干旱条件下冷型小麦叶片衰老特性研究

选择典型的冷型小麦和暖型小麦为材料，通过测定功能叶净光合速率、群体冠层温度、叶片叶绿素含量、可溶性蛋白及超氧化物歧化酶等指标，研究干旱条件下不同温度型小麦开花后旗叶衰老特性。结果表明，在籽粒灌浆期闻，冷型小麦叶片叶绿素含量、净光合速率、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶等含量变化明显优于暖型小麦，在籽粒灌浆后期表现尤为明显。因此，在小麦生产中，可以借助群体冠层温度作为衡量小麦代谢的功能指标，为旱地小麦育种和栽培提供理论依据。     

干旱条件下冷型小麦籽粒灌浆特性及其成因的初步研究

通过对干旱条件下不同小麦品种的观测发现：在干旱胁迫下，小麦有冷暖之分，被区分为冷型小麦和暖型小麦，其灌浆规律用Richards方程W＝K（1＋e^A Bt)^-1/N得到较好的拟合效果，籽粒增重遵循慢－快－慢的节律变化。冷型小麦与暖型小麦相比，表现出营养器官和籽粒发育较协调，灌浆持续时间长，活跃生长期长，尤其结实后期灌浆速率高的特点；它的饱满指数也明显高于暖型小麦。上述特点和其代谢功能有着密不可分的关系，冷型小麦在叶片功能期、丙二醛含量和净光合速率等方面均较优越。由此可见，在干旱条件下，冷型小麦在灌浆方面有明显优势，其规模的揭示可为抗旱材料的选择和抗旱育种提供一定的理论依据。     

干旱条件下叶片非顺序衰老小麦顶二叶叶绿素荧光特性

以非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8和豫麦19为材料,以顺序衰老小麦陕229为对照,研究了田间干旱和自然天气条件下小麦扬花至成熟期旗叶和倒二叶叶绿素荧光特性的变化规律。结果表明,无论在田间干旱还是自然天气条件下,扬花至成熟期非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8和豫麦19,顺序衰老小麦陕229旗叶和倒二叶叶绿素含量(SPAD)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)均呈下降趋势,而热耗散量子比率(Fo/Fm)呈上升趋势。在花后30天非顺序衰老和顺序衰老现象差异最明显,在干旱条件下,花后30天非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8和豫麦19旗叶的SPAD、ΦPSII、Fv/Fm和Fv/Fo分别比倒二叶低71.86%、30.43%和40.81%,29.59%、14.84%和20.43%,28.99%、33.33%和31.66%,32.08%、30.4%和52.16%,而Fo/Fm旗叶分别比倒二叶高13.78%、24.56%和35.93%;在自然天气条件下,花后30天非顺序衰老小麦温麦19、兰考矮早8和豫麦19旗叶的SPAD、ΦPSII、Fv/Fm和Fv/Fo分别比倒二叶低44.36%、25.49%和41.75%,21.97%、12.48%和13.74%,24.77%、26.12%和30.86%,27.02%、26.22%和32.81%,而Fo/Fm旗叶分别比倒二叶高11.31%、23.07%和33.95%。顺序衰老小麦陕229的表现正好与此相反。与自然天气条件相比,在干旱条件下叶片的衰老明显加快,旗叶和倒二叶叶绿素荧光特性差异更大,叶片非顺序和顺序衰老现象表现更明显。     

干旱条件下冬小麦籽粒灌浆期冠层叶片衰老特性研究

以冬小麦品种西农961、小偃6号、陕229为供试材料,研究了干旱条件下冬小麦不同品种冠层叶片衰老特性。试验结果表明,籽粒灌浆期冬小麦不同品种叶片衰老特性存在差异。与西农961和小偃6号相比较,陕229的叶绿素含量较高且降低趋势最缓慢;3个品种在开花后可溶性蛋白含量均呈现先升高后降低的趋势,在开花后第12 d达到最大值,其中陕229的可溶性蛋白质含量在灌浆中期降低速率较为缓慢;陕229的过氧化氢酶(CAT)活性在灌浆后期较高,降低速度慢,持续时间长;整个灌浆期间陕229的丙二醛含量最少,膜质过氧化程度最低,叶片衰老程度最慢。     

不同基因型大豆叶片生理特性的研究

为揭示自然界不同基因型大豆冠层温度是否存在分异,应用红外测温仪对5个大豆品种植株的冠层温度进行了长期观测,并同步测定了大豆主茎功能叶片的绿叶百分率、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量.结果表明,自然界存在冠层温度偏低的低温大豆种质即冷型大豆(如汾豆55、冀NF58)和冠层温度偏高的高温大豆种质即暖型大豆(如东大2号、渭豆20).在整个籽粒灌浆期,冷型大豆绿叶百分率、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性均比暖型大豆优越,丙二醛(MDA)含量随生育期的推移积累速度也较暖型大豆明显慢.由此认为不同基因型大豆冠层温度存在分异,且温度型与功能叶片衰老特性的优劣有着紧密的联系.     

