小麦生殖发育阶段对低温的敏感性鉴定

由春季低温引发的倒春寒是严重威胁我国小麦生产安全的自然灾害之一。为准确评价倒春寒的危害程度与小麦植株发育阶段的关系,本研究以春性品种中麦8444为试验材料,在可控环境条件下,比较了不同幼穗分化发育阶段的小麦遭受低温后的冻害症状和生长发育情况。结果表明,小麦植株发育叶龄和幼穗分化阶段存在一定的对应关系。小麦植株的茎和叶片受冻害的程度随着温度降低和发育进程而呈现加重趋势,株高、穗长和结实率随着温度降低和发育进程而呈现降低趋势。二棱末期(S2.25)至小花原基分化期(S3.5)、药隔期(S5)至柱头羽毛突起期(S7)是幼穗发育过程中对低温敏感性发生明显变化的两个阶段。综合茎、叶、穗等器官对低温的耐受性,减数分裂期可以更全面地评价小麦的倒春寒抗性水平。     

人工合成小麦幼苗耐低温特性鉴定

为了鉴定不同小麦品种的耐低温特性,筛选耐低温种质资源,本文以59个栽培二粒小麦/节节麦和硬粒小麦/节节麦人工合成小麦,在室温（18℃）和低温（4℃）处理下测定萌发15天的幼苗形态指标,采用性状相对值（各性状低温与室温下测定值的比值）和隶属函数法相结合的方法,综合评价人工合成小麦品种的抗低温特性。结果表明,栽培二粒小麦/节节麦人工合成小麦的耐低温特性总体较硬粒小麦/节节麦人工合成小麦强;筛选出一批耐低温特性强的栽培二粒小麦-节节麦人工合成小麦材料,可用于小麦耐低温育种。     

温度对水稻亚种间杂种育性及结实率的影响

以11个水稻亚种间杂种、 1个籼型品种间杂种和7个籼、粳、爪哇型品种为材料, 研究了低温对雌、雄配子育性和结实率的影响. 结果表明, 多数品种的结实率对温度敏感, 而亚种间杂种更易受温度影响. 当花粉充实和开花受精处在日均温13.7～29.3℃的范围内时, 温度每降低1度, 亚种间杂种的花粉育性平均降低3.42±1.6 个百分点, 结实     

不同小麦品种柱头活力及花粉活性模拟研究

为分析小麦品种抗倒春寒能力与其柱头活力及花粉活性间的关联性,以5个黄淮麦区主导小麦品种为试验材料,杂交时互为母本和父本,去雄后1、3、5、7、9天进行饱和授粉,成熟收获后统计各杂交组合的杂交结实率,以各品种作为母本、父本时的平均杂交结实率分别代表该品种柱头活力及花粉活性。试验结果表明：当5个小麦品种为母本时：平均杂交结实率由高到低依次是‘周麦18’、‘百农207’、‘西农979’、‘良星99’和‘偃师4110’,‘周麦18’的平均杂交结实率最高为72.13%,柱头活力最强;‘百农207’的平均杂交结实率居第2位,与‘周麦18’的平均杂交结实率差异不显著;‘周麦18’的平均杂交结实率与‘西农979’、‘良星99’和‘偃师4110’的平均杂交结实率差异达极显著水平。当5个小麦品种为父本时：平均杂交结实率由高到低依次是‘百农207’、‘周麦18’、‘偃师4110’、‘西农979’和‘良星99’,‘百农207’的平均杂交结实率最高为72.00%,花粉活性最强;‘周麦18’的平均杂交结实率居第2位,与‘百农207’的平均杂交结实率差异不显著;‘百农207’、‘周麦18’的平均杂交结实率与‘偃师4110’、‘西农979’和‘良星99’的平均杂交结实率差异达极显著水平。     

