水分胁迫下小麦幼苗呼吸及渗透调节物资积累的变化

3个抗旱力不同而又存在遗传相关的小麦品种,在PEG处理引起的水分胁迫下,幼苗叶片暗呼吸速率降低,线粒体超微结构受到破坏,葡萄糖在胁迫前期积累,后期下降。蔗糖含量下降。Na~ 、水溶性Ca~(2 )在幼苗中有积累,K~ 含量略有降低。抗旱品种、杂交后代云麦29还积累大量有机酸,猪屎麦和福利麦有机酸没有积累,云麦29积累溶质的水平要高于其他两个品种。小麦的渗透调节物质主要是有机物,无机离子贡献较小。水分胁迫下植物的呼吸变化对有机溶质的累积可能有一定意义。     

水分胁迫下3个旱地小麦品种幼苗光合作用的比较研究

 水分胁迫下,抗旱品种云麦29、祥云爬地麦净光合速率高于干旱敏感品种科拜,其净光合速率差异达极显著水平(F测验P=0.01),云麦29、祥云爬地麦、科拜的临界水势值分别为-14.3,-13.3,-12.6(bar),随着水分胁迫加剧,各品种幼苗叶片明显地积累蔗糖,积累量的顺序是科拜>祥云爬地麦>云麦29。科拜与云麦29、祥云爬地麦蔗糖积累之差异达极显著水平,而云麦29、祥云爬地麦之间差异不显著,蔗糖积累与各品种抗旱性呈相反趋势,水分胁迫下,果糖、葡萄糖变化大致与各品种净光合速率相一致。     

水分胁迫下小麦品种间几类渗透调节物质积累的比较研究

 试验采用10%和15%两种PEG溶液浓度,比较了三个抗旱性不同品种的小麦幼苗在水分胁迫期间可溶性糖、蔗糖、有机酸和氨基酸等渗透调节物质的动态变化和积累差异.结果表明,水分胁迫初期可溶性糖及蔗糖含量下降、然后上升、积累,并且同一品种10%PEG胁迫可溶性糖总量积累高于15%PEG胁迫,蔗糖积累情况相反.糖分积累的程度存在着品种间差异.PEG引起的水分胁迫使科拜和祥云爬地麦的有机酸总量有不同程度降低,云麦29则有不同程度增加.氨基酸总量分析揭示,抗性品种比敏感品种积累更多的氨基酸.试验还观察到,15%PEG胁迫能迅速导致三个品种的Leu+Phe的积累,而10%PEG胁迫的积累情况随品种而异.此外,还比较分析了脯氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺,谷氨酸,异亮氨酸等个别氨基酸在不同品种,不同胁迫以及不同时间进程中的消长变化.水分胁迫引起的溶质积累,在种类,数量和速率方面存在着明显的品种间差异.与干旱敏感品种相比,抗性品种具有更强的渗透调节能力.     

等渗透势盐分和水分胁迫对白刺幼苗生长及离子吸收分配的影响

研究了等渗透势(-0.79、-1.83 MPa)盐分胁迫(NaCl)和水分胁迫(PEG)对西伯利亚白刺(Nitraria sibirica)幼苗生长及不同组织离子吸收分配的差异,探讨白刺抗旱和耐盐的相互关系。结果表明,与对照相比,-1.83 MPa NaCl和PEG处理后白刺幼苗的株高、茎粗、主根长和干物重均极显著(P＜0.01)降低,可溶性糖、脯氨酸和丙 二醛含量均显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)升高,其中NaCl对幼苗生长的抑制作用显著(P＜0.05)大于PEG处理。不同器官离子含量,NaCl各处理的白刺幼苗Na⁺含量均上升,K⁺含量均先升后降,Ca²⁺、Mg²⁺含量及K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺和Mg²⁺/Na⁺值均下降;PEG各处理的白刺幼苗Na⁺含量均先降后升,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺含量均下降,K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺和Mg²⁺/Na⁺值均先升后降。不同器官离子的变化幅度以根中最大,茎次之,叶中最小。白刺幼苗主要是通过盐离子的区域化分布和调节幼苗体内的离子平衡来抵抗盐害的,通过积累大量有机小分子物质来抵抗旱害的。     

