基于VIGS技术的小麦干旱响应基因TaEF-1α的功能研究

为了进一步研究Ta EF-1α基因在小麦响应干旱胁迫中的作用,首先在正常灌水和干旱胁迫2个处理下对Ta EF-1α基因在转录水平上的表达量进行了验证,并利用VIGS(Virus induced gene silencing)技术将Ta EF-1α基因进行沉默,对其功能进行研究。结果表明,Ta EF-1α基因在m RNA水平上的表达量与其蛋白水平上的变化趋势一致,均受干旱诱导上调表达。与正常灌水且未进行VIGS沉默处理的植株相比,干旱处理且未进行VIGS沉默处理的植株中Ta EF-1α基因表达量极显著升高,其叶片相对含水量也极显著降低、相对电导率和丙二醛(MDA)含量则极显著升高;干旱条件下,与未进行VIGS沉默的对照植株相比,VIGS沉默后的植株中Ta EF-1α基因表达量极显著下降,其叶片相对含水量也极显著降低、相对电导率和丙二醛(MDA)含量则极显著升高,植株表现出叶片下垂、对干旱胁迫敏感的表型。综合干旱处理和VIGS沉默Ta EF-1α基因后小麦植株的表型和生理指标变化,说明干旱胁迫诱导小麦植株中Ta EF-1α基因上调表达,敲低Ta EF-1α基因表达后小麦抗旱性显著下降,因此,Ta EF-1α基因在小麦响应干旱胁迫中可能发挥了重要作用。     

补灌量对夏玉米光合和叶绿素荧光特性的影响

以夏玉米品种郑单958、中科11、浚单20和浚单22为材料,采用池栽试验,设置不同程度水分亏缺处理,研究了补灌量对四个品种叶片光合特性、叶绿素荧光参数和产量的影响.结果表明,随补灌量减少,玉米生长受抑制,叶面积指数(LAI)降低,叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、SPAD值和光化学淬灭系数(qP)均降低,而叶片水分利用效率(LWUE)呈升高趋势,正常灌水与中度亏缺无显著差异,与重度亏缺差异显著;初始荧光(Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和非光化学淬灭系数(NPQ)变化不明显.亏缺补灌下叶片光合能力和光能转化效率的降低是玉米减产的主要因素.品种间变化幅度不同,降幅小的品种受干旱影响小,抗旱性较强,四个品种抗旱性表现为:中科11＞郑单958、浚单20＞浚单22.由于受区域气候的影响,季节性干旱条件下适量中水补灌可起到节水稳产的作用.     

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。     

不同肥力下生育后期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响

采用防雨棚下池栽试验,研究了不同肥力下冬小麦生育后期水分亏缺对冬小麦产量及水分利用效率的影响.结果表明,冬小麦干物质积累量、千粒重、穗数、穗粒数、产量均随土壤肥力和含水量的提高而呈增加的趋势,且与全生育期充分灌溉相比,各干旱胁迫处理的干物质积累量、千粒重、穗数、穗粒数、产量的降幅均随土壤肥力的提高而减小,其中土壤水分含...     

渗透胁迫下不同抗旱性小麦品种的幼苗叶片抗氧化特性差异

为探明小麦抗旱性提升的活性氧清除机制,以抗旱性弱的品种豫农202和抗旱性强的品种洛旱7号为材料,在室内PEG-6000渗透胁迫条件下,测定了不同抗旱性小麦品种幼苗叶片抗氧化特性的差异.结果表明,小麦幼苗生物量在渗透胁迫下显著降低,抗旱性弱的豫农202降幅较大;超氧阴离子自由基(O2-·)产生速率在不同抗旱性品种之间表现不同,抗旱性弱的豫农202在渗透胁迫下增幅显著,而洛旱7号在低渗透胁迫下增幅不明显,在高渗透胁迫下增幅显著;过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量随胁迫程度的增加而增加,且豫农202增幅较高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在渗透胁迫下增加显著,且抗旱性强的洛旱7号增幅均大于抗旱性弱的豫农202,但CAT在高渗条件下不显著.以上结果表明,小麦抗旱性的提高与抗氧化保护酶活性增强有关,主要差异应在于SOD和POD的活性.     

拔节期水氮运筹对冬小麦籽粒灌浆期叶片光合特性及水分利用效率的影响

为给冬小麦节水高效栽培提供理论依据,在防雨、基施氮量和开花期灌水量相同的条件下,通过拔节期不同追氮和灌水处理,研究了水氮运筹对冬小麦籽粒灌浆期叶片光合特性及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,冬小麦旗叶净光合速率、蒸腾速率、叶绿素a、叶绿素b均随拔节期灌水量的增加而升高.在相同灌水量下,增加追氮量能显著提高叶片净光合速率、蒸腾速率、叶绿素a和b含量.追氮能显著提高叶片WUE,增加拔节期灌水量达W2(750 m3/ha)水平以上能显著提高叶片WUE.在N1(0 kg/ha)和N2(90 kg/ha)追氮量下,增加拔节期灌水量有利于提高叶片WUE,但在N3(180 kg/ha)水平下,增加拔节期灌水量不利于叶片WUE的提高.水、氮之间存在显著的互作效应,光合效率以N3W3处理(追氮量为180 kg/ha,拔节期灌水量为1 050 m3/ha)最高,而叶片WUE以N2W3处理(追氮量为90 kg/ha,拔节期灌水量为1 050 m3/ha)最高.通径分析表明,光合性状对叶片WUE的直接贡献大小依次为:净光合速率＞气孔导度＞叶绿素a＞胞间CO2浓度＞叶绿素b＞蒸腾速率.     

