花后渍水对不同品质类型小麦籽粒产量和品质形成的影响及其生理机制

论文摘要

渍水是我国小麦生产的主要自然灾害之一,生育中后期渍害显著影响了小麦产量品质的形成。明确花后渍水对小麦籽粒产量和品质形成的影响及其生理机制对于深化小麦产量品质生理生态研究和指导小麦抗逆调优栽培具有重要的理论意义和应用前景。本研究在盆栽条件下,以蛋白质含量不同的小麦品种扬麦9号(低蛋白)、豫麦34(高蛋白)为研究材料,设置对照(相当于田间持水量的70～80%)和渍水(保持1～2cm的水层)两个水分处理,研究花后渍水对小麦旗叶光合和衰老特性,碳氮代谢,根系衰老特性及产量品质形成的影响,进一步明确花后渍水对小麦籽粒产量品质形成的影响及其生理机制。主要研究结果如下:1.花后渍水对小麦旗叶光合、衰老特性及干物质转运的影响。渍水显著降低了旗叶叶绿素含量、气孔导度、蒸腾速率和旗叶净光合速率,且豫麦34较扬麦9号下降幅度大。最大光化学效率、PSⅡ潜在活性、实际光化学效率及光化学猝灭在渍水下显著下降,同时初始荧光强度和非光化学猝灭显著上升,表明PSⅡ光反应中心遭到破坏。超氧化物歧化酶、过氧化物酶及豫麦34过氧化氢酶(POD)活性在溃水下显著降低,而扬麦9号POD活性则呈主要上升趋势。渍水条件下,花后植株干物质积累量降低以及籽粒灌浆速率的下降,使籽粒干物质积累量减少。2.花后渍水对小麦氮素吸收转运的影响。渍水降低了两小麦品种叶片、茎鞘、全株及籽粒氮含量和积累量;增加了营养器官成熟期氮素分配量,降低了籽粒氮素分配。扬麦9号营养器官花前贮藏氮素运转量和豫麦34营养器官花前贮藏氮素运转率显著降低,花后氮素积累量均显著下降。3.花后渍水对小麦根系衰老特性的影响。花后渍水显著降低了小麦根系生物重及根系活力。渍水下根系质膜相对透性增大,MDA含量显著增加,保护酶CAT、SOD活性下降,而POD活性则显著提高。相关性分析结果表明,根活力、根干重、过氧化氢酶CAT及MDA含量均与碳氮代谢指标及产量呈一定的显著相关。4.花后渍水对小麦籽粒产量和品质的影响。渍水显著降低了籽粒千粒重,影响籽粒产量形成;增加了直链淀粉、醇溶蛋白含量,同时蛋白质含量、支/直比及谷/醇比降低;小麦干湿面筋含量有所增加,面筋指数、沉降值、降落值均下降。综上所述,花后渍水加快小麦旗叶和根系衰老进程,影响小麦氮素吸收、干物质积累及其转运,是导致渍水下小麦籽粒产量、蛋白质含量及淀粉含量差异的主要原因,渍水下小麦旗叶和根系抗氧化酶CAT、SOD和POD活性、根系活力及旗叶光合特性的下降是影响小麦产量品质形成的主要生理基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 花后渍水对小麦产量和品质的影响
• 1.1 对小麦产量的影响
• 1.2 对小麦品质的影响
• 2 渍水逆境下小麦生理生化机制研究
• 2.1 对小麦根系特性的影响
• 2.2 对小麦氮素吸收转运的影响
• 2.3 渍水对小麦光合速率和叶绿素荧光动力学参数特性的影响
• 2.4 渍水逆境下小麦活性氧代谢及保护酶系统反应
• 2.5 渍水逆境下小麦同化物质运输
• 3 试验目的与意义
• 参考文献
• 第二章 花后渍水对小麦旗叶光合、衰老及物质转运的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样和测定方法
• 1.2.1 取样
• 1.2.2 测定方法
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 花后渍水对小麦旗叶SPAD、Pn、Gs和Tr的影响
• 2.2 花后渍水对小麦旗叶叶绿素荧光动力学参数的影响
• 2.3 花后渍水对小麦旗叶膜脂过氧化和抗氧化酶活性的影响
• 2.4 花后渍水下小麦旗叶光合速率与旗叶衰老性状的关系
• 2.5 花后渍水对小麦干物质积累和灌浆速率的影响
• 2.5.1 花后渍水对小麦营养器官干物质积累及变化速率的影响
• 2.5.2 花后渍水对小麦籽粒干物质积累及灌浆速率的影响
• 2.6 花后渍水对小麦干物质运转的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三章 花后渍水对小麦氮素吸收转运的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样和测定方法
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 花后渍水对小麦氮素积累量的影响
• 2.1.1 对叶片和茎鞘氮素积累量的影响
• 2.1.2 对籽粒和植株氮素积累量的影响
• 2.2 花后渍水对小麦全氮含量的影响
• 2.2.1 对叶片和茎鞘全氮含量的影响
• 2.2.2 对籽粒和植株全氮含量的影响
• 2.3 花后渍水对小麦氮素运转的影响
• 2.3.1 对小麦营养器官花前贮藏物质运转量和运转率的影响
• 2.3.2 对小麦花前贮藏物质运转和花后光合同化的影响
• 2.4 花后渍水下小麦成熟期各器官氮素分配
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四章 花后渍水对小麦根系衰老特性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样和测定方法
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 花后渍水对小麦根系生物重及根冠比的影响
• 2.2 花后渍水对小麦根系活力的影响
• 2.3 花后渍水对小麦根系抗氧化酶活性及膜脂过氧化的影响
• 2.4 花后渍水下小麦根系性状与旗叶碳、氮代谢及产量的关系
• 2.4.1 根系性状与氮代谢的相关性
• 2.4.2 根系性状与碳代谢的相关性
• 2.4.3 根系性状与产量及其构成因素的相关性
• 3 讨论
• 参考文献
• 第五章 花后渍水对小麦籽粒产量和品质的影响
• 1 材料和方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样和测定方法
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 花后渍水对小麦产量及其构成因素的影响
• 2.2 花后渍水对小麦籽粒蛋白质和淀粉含量及其组分的影响
• 2.2.1 对籽粒蛋白质及组分含量的影响
• 2.2.2 对籽粒淀粉及组分含量的影响
• 2.3 花后渍水对小麦面粉品质的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 第六章 讨论与结论
• 1 讨论
• 1.1 花后渍水对小麦籽粒产量和品质的影响
• 1.2 花后渍水下小麦生理机制对籽粒产量和品质形成的影响
• 1.2.1 花后渍水下根系衰老对小麦籽粒产量和品质形成的影响
• 1.2.2 花后渍水下旗叶衰老对小麦籽粒产量和品质形成的影响
• 1.2.3 花后渍水下碳氮代谢对小麦籽粒产量和品质形成的影响
• 1.3 研究展望
• 1.4 本研究的创新之处
• 2 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 致谢