水分亏缺对小麦穗部光合特性及花前14C-同化物分配的影响

为明确干旱胁迫对小麦穗部花前同化物合成和转运的影响,选用旱地品种西农928和水分敏感品种郑引1号,通过¹⁴CO₂标记技术研究了水分亏缺下穗部光合特性及穗部花前同化物的转运和分配规律。水分亏缺条件下,西农928灌浆前期、中期的穗部净光合速率、颖壳中叶绿素含量及可溶性总糖含量略有下降,而郑引1号显著下降。成熟期西农928的水分利用效率上升1.7% (P>0.05),籽粒中¹⁴C-同化物分配率略降3.2% (P>0.05);而郑引1号水分利用效率下降16.9% (P<0.05),籽粒中花前¹⁴C-同化物分配率上升7.8% (P<0.05)。试验表明,水分亏缺对西农928穗部光合的影响有限; 适度水分亏缺促进了水分敏感品种郑引1号颖壳及内外稃中花前¹⁴C-同化物向籽粒的转运, 相对提高了其穗部花前光合同化物对籽粒灌浆的贡献率。     

施氮量对冬小麦灌浆期光合产物积累、转运及分配的影响

采用花前¹⁴C-同位素标记旗叶的方法, 研究了盆栽条件下不同施氮量对两种穗型冬小麦品种光合产物转运及¹⁴C同化物积累、分配的影响。结果表明, 冬小麦成熟期¹⁴C-同化物主要分配在茎鞘中, 其分配率为44.31%~60.96%; 其次在籽粒中, 分配率为31.81%~40.67%; 其中大穗型品种兰考矮早八茎鞘、叶片中的分配率高于多穗型品种豫麦49-198, 表明成熟时大穗型品种有更多的同化物滞留在茎鞘和叶片中。施氮量对¹⁴C-同化物分配率有影响, 在施氮量36 g m^-2处理的茎鞘中分配率下降, 而籽粒中的分配率增加, 表明增施氮肥促进花前同化物向籽粒中分配。随着籽粒灌浆进程, 光合产物在营养器官中的分配率逐渐下降, 在籽粒中的分配率逐渐增加, 表明营养器官的同化物逐渐向籽粒转运。小麦籽粒的同化物有34.94%来自花前贮藏物质的转运, 65.06%来自开花后同化量, 但不同品种、不同氮素水平处理之间有较大差异。施氮量36 g m^-2处理的花前转运量、转运率、花前贮藏物质对籽粒贡献率均下降, 但花后同化量、对籽粒贡献率以及单穗粒重均增加; 其中兰考矮早八和豫麦49-198的花后贡献率分别为77.84%和56.29%, 表明兰考矮早八花后同化量对籽粒的贡献大于豫麦49-198。两品种籽粒产量均表现为施氮量36 g m^-2处理高于18 g m^-2处理, 并且大穗型品种的增产幅度大于多穗型品种, 表明增施氮肥对不同冬小麦品种的增产效应存在差异。     

深耕时间和方式对旱地麦-玉复种体系小麦产量形成的影响

为筛选适于旱地冬小麦-夏玉米复种体系中冬小麦高产的深耕时间和方式，于2019年6月—2021年6月，在豫西典型的旱作麦-玉复种轮作种植区设置夏深翻(SP)、夏深松(SS)、秋深翻(AP)和秋深松(AS)4个处理，研究了2个试验年度的小麦产量、产量构成和穗部性状，以及2020—2021年度的小麦群体茎蘖数、旗叶SPAD值和净光合速率、干物质和氮素积累转运特性。深耕时间和方式对旱地冬小麦产量、产量构成因素、穗部性状、茎蘖数、旗叶SPAD值、净光合速率、干物质和氮素积累转运均有显著影响。与夏深翻相比，秋深松的冬小麦产量、穗数、返青—成熟期地上部干物质积累总量、花前干物质转运量、花后干物质积累量、开花—成熟期氮素积累总量、花前氮素转运量、灌浆中后期旗叶SPAD值和抽穗—灌浆后期旗叶净光合速率分别显著提高18.38%～19.55%,16.85%～26.05%,15.33%～20.28%,16.47%,20.43%,26.11%～33.81%,36.49%,5.24%～9.69%和5.55%～23.70%。秋深松能够增加小麦的茎蘖数、旗叶SPAD值和净光合速率，改善干物质和氮素积累转运特性，最终在...     