不同灌水量对不同小麦品种农艺性状和产量的影响

探究灌水量对不同小麦品种生长发育和产量的影响,为宝鸡地区小麦节水灌溉提供参考依据,采用裂区实验设计,以弱抗旱性小麦品种周麦27和强抗旱性小麦品种洛旱22为对象,设四个水分处理：CK（越冬期240 m³/km²+拔节期210 m³/km²）、W1（越冬期160 m³/km²+拔节期140 m³/km²）、W2（越冬期80 m³/km²+拔节期70 m³/km²、W3（越冬期0 m³/km²+拔节期0 m³/km²）,研究不同灌水量对小麦株高、叶面积指数、叶绿素含量、干物质量、产量性状及籽粒产量的影响。结果表明：（1）随着灌水量的减小,整个生育期小麦株高、叶绿素含量、叶面积指数、干物质量、穗数、穗粒数、千粒重以及产量呈现下降趋势,水分利用效率呈现先升高后降低趋势;（2）不同灌水量处理下洛旱22各指标降幅均低于周麦27,且洛旱22在W1、W2处理下的水分利用效率均显著高于CK,W1处理下,洛旱22产量下降不明显,说明洛旱22通过提升水分利用效率,提高了穗数、穗粒数、千粒重,稳定了产量;（3）整个生育期周麦27在W1与CK处理下的叶面积指数差异不显著;拔节期和孕穗期,周麦27在W1与CK处理下的干物质量差异不显著,叶面积指数和干物质量积累与产量密切相关,使得W1处理下周麦27穗数下降不明显;（4）当灌水量为W3（越冬期0 m³/km²+拔节期0 m³/km²）时,小麦产量急剧下降,周麦27和洛旱22相较CK下降幅度分别为51.4%和40.6%。综合节约用水和产量问题,本试验条件下,越冬期160 m³/km²+拔节期140 m³/km²灌水处理是获得小麦高产最佳灌水方案。     

外源褪黑素对干旱胁迫小麦发芽及幼苗生理特性的影响

【目的】明确适宜浓度褪黑素（melatonin）对小麦幼苗的抗旱生理效应,为旱地小麦高产提供依据。【方法】用PEG-6000模拟干旱,选用抗旱性不同的小麦品种济麦22（抗旱性一般）和衡观35（抗旱品种）为试材,设置对照（CK）、20% PEG（PEG）、20% PEG+10 μmol/L褪黑素（T-10）、20% PEG+100 μmol/L褪黑素（T-100）、20% PEG+300 μmol/L褪黑素（T-300）5个处理,研究褪黑素对小麦种子发芽和形态的影响,选择有明显改善PEG胁迫的褪黑素浓度,研究褪黑素对小麦幼苗的抗旱调控作用。【结果】T-100和T-300均不同程度地改善了PEG胁迫下小麦种子的发芽指标和种子形态,尤其T-300可显著提高PEG胁迫下两个小麦品种的发芽势、发芽率、幼苗干质量,使其迅速恢复至对照水平;显著提高胚根长、胚芽长、幼苗含水量,但未恢复至对照水平。T-10对干旱胁迫小麦发芽状况无显著改善。T-300显著增加干旱胁迫下两个小麦品种幼苗的净光合速率,显著增加济麦22的蒸腾速率和衡观35的瞬时水分利用效率、F_m′,降低了衡观35的F_o。衡观 35的蒸腾速率明显低于济麦22,而水分利用效率明显高于济麦22。 T-300显著降低了干旱胁迫下济麦22的MDA含量、POD活性、可溶性糖含量,而显著增强其SOD活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量和根系活力。衡观35本身抗旱性强,干旱胁迫下的MDA含量未升高,POD活性低于济麦22;施加褪黑素后SOD活性、根系活力显著增加,可溶性糖含量增至对照水平。【结论】300 μmol/L 褪黑素可明显改善PEG干旱胁迫下的小麦发芽状况,是改善干旱胁迫下小麦萌发的有效浓度。衡观35在褪黑素调节下抗旱恢复能力强于济麦22。     