干旱条件下磷对小麦叶片光合色素的影响

在控制磷素水平下,通过模拟干旱胁迫的水培,控制灌水量的盆栽是田间小区试验,测定了产苗期及拔节期叶片中的叶绿素,类胡萝卜素及叶绿素酸酯的含量变化。结果表明,干旱胁迫可使小麦叶片中叶绿类克萝卜素,类胡萝卜素及原叶绿素酸酯的含量变化。结果表明,干时胁迫可使小麦叶片中叶绿素,类胡萝卜素及原叶绿素酸酯的含量急剧下降,缺磷条伯下降低的更快;在轻度干旱胁迫时,光合色素具有调节和补偿作用,施磷时其补偿作用更为明显     

干旱条件下糜子叶片衰老与保护酶活性变化

在干旱棚栽培条件下以宁糜13号、内糜5号和晋糜4号糜子品种为材料,观测分析不同品种花后叶片叶绿素含量、保护酶活性(SOD、CAT、POD)以及丙二醛含量变化。结果表明,参试品种各功能叶片叶绿素含量及SOD、CAT、POD活性均在开花14 d后逐渐下降,MDA含量随着叶片的衰老而升高;参试品种叶片衰老的总体变化趋势一致,但衰老进程存在差异。与内糜5号和晋糜4号相比,宁糜13号叶绿素下降幅度小,各功能叶片衰老过程中SOD、CAT活性下降较慢,POD活性下降较快,MDA含量增加幅度小,叶片功能期长,衰老缓慢,有利于光合产物的积累;干旱条件下,叶绿素含量、过氧化氢酶CAT、超氧化物歧化酶SOD与单株产量呈正相关,而过氧化物酶POD、丙二醛MDA与单株产量呈负相关。     

花后干旱条件下冬小麦顺序和非顺序衰老同化物积累及转运特性

以小麦顺序衰老(正置茎)和非顺序衰老(倒置茎)茎为材料,比较研究了自然天气和干旱条件下小麦正置茎和倒置茎叶片绿叶面积、光合速率、蔗糖磷酸转运酶活性以及地上器官同化物积累和转运特性,旨为进一步研究小麦叶片非顺序衰老的生理生化机制提供思路和理论指导。试验表明:无论是自然天气条件还是干旱条件,温麦19、豫麦19和兰考矮早8倒置茎倒二叶的绿叶面积、光合速率和叶片干重均明显高于旗叶,表现出旗叶早于倒二叶衰老的特征;倒置茎花后同化物转运量、转运率和对籽粒的贡献率、穗重以及叶片蔗糖磷酸合成酶活性均明显高于正置茎。表明小麦叶片的非顺序衰老与花后同化物的快速转运有关,这种衰老方式对小麦籽粒的后期充实是有利的,并且对干旱条件有较强的适应能力。     

水分胁迫条件下冷暖型小麦幼苗期某些生理特性变化比较

采用溶液培养、PEG6000渗透胁迫处理等方法研究了不同温度型的小麦品种小偃6号(冷型)、陕229(冷型)和NR9405(暖型)在水分胁迫条件下,幼苗期小麦叶片中叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、细胞膜相对透性、叶片相对含水量(RWC)、水势等生理特性的变化.结果表明:水分胁迫条件下,与暖型小麦NR9405相比,冷型小麦小偃6号和映229叶片中叶绿素和可溶性蛋白质含量下降缓慢,细胞膜相对透性较低,相对含水量(RWC)、水势较高.该结果说明,冷型小麦对于干旱的适应性较暖型小麦强.     

