐热性均较高;旗叶可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和籽粒千粒重3项指标可作为小麦耐热性评价指标。