水分胁迫对不同肥水类型小麦幼苗期抗旱特性的影响

为给小麦抗旱鉴定指标的早期筛选、小麦品种的培育与利用提供科学依据,在聚乙二醇(PEG-6000)水分胁迫条件下研究了6个不同肥水类型小麦品种幼苗期叶片生理生化的变化。结果表明,小麦品种随着水分胁迫时间的延长,幼苗干旱存活率、根冠比和叶绿素含量均降低,脯氨酸含量和细胞质膜相对透性均升高,根系活力先呈现略微升高再下降的趋势。旱地品种‘青麦6号’、‘济旱5034’和‘鲁麦21’的幼苗干旱存活率、根冠比、叶绿素含量和SOD活性较高且下降较为缓慢,而细胞质膜相对透性较低;高肥水品种‘烟农24’和‘济麦22’受水分胁迫影响较大,上述抗旱指标变化幅度较大;中肥水品种‘烟农21’的上述抗旱指标变化幅度介于高肥水和旱地品种之间。‘青麦6号’具有较高的抗旱指数,在水分胁迫条件下能够保持较好的叶片结构和功能状况,因而抗旱性较强。     

水分胁迫对不同肥水类型小麦幼苗期抗旱特性的影响

为给小麦抗旱鉴定指标的早期筛选、小麦品种的培育与利用提供科学依据,在聚乙二醇（PEG-6000）水分胁迫条件下研究了6个不同肥水类型小麦品种幼苗期叶片生理生化的变化。结果表明,小麦品种随着水分胁迫时间的延长,幼苗干旱存活率、根冠比和叶绿素含量均降低,脯氨酸含量和细胞质膜相对透性均升高,根系活力先呈现略微升高再下降的趋势。旱地品种‘青麦6号’、‘济旱5034’和‘鲁麦21’的幼苗干旱存活率、根冠比、叶绿素含量和SOD活性较高且下降较为缓慢,而细胞质膜相对透性较低;高肥水品种‘烟农24’和‘济麦22’受水分胁迫影响较大,上述抗旱指标变化幅度较大;中肥水品种‘烟农21’的上述抗旱指标变化幅度介于高肥水和旱地品种之间。‘青麦6号’具有较高的抗旱指数,在水分胁迫条件下能够保持较好的叶片结构和功能状况,因而抗旱性较强。     

茉莉酸甲酯对小麦幼苗生长及镉积累的影响

为探讨茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate,MeJA）对镉胁迫下小麦幼苗生长发育和镉积累的作用及可能机制,本试验采用叶面喷施激素的水培方法,分析1 μmol·L^-1和100 μmol·L^-1 MeJA对镉胁迫下小麦幼苗生长、根系形态、光合特性及镉吸收分配的影响。结果表明,相较于清水对照,1 μmol·L^-1 MeJA可以显著提高小麦幼苗生物量15%~30%,降低小麦整株镉含量14%~43%。MeJA可提高小麦幼苗的根长、根表面积和根体积,以及净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,但降低胞间CO₂浓度。除此以外,1 μmol·L^-1 MeJA可以显著降低根系离子态镉、有机酸-镉所占比例,提高果胶/蛋白质吸附镉和不溶性草酸镉所占比例。由此可见,叶面喷施MeJA可以降低小麦幼苗根系镉吸收能力,提高干物质积累,降低幼苗镉含量,促进活性态镉向惰性镉的转化,缓解镉毒害。     