不同灌水量对垄作小麦水分利用及产量和品质的影响

在田间试验条件下研究了不同灌水量对垄作小麦的水分利用、产量和品质的效应.结果表明,与平作相比,垄作的降雨利用率和水分利用效率均有不同程度的增加,其中以垄作60%的降雨利用率最高,垄作100%的水分利用率最高;而灌水利用率除垄作100%有幅度不大的增加外,垄作60%和垄作80%有较大幅度的降低.垄作条件下小麦产量有明显的增加,尤以垄作100%增加幅度大,这种增产效应是由千粒重和穗粒数的明显增加导致的,而穗数有一定幅度的减少;垄作60%和垄作100%的增产效果不明显;垄作下小麦面团的粉质性状均变劣,垄作100%的劣化程度较低,垄作80%的劣化程度最高;小麦面团的拉伸性状与粉质性状表现一致.     

拔节期补灌对豫中冬小麦籽粒灌浆和产量的影响

为研究豫中补灌区冬小麦产量形成的补灌效应,以洛旱6号和豫农202为材料,在大田条件下研究了拔节期灌水对冬小麦籽粒灌浆及产量的影响。结果表明:随灌水量的增加,2个冬小麦品种的叶绿素含量下降速度变慢,叶片衰老延缓。拔节期补灌可延长冬小麦灌浆时间,洛旱6号在少量补灌下有较长的灌浆时间,豫农202在常量补灌下有较长的灌浆时间。补灌处理对2个冬小麦品种的产量和产量性状影响不同。洛旱6号在少量补灌下产量最高(10 450.7 kg/hm2),较对照增产14.98%,其主要是通过穗粒数的增加而实现的;豫农202在常量补灌下产量较高(10 473.2 kg/hm2),较对照增产25.18%,其主要依赖于穗数和穗粒数的增加。两品种相比,豫农202的补灌效应更大。     

上部根区水分胁迫对玉米幼苗根系及地上部生长的影响

以郑单958为材料,采用营养液培养的方法,研究了玉米幼苗上部根系(以玉米幼苗节根发生部位为上端,0～3.5cm为上部根系,3.5cm以下为下部根系)在不同的水分胁迫下[(露置在空气中,模拟水分胁迫(W1);露置在空气中与浸没于营养液中循环进行,模拟干湿交替(W2);浸没于营养液中,模拟正常水分供应(CK)]对玉米不同根区的根系及其地上部生长发育的影响。结果表明:玉米幼苗上部根区持续性的水分胁迫或周期性的水分胁迫可以明显促进其根系生长及功能的提高。在根系干质量、初生根长度、次生根长度和根系活力上,各处理均表现为W1>W2>CK,其中W1处理分别比CK增加了120.6%、76.1%、35.8%、13.6%,W2处理分别比CK增加了47.4%、32.9%、14.2%、8.1%。而地上部干质量和整株干质量各处理之间则表现为W1相似文献   

河南省冬小麦土壤生物活性对滴灌方式的响应

研究河南省井灌区冬小麦土壤生物活性对滴灌方式的响应,为该区最佳滴灌方式选择提供土壤生物学依据。在田间设置2个滴灌定额水平(I:127.5 mm、90 mm)和2个滴灌带间距水平(D:80 cm、60 cm),在冬小麦开花期、灌浆期和成熟期采集耕层土壤,测定细菌、真菌、放线菌3种土壤微生物数量和转化酶、脲酶、磷酸酶、水解酶(CAT)、脱氢酶、氧化还原酶(PPO)6种土壤酶活性及小麦产量。结果表明:1)I127.5D80处理的土壤细菌、放线菌生长最旺盛,I90D60处理次之。尤其在成熟期,I127.5D80处理的细菌、放线菌数量比I127.5D60处理分别显著提高5.48倍和10.04倍;2)I127.5D80处理成熟期脱氢酶活性显著高于其余处理,开花期和灌浆期CAT活性均显著低于其余处理。其中,成熟期脱氢酶活性较I127.5D60、I90D60、I90D80处理分别提高208.33%、50%、18.09%,开花期和灌浆期CAT活性分别降低43.52%、46.74%、55.91%和53.25%、10.88%、55.12%;3)土壤生物学响应系数与小麦产量呈极显著正相关关系,I127.5D80处理土壤生物学响应系数、小麦产量均最高,是最佳的滴灌方式。