不同穗型冬小麦品种子粒灌浆与同化物供应关系的研究

大穗型品种豫麦66号与多穗型品种豫麦49号相比，在灌浆中后期旗叶光合速率具有明显优势，在花后0～30d子粒WSC含量较高，显示出子粒灌浆较强的同化物供应能力。豫麦66号旗叶WSC在灌浆中后期含量较低，淀粉含量在整个灌浆期均较低，表明大穗型品种同化物外运能力可能较强，流系统生理活性比较活跃。两品种淀粉积累速率的变化均呈单峰曲线，豫麦66号的峰值出现较晚但持续时间较长，最大积累速率高，子粒灌浆速率亦呈现同样的趋势，两者呈显著正相关。说明豫麦66号在子粒灌浆后期仍可保持较强的库活性和具有较大库容特性。     

小麦开花后光合物质在不同穗位间的分配及其与穗粒重的关系

选用4个小麦品种(系)分别代表大、 小粒品种, 研究了去除顶端两个小穗对植株光合速率、 14C同化物分配和穗部性状的影响。 去除顶端两个小穗后, 小粒品种(鲁麦14、 山农48—2)于灌浆中、 后期的光合速率提高, 大粒品种(鲁215953、 核生2号)则表现为降低; 灌浆初期14CO2的标记测定结果显示, 分配到穗部的14C同化物因去除     

强筋小麦花后氮素积累和转运对氮肥追施时期和比例的响应

为探究氮肥追施时期和比例对强筋小麦花后氮素积累和转运的调控作用，以强筋小麦品种泰山27和中麦578为材料，分析拔节期和孕穗期5种氮肥追施比例[100%:0%(N1)、75%:25%(N2)、50%:50%(N3)、25%:75%(N4)、0%:100%(N5)]下花后小麦对氮素吸收、积累和转运的差异。结果表明，2个小麦品种花后营养器官的氮素积累量、转运量、转运效率及对籽粒的贡献率均表现为N2处理最高。泰山27的氮素转运主要是由茎+鞘和颖壳+穗轴在灌浆中后期和叶片在灌浆前期直至成熟期的氮素显著转移贡献的，而中麦578的氮素转运主要是由各营养器官灌浆前期和灌浆后期的氮素显著转移贡献的，且中麦578茎+鞘在生育后期的氮素转移较快，对籽粒氮素积累的贡献率较大。在N3处理下，中麦578对氮素的转运和利用效率均高于同水平处理下的泰山27，说明不同小麦品种在不同氮肥追施时期和比例下的花后氮素转运能力不同，主要与品种基因型有关。不同氮肥追施时期和比例对2个小麦品种的籽粒产量影响也不同，泰山27和中麦578的籽粒产量均为N2处理最高。2个小麦品种籽粒蛋白质及其组分含量在不同氮肥追施时期和比例下均达到优质...     

灌溉条件对小麦籽粒蛋白质组分积累及其品质的影响

利用防雨池栽方式研究土壤水分对2个品质类型品种蛋白质积累及品质影响.结果表明,籽粒灌浆过程中蛋白质含量的动态变化呈"V"字型曲线.花后7 d和14 d均以水分亏缺严重处理最高,但至花后35 d,济南17以水分亏缺最严重的最低,鲁麦21则以该处理最高.干旱能促进清蛋白和球蛋白含量在灌浆初期的积累,但至灌浆末期转为降低.土壤水分亏     

双重化控对春玉米灌浆期穗位叶和籽粒蔗糖代谢关键酶活性的影响

以中单909和吉单35为材料,设置乙矮合剂和聚糠萘合剂双重化控处理,研究玉米穗位叶和籽粒中蔗糖代谢相关酶活性的动态变化,探讨双重化控调控玉米碳代谢的生理机制,为建立玉米高产稳产的化学调控技术提供理论基础。结果表明,双重化控提高了灌浆期穗位叶蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性,尤其显著提高灌浆后期(花后50 d)蔗糖合成能力,提高灌浆前期(花后10~20 d)穗位叶蔗糖含量,降低后期(花后30~50 d)蔗糖含量。双重化控处理对玉米籽粒蔗糖合成酶(合成方向)和蔗糖磷酸合成酶活性的影响较小,蔗糖合成酶分解方向活性呈升高趋势;中单909籽粒蔗糖含量灌浆前期(花后10 d)升高,灌浆后期(花后50 d)降低,花后20~40 d影响不显著,吉单35籽粒蔗糖含量花后10~20 d降低,30~40 d升高,50 d没有显著差异。双重化控处理提高了中单909和吉单35灌浆中期和灌浆中后期灌浆速率,使两品种粒重和产量均显著提高,分别比对照增产4.61%和7.78%。本研究说明,乙矮合剂和聚糠萘合剂双重化控处理可通过调控源库蔗糖代谢关键酶的活性,促进蔗糖在源端的合成和在库端的降解,从而促进碳同化物向籽粒的转运,达到高产。     