不同云南小麦种质资源的全生育期抗旱性及与主要农艺性状的相关性

为满足云南旱地小麦育种对高产、抗旱资源的需求,以云麦39号、云麦42号及云选11-12为对照品种,在大田自然干旱胁迫和人工浇灌条件下,鉴定了圆锥小麦、硬粒小麦、密穗小麦、云南小麦和普通小麦5个亚种的地方品种及普通小麦过时品种（品系）的196份材料的全生育期抗旱性,并分析了6类材料的抗旱指数差异及与主要农艺性状的相关性.结果表明：1）云麦42号的全生育期抗旱性较云麦39号和云选11-12更强,是发掘云南高产、抗旱小麦资源的最佳对照品种;2）以云麦42号为标准对照品种,筛选出了48份抗旱指数（I_DR）≥1.1的抗旱资源,占参试材料24.2%;3）6类材料 I_DR有显著差异,依次为圆锥小麦＞密穗小麦＞云南小麦＞硬粒小麦＞普通小麦地方品种＞普通小麦过时品种或品系;4）抗旱指数与自然干旱胁迫条件下的每穗粒数（r =0.525^*）和千粒质量（r =-0.719^**）、浇灌条件下的单株有效分蘖（r =-0.399^**）和千粒质量（r =0.342^*）有显著或极显著相关性,说明这3个性状可作为鉴定小麦品种和杂交低世代材料全生育期抗旱性的形态辅助指标.     

云南旱地小麦的抗旱性检测与比较

以田麦品种云麦47为对照,云南旱地品种云麦42、云麦50、靖麦11为材料,对小麦灌浆期生理生化指标和收获后农艺性状进行比较。结果表明：叶片水势在田旱2种品种间的差异不显著,土壤水分对植物保水力的影响表现为无规律,田麦品种的过氧化氢酶活性比旱地品种强,田麦品种可溶性糖的含量高于旱地品种,旱地品种的根数比田麦品种多;旱地品种的株高极显著地高于田麦品种;旱地品种的茎粗极显著地比田麦品种粗;旱地品种茎节数比田麦品种多。     

云南旱地小麦品种的抗旱性研究

 研究表明,小麦的抗旱性是整体的表现。采用几个抗旱性生理指标如水势、保水力、叶绿素含量、游离脯氨酸含量以及生物学产量等,研究了云南近期育成和大面积推广的几个旱地小麦品种的苗期抗旱性,旨在为云南小麦抗旱育种提供参考。通过叶片保水力、叶片水势、叶片叶绿素含量的测定表明： 云麦42,云麦50,靖麦11都比对照云麦47（田麦品种）抗旱性强,游离脯氨酸则表现为：云麦42抗旱性最强、云麦50次之,对照云麦47第3,靖麦11最差。地上部生物学产量表现为：靖麦11抗旱性最强,云麦47次之,云麦42第3,云麦50最差。     

游离脯氨酸累积与冬小麦品种的抗旱性

无论是土壤长期缺水,还是短期缺水,都使小麦叶片游离脯氨酸含量明显增高。短期土壤缺水处理,随叶片失水而呈中度水分胁迫时,抗旱性较弱的济南13号游离脯氨酸累积高于抗旱性较强的鲁麦1号;严重水分胁迫时则相反。叶片相对含水量与游离脯氨酸含量的回归分析表明,二者为显著的负相关,在叶片相对含水量相同的情况下,抗旱性较强的鲁麦1号比抗旱性较弱的济南13号累积更多的游离脯氨酸。     

