花后干旱和渍水下氮素供应对小麦籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响

 防雨池栽条件下，设置渍水、干旱和对照3个水分处理，每个水分处理下再设置2个施氮水平，研究了花后渍水和干旱逆境下氮素对两个籽粒蛋白质含量不同的小麦（Triticum aestivum L.）品种籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响。研究结果表明，与对照相比，花后干旱和渍水均降低旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）和谷丙转氨酶（GPT）活性，但水分逆境下增施氮肥可以提高旗叶磷酸蔗糖合成酶（SPS）、GS和GPT活性。灌浆期籽粒-蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、结合态淀粉合成酶（GBSS）、GS和GPT活性均呈下降趋势，水分逆境下小麦籽粒SS和GS活性降低，干旱提高GPT活性，而渍水使其降低。土壤水分适宜或亏缺条件下增施氮肥可以提高籽粒SS活性，而渍水下增施氮肥降低SS活性。干旱和渍水下增施氮肥可以提高籽粒SSS、GBSS、GS和GPT活性。干旱处理提高直链淀粉积累速率和蛋白质含量，而渍水使其降低。土壤干旱和渍水下增施氮肥降低直链淀粉和支链淀粉积累速率，提高了蛋白质含量，且适宜水分或亏缺条件下增施氮肥可以提高蛋白质积累量，而渍水下增施氮肥不利于蛋白质积累。     

钾素水平对小麦氮素积累和运转及籽粒蛋白质形成的影响

 【目的】试图阐明施钾对小麦植株氮素积累、运转和籽粒蛋白质形成的影响机理。【方法】在池栽条件下，以宁麦9号（低蛋白）和扬麦10号（中蛋白）两个蛋白质含量不同的冬小麦品种为材料，研究了不同施钾水平下植株氮素积累、运转和开花期叶片含钾量的特征及其与籽粒蛋白质和各组分含量的关系。【结果】与不施钾相比，施钾提高了籽粒蛋白质含量，极显著提高了球蛋白和醇溶蛋白含量，由于对谷蛋白含量的作用甚微，因而显著降低了谷/醇比。施钾提高了开花期叶片含钾量进而显著促进了小麦植株花前氮素的积累和贮存氮素的运转，较高的开花期叶片钾营养水平显著提高了扬麦10号的花后氮积累，但对宁麦9号花后氮积累的促进作用较小。两种类型小麦的籽粒蛋白质含量对施钾的响应程度不同，扬麦10号大于宁麦9号。【结论】施钾条件下，因较高开花期叶片含钾量而显著提高的宁麦9号花前贮存氮素运转量和扬麦10号花后氮积累量，分别是这两种类型小麦籽粒蛋白质含量增加的重要生理原因。在本试验条件下，宁麦9号和扬麦10号的适宜施钾水平分别为K2O 150、225 kg·ha-1。     

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。     

冬小麦冠层氮素垂直分布特征及其与籽粒蛋白质的关系

为了阐明小麦植株的氮素营养状况并合理调控品质形成,以弱筋小麦品种宁麦9号和强筋小麦品种豫麦34为材料.研究了氮肥运筹对冬小麦冠层氮素垂直分布特征的影响及其与籽粒蛋白质的关系.结果表明,植株氮含量随冠层层次的降低而降低;与对照(N0)相比,施氮显著增加了冠层氮含量.氮肥基追比对两品种冠层氮素垂直梯度值影响不一致,宁麦9号中上部叶片氮素梯度值随追肥比例增加而减小,下部叶片及茎鞘层氮素梯度值随追肥比例增加而增大;豫麦34整个冠层氮素垂直梯度值均随追肥比例增加而增大.相关分析表明,宁麦9号开花期冠层的下部、灌浆期下层叶片、中上层茎鞘间形成大的氮素梯度,促进了蛋白质积累;而豫麦34开花期冠层的中下部及灌浆期整个冠层形成大的氮素梯度,有利于提高籽粒蛋白质含量.因此认为宁麦9号和豫麦34分别采用基追比7:3和3:7的氮肥运筹方式能够合理协调氮素垂直分布,定向调控籽粒蛋白质的形成.     