不同小麦品种千粒重对灌浆期弱光的适应性分析

选用粒重对籽粒灌浆期弱光适应能力不同的4个典型小麦品种(系),分析研究了籽粒灌浆期弱光和人为阶段性遮荫对各品种(系)千粒重、阶段灌浆速率、旗叶光合速率、花后14C同化物分配及开花前积累的干物质再分配状况的影响.结果表明,灌浆期弱光不敏感品种(系)的突出特点是,解除遮荫后的籽粒平均灌浆速率具有较强的补偿性增长效应.     

行距对两种穗型冬小麦品种碳氮运转及籽粒氮素输入特征的影响

为不同穗型小麦品种选择各自适宜的行距配置方式提供理论依据,在大田高产栽培条件下,研究了行距配置对两种穗型小麦品种花后光合物质和氮素积累及转运的影响,明确了小麦籽粒灌浆期植株氮素向籽粒输入特征及品种间差异.结果表明,花后光合产物向籽粒的输入量及对籽粒贡献率兰考矮早八为随行距增加呈先增加后减少变化,20 cm行距最大,豫麦...     

保持系稻株对孕穗期干旱胁迫伤害与补水修复的育性响应

以负压式土壤湿度计和取土烘干法双重监控盆栽试验的土壤水势变化,观测我国14个常用水稻保持系的孕穗期耐旱性,并以干旱胁迫指数人为划分钝感、耐旱、不耐旱与敏感4个等级,其中K22-B、金23-B为孕穗期干旱胁迫钝感材料,珍汕97-B、中9-B为孕穗期干旱胁迫敏感材料,比较研究它们对干旱胁迫伤害的育性响应与补水修复的特征。结果表明,钝感或敏感保持系稻株主穗耐旱性均强于分蘖穗,粒位间强势粒耐旱性均高于弱势粒。这一生物学现象似"植物顶端优势"的逆境生理学表现。比较孕穗期中花粉母细胞减数分裂期、花粉粒形成期与花粉粒充实期的耐旱性,花粉粒充实期耐旱性最弱,花粉母细胞减数分裂期耐旱性较强。孕穗期干旱后补水对结实伤害的恢复效果明显,尤其对耐旱性强的保持系稻株修复更明显,主要途径是降低秕谷率而不降低空壳率,表明干旱胁迫育性损伤是不可逆的。     

不同花生品种抗旱性鉴定及抗旱指标评价

本研究旨在筛选出抗旱性强的花生品种,为开展花生抗旱品种选育和抗旱基因的功能验证提供研究基础。在干旱胁迫及对照处理下,通过对13份花生品种生理指标和表型的测定和分析,筛选抗旱指标,鉴定品种抗旱性。结果表明,各指标间均存在不同程度的相关性,相关系数在0.070~0.683之间;13个花生品种的CDC值和D值整体趋势一致;主成分分析表明,总生物量、可溶性糖等6个公因子可反映花生抗旱性89.97%的原始数据信息量;聚类分析在阈值为5时,把13个品种分为4个类群（较强抗旱、中等抗旱、敏感和高感品种）,其中L147和L149具有较强抗旱能力。试验结果表明,总生物量、相对含水量、POD、可溶性糖可作为花生抗旱性快速鉴定指标。筛选出抗旱性较强的品种为L186、L147、L221和L149。     

花期干旱胁迫钝感与敏感水稻保持系的生理特性

以负压式土壤湿度计和取土烘干法双重监控盆栽试验的土壤水势变化,观测我国14个常用水稻保持系的花期耐旱性,并以干旱胁迫指数人为分为钝感、耐旱、不耐旱与敏感4个耐旱等级,其中K22-B、金23-B为花期干旱胁迫钝感材料,珍汕97-B、中9-B为花期干旱胁迫敏感材料,选此4个典型保持系,研究它们对花期干旱胁迫的生理效应。结果表明:(1)花期干旱胁迫钝感保持系稻株比之敏感保持系稻株剑叶与小穗(颖花、籽粒)具有较高水势,缺水引发水稻器官水势下降,剑叶蒸腾速率也因干旱而下降,但下降程度小于敏感材料。(2)钝感与敏感保持系稻株的光合速率并无明显差异,但因干旱胁迫而下降的程度有明显不同,钝感保持系光合速率下降程度小于敏感材料。(3)花期干旱胁迫钝感与敏感保持系花粉数/花药相似,也不因花期干旱胁迫而明显下降(P0.05),花粉粒充实度与柱头着粒花粉的发芽率也不因花期干旱胁迫而明显变化(P0.05),干旱胁迫敏感保持系稻株的花药开裂度与柱头上花粉着粒数均低于钝感保持系稻株。总之,对花期干旱胁迫钝感的保持系稻株比之敏感保持系稻株经干旱胁迫,保持较高的器官水势与蒸腾速率,有利于花药开裂与柱头着粉受精,维持相对较高的光合效率与物质转移效率,有益受精籽粒灌浆成熟。     