碱胁迫对小麦(Triticum aestivum Linn)叶片代谢过程的影响

【目的】阐明碱胁迫对小麦叶片离子平衡、初生及次生代谢产物的影响及其涉及的代谢途径,讨论其生长代谢变化规律及应答机制。【方法】以普通小麦(Triticum aestivum Linn)为材料,采用盆栽试验利用Na HCO_3﹕Na2CO_3=1﹕1混合模拟不同盐度碱胁迫条件,在苗期连续胁迫12 d后测定叶片生长、光合、离子和代谢产物。【结果】当碱胁迫强度超过小麦自身调节能力时,叶片中Na~+含量剧增,加上高p H危害,造成叶绿体遭到破坏、叶绿素含量降低、光系统Ⅱ活性受抑制、气孔导度及碳同化能力急剧下降,最终导致生长率降低。碱胁迫下Na~+大量增加的同时阴离子明显减少,造成叶片内负电荷亏缺和p H不稳定,导致离子平衡遭到破坏,进而引起一系列代谢途径的协变反应。通过GC-MS检测出73个代谢物,主要包括碳水化合物、氨基酸、有机酸等,其中,分别有25和48个代谢物在中度和重度碱胁迫下发生明显改变。主成分分析(PCA)结果显示全部样本均分布在95%的置信区间内,2个主成分得分达到89%。单因素方差分析表明,与对照组比较,在高浓度碱胁迫下发生的显著性变化明显高于低浓度碱胁迫。碱胁迫导致5种参与三羧酸(TCA)循环和6种参与糖酵解途径的代谢物含量明显降低,且引起大部分氨基酸(谷氨酸、丙氨酸、γ-氨基丁酸、天冬氨酸等)和糖类及多元醇(果糖、蔗糖、塔罗糖、肌醇等)大量降低。与此同时,碱胁迫诱导小麦有机酸大量积累,随胁迫强度的增加而上升,这种现象可能是小麦被动的适应调节过程,主要用于维持离子平衡并调节p H浓度。【结论】碱胁迫引起了TCA循环、糖酵解途径、卡尔文循环、莽草酸途径、细胞膜脂代谢、转氨基反应和γ-氨基丁酸(GABA)途径等代谢网络系统广泛变化,暗示了碱胁迫不仅对糖类、氨基酸类、脂肪和蛋白质合成代谢过程造成负面影响,而且限制C-N转变过程影响植物对N素的利用,造成营养匮乏抑制植物生长发育。     

不同小麦品种对干旱胁迫的形态生理响应及抗旱性分析

为了探讨不同冬小麦品种对干旱胁迫的生理响应,以矮抗58、郑麦366、开麦21、衡观35、周麦26、西农979,6个河南省主推的小麦品种为试验材料,研究了在返青期充分灌水(1 050 m~3·hm~(-2))、非充分灌水(450m~3·hm~(-2))以及不灌水处理对不同小麦品种形态指标、生理指标、产量以及产量构成要素的影响。结果表明,返青期非充分灌水和不灌水处理都使小麦的叶片相对含水量、株高、叶面积以及干物质积累量显著降低。衡观35、开麦21、西农979和矮抗58在受到干旱胁迫时过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性的降幅小于郑麦366和周麦26,丙二醛(MDA)含量的增幅也表现出相同趋势。同时,干旱胁迫使小麦的有效穗数、穗粒数、千粒重及产量显著下降。在轻度干旱胁迫下,有效穗数和产量降幅较大;在严重干旱胁迫下,穗粒数、千粒重和产量下降的幅度均更明显。干旱胁迫引起的小麦叶片相对含水量、株高、叶面积、干物质积累量、POD活性的降幅和MDA含量的增幅与抗旱系数和抗旱指数呈显著或极显著负相关。6个小麦品种中,衡观35和开麦21抗旱性较强,西农979和矮抗58抗旱性中等,郑麦366和周麦26抗旱性较弱。     