耐低温萌发棉花品种种子萌发期生理特性分析

为探讨低温胁迫下不同棉花品种萌发差异成因,以强耐低温萌发品种鲁棉研37号、鲁棉研36号和低温萌发敏感品种斯字棉2B、斯字棉5A为材料,研究了不同低温下不同萌发时期的生理指标与基因表达的差异。结果显示,12℃胁迫36 h,低温萌发敏感品种MDA含量急剧上升,至胁迫48 h,低温萌发敏感品种斯字棉2B、斯字棉5A比鲁棉研37号MDA含量分别提高了48. 17%,50. 65%,因此,12℃胁迫36 h MDA含量的变化可以作为耐低温萌发的选择指标; SOD、POD活性在各种处理水平下鲁棉研37号、鲁棉研36号均保持较高水平; CAT活性在低温的刺激下,强耐低温萌发品种逐渐超越低温萌发敏感品种;游离脯氨酸含量在12℃胁迫48 h时,鲁棉研37号与斯字棉2B、斯字棉5A相差幅度分别为33. 32%,23. 27%,这些生理指标差异较好地反映了不同品种耐低温萌发差异。4个CBF基因家族成员CBF1、CBF2、CBF4、CBF6在强耐性品种中表达上调更迅速,在胁迫12 h时达到表达峰,这可能是强耐低温萌发品种应答低温胁迫时,表现更灵敏与迅速的原因。     

栽培密度不同的春小麦小孢子发育的细胞学观察

本文对栽培密度不同的三个春小麦(Triticum aestivum L.)品种的小孢子和花粉发育进行了细胞学比较研究.结果表明:(1)在花粉母细胞时期.稀植小麦的小孢子发育略快于密植的.即当稀植小麦花粉母细胞开始减数分裂、药壁绒毡层开始解体时.密植小麦花粉母细胞刚形成.药壁完整;(2)到二、四分体时期、稀植小麦花粉母细胞发育加快.当其90%形成二、四分体时,密植小麦花粉母细胞才有50%将分裂成二分体.仅部分形成了二分体;(3)当小孢子发育到单核靠边期.稀植的主穗和分蘖穗发育越来越快.并有分蘖穗赶上主穗的趋势;而密植的分蘖穗发育减慢以至停止.     

小麦花粉的低温和超低温保存研究

研究小麦花粉的保存条件，对小麦杂交育种和种质资源保存具有重要意义。对小麦花粉进行低温冷藏（4℃）、低温冷冻（-20℃）和超低温冷冻（-196℃）保存比较试验，并分析了影响小麦花粉不同保存方式授粉效果的因素。结果表明：4℃不利于小麦花粉的保存，-20℃适宜小麦花粉的短期（7d）保存，-196℃适宜花粉的长期（368d）保存；经过 -20℃和 -196℃保存后的花粉可进行异地授粉；冷冻花粉适宜的干燥条件是温度 20℃、湿度 25%、干燥 1h，最简便适合的复苏方式是室温（25℃）自然复苏。研究结果为杂交小麦制种提供了重要的技术支撑。     

温度在温光型雄不育小麦育性转换中的作用

重庆温光型雄不育小麦Ｃ４９Ｓ的育性转换,受孕穗期（减数分裂期）温度制约,又受到抽穗期（小孢子至单核期）温度的严重影响。当孕穗期平均最低温度（Ｔｍｉｎ１）≤８．５℃,抽穗期平均温度（Ｔ２）和平均最低温度（Ｔｍｉｎ２）分别≤１３．５℃、≤１０．５℃时,Ｃ４９Ｓ高度不育,结实率在４％以下,可安全制种;当Ｔｍｉｎ１≥１１．５℃、Ｔ２≥１５．０℃、Ｔｍｉｎ２≥１２．５℃时,育性恢复正常,结实率在５０％以上,可以繁种。另外,抽穗期高温可导致不育低温下的Ｃ４９Ｓ育性部分恢复,低温引起可育高温下的Ｃ４９Ｓ育性下降。     