冷型小麦产量及其构成因素的施肥效应分析

2002~2004年的田间小区试验结果表明,冷型小麦的产量构成因素与暖型小麦无显著差异,但施肥后,冷型小麦的有效穗数、穗粒数、千粒重、单茎粒重和产量的增加幅度均大于暖型小麦,如冷型小麦小偃6号、陕229和RB6的产量增加幅度分别为38.2%、31.6%和40.0%,而暖型小麦NR9405和9430的产量增加幅度分别为9.3%和27.3%。在供肥条件下,暖型小麦的库源矛盾比冷型小麦突出。冷型小麦的肥料农学效率比暖型小麦高,前者分别为7.45、5.94和8.56 kg/kg,后者分别为1.52和5.19 kg/kg;冷型小麦对肥料有较大的响应度,施肥后增产效果显著。供试土壤中氮肥的农学效率显著高于磷肥,应优先施用氮肥。     

干旱—低温交叉逆境下小麦渗透调节能力的变化与交叉适应的关系

利用砂培的方法研究了3个抗旱、抗寒性不同小麦品种在干旱、低温交叉逆境下渗透调节物质及渗透调节能力的变化与交叉适应的关系.结果表明,3个小麦品种经适度的干旱、低温单一逆境处理后,可溶性糖、脯氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白质的含量均升高,表现出了一定的渗透调节能力;经交叉逆境(干旱+低温,低温+干旱)处理后,上述几种渗透调节物质含量进一步升高,渗透调节能力明显增强(晋麦47渗透调节能力分别升高了66.38%和51.27%;郑引1号分别升高了71.77%和71.09%;长武6878分别升高了56.36%和62.91%),质膜相对透性明显降低(与单一逆境相比,晋麦47膜透性分别下降了23.03%和22.94%;郑引1号分别下降了20.27%和8.91%;长武6878分别下降了28.17%和23.44%).同时从实验数据可见在逆境条件下,抗性品种的渗透调节能力显著高于敏感品种.上述结果表明植物对不同逆境的适应存在着某些共同的生理基础,其中在交叉逆境下植物渗透调节能力的增强是交叉适应的可能生理机制之一.     

干旱胁迫对不同小麦品种花后旗叶生理特性的影响

在防雨旱棚池栽条件下研究了干旱胁迫对不同小麦品种旗叶某些生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫条件下,小麦开花后旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和保护酶系统SOD、CAT和POD活性均降低,膜脂过氧化产物MDA含量升高,产量也随之下降。与水浇地品种相比,旱地品种青麦6号和鲁麦21旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量相对较高且下降缓慢,SOD、CAT和POD活性降低的幅度比较缓和,随着干旱胁迫MDA含量继续积累的速度缓慢,产量及产量构成因素降低的幅度小。青麦6号与鲁麦21相比,旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和SOD、CAT、POD活性较高,MDA含量较低并且最终产量较高,说明青麦6号在干旱胁迫条件下能保持一个相对较优的生理状态,其代谢功能和抗旱能力较强。     

干旱对小麦灌浆期旗叶光合等生理特性的影响

对盆栽小麦开花灌浆期进行正常供水(CK)、中度干旱胁迫(MS)和严重干旱胁迫(SS)3种水分处理,测定旗叶各生理指标变化。结果表明:花后0～28d,中度干旱胁迫的旗叶中可溶性蛋白含量变化与对照接近,严重干旱胁迫下可溶性蛋白含量较低;开花8天以后,两种干旱处理旗叶中可溶性糖含量均高于对照,在开花第28天,分别高出对照2.8％和3.7％;两种干旱处理,开花16d以前,旗叶中脯氨酸(Pro)含量急增,尔后又降低;整个开花灌浆期间,中度干旱胁迫旗叶中叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和单叶WUE与对照接近,严重干旱胁迫处理下,则明显较低,但单叶WUE增加;随着干旱程度增加旗叶水势降低;花后23d时,严重干旱处理水势低于对照1.3MPa。     

干旱对不同抗旱性小麦旗叶光响应特征和产量的影响

为了探讨干旱对不同抗旱性小麦品种的光响应差异及其对产量的影响,于2013—2014年和2014—2015年,在防雨棚池栽条件下以强抗旱性小麦品种晋麦47(JM47)和弱抗旱性小麦品种偃展4110(YZ4110)为材料,设置拔节后持续干旱(W1,50%±5%最大田间持水量(MFC))、开花后干旱(W2,拔节至孕穗期70%±5%MFC、开花后50%±5%MFC)和拔节后适墒(W3,75%±5%MFC)3个水分处理,研究不同处理对小麦旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和瞬时水分利用效率(IWUE)光响应曲线和产量性状的影响。结果表明,灌浆前期和灌浆中期小麦旗叶Pn、Gs、Tr和IWUE的光响应曲线均呈减幅增加甚至出现拐点后略有降低的趋势,Ci呈相反趋势。不同处理间Pn、Gs和IWUE的差异表现为灌浆前期大于灌浆中期,Gs的差异大于Ci。与W3相比,两品种W1和YZ4110品种W2的Pn、Gs、Tr和IWUE光响应曲线降低,Ci光响应曲线提高;JM47品种W2的Pn、Gs和IWUE光响应曲线灌浆前期提高,灌浆中期降低;W1和...