镉胁迫对小麦幼苗膜脂过氧化作用及镉吸收转运的影响

为了明确镉(Cd)胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响,选用川35050和山农483两个小麦品种,在水培条件下设置0、30、50 μmol/L 3个处理浓度,研究Cd胁迫下小麦幼苗膜脂过氧化作用、糖氮含量和Cd吸收转运的变化.结果表明,Cd胁迫下,两个小麦品种幼苗叶片丙二醛(MDA)含量随着Cd浓度增大而上升,超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性则随着Cd浓度增大而下降.植株地上部和地下部全氮含量和可溶性总糖含量均随Cd浓度增大而下降,游离氨基酸含量则呈相反趋势,糖氨比降低.小麦植株幼苗地上部、地下部Cd含量和积累量在Cd处理间差异显著,地上部/地下部Cd含量比随着Cd浓度的增大而呈下降趋势.Cd胁迫下叶片膜脂过氧化作用加剧、地上部和根系营养平衡失调,是Cd对小麦幼苗产生毒害的重要原因.     

不同水稻基因型的根系形态生理特性与高效氮素吸收

土培盆栽试验下，采用3个氮素吸收效率（NAE）有显著差异的水稻基因型五优244（低NAE）、R83—12（中NAE）和水源349（高NAE）为材料，研究了水稻拔节期根系形态特征和生理特性的基因型差异及其与高效氮索吸收的关系。结果表明，水源349总根长、根密度、根表面积和根干重极显著高于R83．12和五优244，且根系总吸收面积、活跃吸收面积和活跃吸收面积／总吸收面积最大，为高效氮索吸收提供了条件。水源349具有较强的根系耗能、氧化还原力、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶活性，促进根内碳水化合物的合成及氮吸收和同化，提高了根系伤流强度及可溶性糖和游离氨基酸含量，进而显著提高了地上部氮含量和氮积累量。逐步回归表明，拔节期较高的根密度、根系总吸收面积和地上部氮含量是水稻氮索高效吸收的重要特征，可作为水稻氮素高效管理和遗传改良的可靠指标。     

不同生态点播期对小麦籽粒戊聚糖含量的影响

2001至2002年分别在河北保定、江苏徐州和姜堰3个不同的生态点,研究了播期（适播和晚播）对小麦（徐州26、皖麦38和徐州25）籽粒戊聚糖含量的影响。结果表明：晚播能极显著提高小麦籽粒戊聚糖含量。在播期、环境与基因犁凼子中,以环境对籽粒戊聚糖含量的影响最大。保定点和姜堰点的小麦籽粒戊聚糖含量明显高于徐州点。播期与生态点间、生态点与品种间存在显著的互作效应。播期相同,环境对小麦籽粒戊聚糖含量的影响大于基因型。随着纬度的升高,播期对籽粒戊聚糖含量的影响下降。小麦籽粒戊聚糖含量与气象因子密切相关,以花后气象因子的效应大。     

谷氨酰胺对扬麦9号强势和弱势籽粒淀粉及蛋白质积累的调控

离体穗培养条件下,研究了培养基中不同谷氨酰胺供应水平对冬小麦品种扬麦9号强势和弱势籽粒粒重以及淀粉和蛋白质及其组分积累的影响。结果显示,弱势籽粒的蔗糖和氨基酸含量均较强势籽粒高,而其积累量均较强势籽粒低,可见弱势籽粒中同化物贮存量较强势籽粒少,其合成淀粉和蛋白质的能力较强势籽粒低。在一定范围内提高谷氨酰胺供应水平可显著促进弱势籽粒淀粉和蛋白质的积累,提高弱势籽粒粒重,可见一定范围内改善氮素营养有利于弱势籽粒物质积累;但相同谷氨酰胺浓度下强势籽粒淀粉、蛋白质和氨基酸积累量均高于弱势籽粒,强势籽粒四种蛋白组分的积累量均较弱势籽粒高。4和6 g／L谷氨酰胺处理下,强势和弱势籽粒淀粉、蛋白质及氨基酸含量的差异小于其他较高或较低谷氨酰胺浓度。强势籽粒清蛋白和球蛋白含量略低于弱势籽粒,而醇溶蛋白和麦谷蛋白在2-6 g／L时高于弱势籽粒,但差异较小。