Evaluation of winter wheat cultivars for drought resistance

Summary Cultivars of winter wheat (Triticum aestivum L. em. Thell.), considered by wheat breeders to be drought sensitive or drought resistant, were grown under two irrigation regimes (daily or weekly waterings) to determine physiological responses to drought and to evaluate methods to use in screening for drought resistance. Leaf water potential, stomatal resistance, plant resistance to water flow, and soil water potential were measured for three weeks on vernalized plants in a growth chamber. When water was lacking, drought-sensitive plants had a lower leaf water potential than did drought-resistant plants. With both daily and weekly waterings, stomatal resistance was higher in drought-resistant plants than in drought-sensitive plants. Plant resistance to water flow, calculated as the difference between the soil water potential and leaf water potential divided by the amount of water used by the plant, was usually higher in drought-resistant plants than in the drought-sensitive plants. The results showed that, when screening for drought resistance, stomatal resistance was a better method to use than determinations of leaf water potential or plant resistance to water flow.Journal article 3578 of the Agricultural Experiment Station, Oklahoma State University. Work was partially supported by a Grant-in-Aid of Research from Sigma Xi, The Scientific Research Society of North America, to the senior author.     

9种绿化树种幼苗抗旱性评价

随着城市水资源短缺,干旱问题日益严重,研究不同绿化树种的抗旱能力,可为其在不同立地条件下栽培和应用提供理论依据,对园林绿化具有重要的意义。以2年生实生苗为试验材料,在干旱胁迫处理一定时间后,测定生物量、净光合速率、丙二醛等15项生长生理指标,通过综合抗旱系数评价、隶属函数法和聚类分析对9种绿化树种进行抗旱性综合评价。干旱胁迫对9种绿化苗木生长、生理、生化特性有显著影响。水分亏缺导致其生长受到抑制,抗氧化酶活性及渗透调节物质含量明显升高(P<0.05)。3种综合方法得到的评价结果基本一致。9个树种分为2个类群,其中一类群为抗旱树种包含冬青卫矛和杜仲,另一个类群包含弱抗旱树种女贞、木槿、红花玉兰,以及干旱敏感树种玉兰、栾树、连翘和楸树。9种绿化树种的抗旱性由高到低依次为：冬青卫矛>杜仲>女贞>木槿>红花玉兰>玉兰>栾树>连翘>楸树。     

PEG模拟干旱胁迫对耐旱型与干旱敏感型甜菜种质形态指标的影响

探讨不同程度干旱胁迫对甜菜苗期生长状况的影响,旨在为耐旱甜菜种质选育与抗逆性研究提供理论依据。本研究以两种耐旱型BGRC16137(V₁)、依安一号(V₂)和两种干旱敏感型92011/1-6/1(V₃)、7412/823-3(V₄)的甜菜种质为材料,采用PEG模拟干旱,以差异显著性检验和逐步回归分析的方法来衡量干旱胁迫对甜菜的影响。随着干旱胁迫程度的增加,4个甜菜种质的幼苗地上部指标、地下部指标与叶片相对含水量都有显著的降低,根冠比逐渐升高。在各种浓度的干旱胁迫下,耐旱型V₁、V₂种质的叶鲜重、叶干重、叶饱和鲜重、根长和根鲜重的下降程度都低于旱敏感型V₃、V₄种质。重度干旱胁迫下,旱敏感型V₃、V₄种质的叶片相对含水量分别比对照组下降37.33%、43.90%,而耐旱型V₁、V₂种质仅下降14.94%、20.45%。结果表明耐旱型甜菜种质通过增加叶鲜重、叶干重、叶饱和鲜重、根长、根鲜重和叶片相对含水量来适应干旱胁迫。     