低温积累与光周期对小麦发育特性调控的分子机理研究进展

温度和光照是影响小麦发育的主要因素,不但决定了小麦生态型的区域分布,也通过调控小麦的发育阶段、器官建成、穗分化起始及进程等因素而影响小麦的产量。本文介绍了低温春化和光周期对小麦发育特性影响的分子基础,对其调控机制及互作模式研究进展进行了综述。     

春季低温对小麦花粉育性及粒数形成的影响

小麦拔节后遭遇春季低温,每穗粒数下降,产量降低。为探明春季低温引起每穗粒数减少的生理原因,以春性小麦扬麦16和半冬性小麦徐麦30为供试品种,研究小麦倒二叶出生期(昼夜5℃/–3℃)、孕穗期(昼夜8℃/–1℃)和开花期(昼夜12℃/4℃)分别进行低温处理对小麦花粉育性及每穗粒数形成的影响。结果表明:倒二叶出生期和孕穗期低温均导致2个小麦品种在二胞花粉期和三胞花粉期花药中的多糖物质淀粉和蛋白质的代谢异常,绒毡层解体延迟;孕穗期低温还造成花粉母细胞减数分裂中染色体配对异常、出现微核等情况,影响正常雄配子体形成;花粉败育率表现为倒二叶出生期低温处理>孕穗期低温处理>开花期低温处理,徐麦30败育率高于扬麦16;3个时期低温均显著降低了2个小麦品种结实小穗数、每小穗结实粒数和每穗粒数,以倒二叶出生期低温处理穗粒数降低的幅度最大。相关分析表明,春季低温引起花粉母细胞减数分裂异常、绒毡层延迟解体、花药营养物质供给不足导致的花粉育性下降,是春季低温导致小麦每穗粒数减少的主要原因。     

春季低温对小麦花粉育性及粒数形成的影响

Grain yield and the number of grains per ear of wheat decreased under the low temperature after jointing stage. In order to explore the physiological reasons of the decrease of grains number per ear by low temperature in spring, the spring wheat variety Yangmai 16 and the semi-winter wheat variety Xumai 30 were used as tested varieties to analyze the effects of low temperature in spring on the fertility of pollen and the formation of grain numbers at the appearance of the penultimate leaf stage (5℃/-3℃, day/night), booting stage (8℃/-1℃, day/night), and anthesis stage (12℃/4℃, day/night). The results showed that low temperature at the appearance of the penultimate leaf stage and booting stage resulted in abnormal metabolism of starch and protein in the anther both at the binuclear and tri-nuclear pollen stages and delayed degradation of the tapetum. The low temperature at the booting stage caused abnormal meiosis of pollen mother cells, abnormalities in chromosome pairing, which affected the formation of male gametophyte. The abortion rate of pollen was more significantly increased under low temperature at the appearance of the penultimate leaf stage than that at the booting stage, and it was the minimum at anthesis stage. The abortion rate of pollen in Xumai 30 was higher than that in Yangmai 16. The low temperature at three stages had significant effects on the number of spikelets, the number of fertile spikelets and the number of grains per spikelet. The effect of low temperature at the appearance of the penultimate leaf stage on grains number per spikelet was the most significant. There was a significant positive correlation between the number of grains per spike and pollen fertility, which was affected by abnormal meiosis, delayed degradation of the tapetum, and undersupply of nutriment for anther development. Therefore, the decline of pollen fertility caused by low temperature in spring is the main reason for the decrease of grains number per spike.     