镉胁迫下福美双对小麦幼苗镉积累及生理特征的影响

为探明Cd胁迫下喷施杀菌剂福美双对小麦幼苗Cd积累及生理特征的影响，本研究以常规冬小麦品种为供试作物，采用水培法，在不同浓度Cd胁迫下，于小麦苗期分别喷施高（400倍稀释液）、低（800倍稀释液）两个剂量的福美双制剂，研究福美双对小麦幼苗Cd积累、分布以及抗氧化系统和光合作用等生理特征的影响。结果显示：在Cd积累方面，施用福美双提高了小麦地上部Cd和S的含量，最高增幅分别为73.8%和151.2%。同一Cd浓度胁迫下，随着福美双施用剂量的提高，Cd在小麦亚细胞各器官中的含量增加，在细胞壁中的占比升高，在细胞可溶性组份中的占比减少； Cd由氯化钠提取态向乙醇提取态和水提取态转变。喷施福美双对麦苗地上部鲜质量和根系长度无显著影响。在光合作用方面，Cd胁迫下喷施福美双提高了小麦叶片光合速率、叶绿素a和叶绿素b含量，最高增幅分别为62.7%、36.0%和89.5%。在抗氧化作用方面，Cd胁迫下喷施福美双提高了小麦叶片MDA、H₂O₂和CAT含量，最高增幅分别为27.1%、123.6%和464.3%； SOD含量下降，最大降幅为20.1%。研究表明，施用福美双促进了小麦幼苗地上部Cd积累，提高了植株的光合作用，但降低了植株的抗氧化能力并加剧了Cd胁迫，高剂量条件下的施药效应更加显著，建议在镉污染麦田防治病害尽量不施用或少施用福美双。     

Cd胁迫下小麦的形态生理响应及Cd积累分布特征

以Cd抗性不同的四个小麦品种为试验材料,设置0、25 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)三个CdCl2添加浓度进行盆栽试验。通过对小麦成熟期形态指标、多个生育时期生理指标、成熟期各器官中总Cd含量及各化学结合形态Cd占比的研究,旨在探讨小麦对Cd胁迫的形态和生理响应、小麦Cd吸收积累特性以及抗Cd机理。结果表明,株高、叶面积对Cd胁迫敏感程度低,25 mg·kg~(-1)Cd处理下对M1019的株高和西农20、许农186和M1019叶面积有促进作用;而同化物质的积累对Cd胁迫敏感,叶片干质量最为敏感,50 mg·kg~(-1)Cd处理下下降20%以上;高浓度Cd处理对小麦各生长指标均表现为抑制。25 mg·kg~(-1)Cd胁迫下能提高叶片POD酶活性,而50 mg·kg~(-1)Cd胁迫下POD酶活性降低,随胁迫时间增加POD酶活性降低;叶片SOD酶活性随着胁迫浓度和时间的增加而降低;脯氨酸含量则随着胁迫浓度和时间的增加而升高;叶绿素含量随胁迫浓度的增加而降低。随Cd处理浓度的增加小麦各器官Cd含量增加,各器官积累量表现为:根叶片茎秆籽粒,许农186和M1019整株Cd含量低于西农20和漯麦0603。50 mg·kg~(-1)Cd处理下漯麦0603叶片和籽粒的Cd转运系数最低,分别是21.2%和2.2%;叶片Cd转运系数最高的品种是西农20,系数为26.4%;籽粒Cd转运系数最高的是许农186,转运系数为3.0%。各化学结合形态中以氯化钠提取态和醋酸提取态占比最大,随Cd处理浓度增加而增加,活跃态Cd含量占比以许农186和M1019较低。结果表明不同形态和生理指标对Cd胁迫的响应不同,不同小麦对Cd的吸收积累特征有共性也存在品种间的差异,抗性品种与敏感型品种相比Cd的吸收积累量较低,活性高的Cd占比较少。     

中度土壤干旱下孕穗期小麦旗叶光合生理变化的初步研究

中度土壤干旱降低孕穗期小麦旗叶的光合速率、蒸腾速率、气孔导度,增加叶片温度,复水后光合速率、蒸腾速率,气孔导度可恢复,并超过干旱前,但最终产量仍降低,复水使叶温恢复正常。地方老品种猪屎麦在干旱时气孔开度较大,叶细胞间隙C0_2浓度比较稳定,在复水后气孔导度能很快恢复.干旱对猪屎麦旗叶的光合速率,蒸腾速率等没有显示后效应,而对改良品种云麦29有后效应。