用单片段代换系研究水稻产量和籽粒充实对花后不同土壤干旱的响应

以介入巴西陆稻IAPAR9抗性基因片段的单片段代换系(single segment substitution line, SSSL)和受体亲本华粳籼74为材料,设置正常灌水(CK)、中度干旱胁迫(MD)、重度干旱胁迫(SD) 3种土壤水分处理,分析SSSL和受体亲本籽粒灌浆特征、蔗糖及淀粉代谢中相关酶活性动态,探讨了水稻籽粒充实和产量对花后干旱胁迫响应的生理机制。结果表明,与受体亲本相比,携带抗旱基因的SSSL在MD和SD处理下其耐旱性的表现更为明显,减产幅度明显小于受体亲本。在花后7 d开始的中、重度干旱胁迫处理下,灌浆中后期SSSL叶片相对含水量、叶绿素含量和光合速率下降幅度明显小于受体亲本,其籽粒中蔗糖合酶(sucrose synthase, SS)、酸性蔗糖转化酶(acid invertase, AINV)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP glucose pyrophosphorylase, AGPP)﹑可溶性淀粉合酶(soluble starch synthase, SSS)﹑Q酶活性在灌浆前(中)期也明显上升,增强了SSSL籽粒灌浆中前期库活性。虽然持续的干旱胁迫使得上述酶活性在灌浆的中后期快速下降,导致同化物积累的活跃灌浆期缩短,但SSSL籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率明显高于受体亲本,这在一定程度上可弥补因灌浆期缩短导致的同化物积累损失,干旱胁迫下SSSL产量高于受体亲本,这一趋势在重度干旱胁迫下更为明显。     

Antioxidant and Photosynthetic Responses of Cotton to Soil Drought Stress during Flowering and Fruiting Stage

[Objective] The purpose of this study was to examine potential drought tolerance mechanisms in cotton (Gossypium hirsutum L.). Biochemical (antioxidant, protein and compatible osmolyte) and physiological (photosynthesis) responses to drought stress during the flowering and fruiting stages were examined. [Method] Using two cotton genotypes (A001 and A705) with different drought tolerance, a pot study was conducted in 2016 with treatments consisting of control (well-watered) and water stress. Water stress treatment was designed as withholding water from the pots until stomatal closure followed by limited water supply for 25 days where water-stressed plants received 40% of the optimum quantity of water. Measurements were made on soluble protein, proline and malonaldehyde (MDA) concentrations, peroxidase (POD) activity and photosynthetic characteristics (net photosynthetic rate P_n, transpiration rate E, stomatal conductance G_s) during the period of water stress. [Result] The soluble protein concentration was decreased and POD activity and MDA level were increased in the leaf subtending cotton boll of A001 under water deficit when compared with the control, but no response was observed in A705. Proline level responded to water deficit inconsistently between the two genotypes and across all sampling dates. Water stress significantly decreased P_n, E and G_s in the main stem leaves for both A001 and A705. [Conclusion] The results indicated that POD, soluble protein and MDA are involved in A001 and A705 responses to water deficit, and A705 is more tolerant to soil drought than A001.     

甘蔗与抗旱性相关差异蛋白质组分析

采用桶栽方式,对抗旱性强的F172和抗旱性弱的YL6甘蔗品种在苗期进行重度干旱胁迫处理后,应用蛋白质双向电泳技术进行差异蛋白质分析,分别找出差异显著的28和20个差异蛋白点,其中部分呈现上调表达,部分呈现下调表达,还有部分新增的蛋白点,因品种抗性不同而表现各异,F172叶片中的差异蛋白主要表现为上调表达,而YL6中大多表现为下调表达。在重度干旱胁迫下,抗旱性不同的甘蔗品种蛋白质丰度变化有显著差异。采用MALDI-TOF-TOF/MS鉴定所获得的差异蛋白,从YL6、F172中分别鉴定出18、14个蛋白的氨基酸序列,对所鉴定的蛋白质根据功能分为8类。YL6中参与自由基清除的2个,参与光合作用的6个,参与细胞生长和分裂的1个,参与基础代谢的6个,参与防卫反应的2个,未知功能蛋白1个。F172中参与自由基清除的1个,参与光合作用的2个,参与细胞生长和分裂的2个,参与基础代谢的4个,参与信号转导的2个,参与蛋白加工的1个,未知功能蛋白2个,其中22 k D干旱诱导蛋白的丰度明显提高,而在YL6中则检测不到此蛋白。这说明在干旱胁迫下抗旱性不同的甘蔗品种在蛋白质组成上有很大差异,推测这是不同甘蔗品种间抗旱性差异的重要分子基础。