灌浆期高温对两种品质类型小麦品种籽粒淀粉合成关键酶活性的影响

以徐州26（高蛋白含量）和扬麦9号（低蛋白含量）2个不同品质类型小麦品种为材料，利用人工气候室模拟小麦花后高温条件，研究了灌浆期高温对籽粒淀粉积累及淀粉合成关键酶活性的影响。结果表明，与适温处理（20℃）相比，高温（28℃）显著降低了籽粒中总淀粉及支链淀粉的含量，而对直链淀粉含量的影响较小，导致支/直链淀粉的比例显著降低。高温提高了灌浆初期小麦籽粒中蔗糖合成酶（SS）和结合态淀粉合成酶（GBSS）活性，但明显降低了灌浆后期SS、GBSS和可溶性淀粉合成酶（SSS）活性。品种间相比，灌浆初期高温处理提高了扬麦9号籽粒GBSS活性，但显著降低了徐州26籽粒SSS活性，说明高温抑制2种类型小麦籽粒淀粉合成的酶学机制不同。此外，不同昼夜温差处理（8℃和12℃）间比较发现，高温下两品种籽粒淀粉含量没有明显差异，适温下两品种淀粉含量以温差较大的处理含量较高。灌浆中后期，高温下SS活性随温差增大而升高，SSS和GBSS则以温差小的处理较高；适温下3种关键酶活性均以温差大的处理为高。总之，灌浆期温度较温差对小麦籽粒淀粉合成的影响大。     

枣不同品种开花结实及花粉发芽特性研究

对枣22个品种开花类型,12个品种的花粉发芽率,5个品种的花粉萌发动态,9个品种的花粉贮藏和10个品种自花结实率进行了研究。结果表明,脆枣、辣椒枣、葫芦枣、福枣、扁核酸、骏枣、赞皇大枣、红颜、无等、稷山圆枣、晋枣、绵枣、尖枣、临猗梨枣、长红、酥枣是昼开型;湖南鸡蛋枣、冬枣、束鹿糖枣、月出、尖头灰、屯屯枣是夜开型。其中脆枣、辣椒枣、葫芦枣、福枣、骏枣、赞皇大枣、红颜、无等、稷山圆枣、晋枣、绵枣、尖枣、酥枣、湖南鸡蛋枣、束鹿糖枣、月出、尖头灰、屯屯枣皆为首次报道。供试枣品种间花粉发芽率有很大差异,为1.52%~74.95%,平均发芽率为34.28%,变异系数为14.74%,其中冬枣最低,辣椒枣最高;花粉在散射光下培养与黑暗条件下培养对花粉发芽率没有显著差异。花粉-12℃干燥器贮藏极显著地好于2℃干燥器贮藏和室温干燥器贮藏;-12℃干燥器贮藏条件下,贮藏6d、10d的花粉发芽率分别是新鲜花粉的88.04%、59.88%。花粉发芽动态试验表明,花粉发芽率和花粉管生长曲线呈单S型,培养5.5h花粉发芽率不再变化,7.5h花粉管停止生长。供试枣品种的自花结实坐果率几乎为零。     

灌浆期温度对两种类型小麦籽粒蛋白质组分及植株氨基酸含量的影响

以扬麦9号和徐州26两个蛋白质含量不同的小麦品种为材料,利用人工气候室模拟灌浆期高温环境,研究了高温对小麦籽粒蛋白质组分和植株游离氨基酸含量的影响。结果表明,高温处理显著提高了小麦籽粒蛋白质及清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量,但降低了谷蛋白含量,导致麦谷蛋白/醇溶蛋白比值降低。与适温处理相比,高温提高了地上部营养器官中游离氨基酸含量,显著降低了灌浆后期籽粒游离氨基酸含量。表明高温下提高的营养器官游离氨基酸含量及籽粒对氨基酸的快速利用是籽粒蛋白质含量增加的生理原因。此外,发现籽粒中蛋白质及其组分形成所需的适宜昼夜温差随不同小麦品质类型而异。     

周年播种条件下小麦的穗发育

在周年分期播种条件下对小麦冬性春性不同的各类型品种的穗分化研究表明,小麦对低温的反应属数量性的,低温诱导的是小穗原基而不是茎生长锥的伸长;生长锥下部单棱双向发展区是营养器官与生殖器官原基“过渡区”;主茎叶片数的决定时期因品种的冬性、春性类型及播种后的温度条件而异.     

灌浆期短暂高温对小麦淀粉形成的影响

采用人工气候室控温，研究了灌浆期高温对弱、中筋两个小麦品种淀粉形成的影响。结果表明，温度从25℃升至30℃有利于籽粒总淀粉积累，当灌浆温度超过30℃时，温度升高，总淀粉含量下降，40℃时总淀粉含量最低。在相同温度条件下，小麦淀粉的形成以花后第25~27天高温胁迫影响最大，花后第33~35天高温胁迫影响最小。当温度超过25℃时，随温度的升高，剑叶可溶性糖、蔗糖含量和SPS酶活性呈下降趋势。40℃处理使SS、SBE酶活性最低，峰值在25~30℃之间。40℃高温胁迫下，弱筋小麦扬麦9号籽粒淀粉粒呈椭圆型，与蛋白质鞘结合较疏松，角质化程度低；中筋小麦扬麦12籽粒淀粉粒受到伤害，呈扁圆形，并出现裂纹，说明灌浆期短暂高温胁迫对扬麦12的影响大于对扬麦9号。     

储藏水分、温度和真菌生长对小麦发芽率的影响

研究了储藏水分、温度和真菌生长对小麦发芽率的影响。选择13.2%、13.6%、14.0%、14.5%、15.1%、15.5%和16.9%七个水分样品,分别在10℃、20℃、25℃、30℃、35℃下模拟储存,储藏时间180d,检测各样品真菌生长和发芽率。结果表明,小麦在10℃、20℃储存时,对发芽率的影响主要是真菌生长,水分和温度影响较小。在25℃、30℃、35℃储存时,温度和真菌生长共同影响发芽率。高温时,温度影响要大于真菌生长因素。通过对真菌生长与发芽率进行相关性分析,也基本证明了这一点。     

寒地冬小麦变温下品种间细胞超微结构的比较分析

为比较抗寒性不同的冬小麦在返青期降温下的细胞超微结构差异,本试验以返青率不同的3个冬小麦品种（系）为材料,实验室内模拟返青期气温变化,设置低温处理、恢复温度和再次低温处理。结果得出,不抗寒的品种在-3℃下即表现出主茎生长点细胞受到严重伤害;中等抗寒性的品种在-6℃下才出现受冻害特征;而抗寒性强的品种则在-9℃下才表现出细胞明显受伤害。     

花后高温和水分逆境对小麦籽粒蛋白质形成及其关键酶活性的影响

以2个蛋白质含量不同的小麦品种扬麦9号和豫麦34为材料,在人工气候室条件下研究了花后高温和水分逆境对小麦籽粒蛋白质合成关键酶活性及籽粒蛋白质组分含量的影响。结果表明,籽粒蛋白质及其组分含量显著受温度、水分和温度×水分互作的影响,且温度的影响大于水分及温度×水分的影响。高温提高了籽粒蛋白质含量,但降低了谷/醇比。无论高温或适温下,干旱胁迫均提高籽粒蛋白质含量。谷/醇比在适温干旱下升高,高温干旱下降低;渍水降低籽粒蛋白质含量和谷/醇比。籽粒蛋白质含量在高温干旱下最高,适温渍水下最低。在温度和水分逆境下,籽粒醇溶蛋白和谷蛋白的变化是导致蛋白质含量和谷/醇比差异的主要原因。高温和水分逆境均降低旗叶谷胺酰氨合成酶（GS）和籽粒谷-丙转氨酶（GPT）活性,不同温度条件下酶活性均表现为对照>干旱>渍水。高温和水分逆境对蛋白质合成关键酶活性的影响在不同品种间存在差异,适温下,豫麦34旗叶GS活性易受水分的抑制;扬麦9旗叶GS活性易受高温的抑制。高温下,豫麦34旗叶氮代谢受高温影响较大,而扬麦9则更易受水分胁迫影响。