苗期和拔节期低温胁迫对扬麦16产量和生理特性的影响

论文摘要

本研究于2008～2010年在扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室试验场和人工智能温室进行,以中筋小麦扬麦16为供试品种,研究苗期和拔节期低温胁迫对小麦冻害发生率、低温胁迫后叶片生理特性变化特征和产量的影响,为小麦生产中冻害防御和灾后补救提供理论和实践依据,试验主要结果如下:1、小麦苗期遇低温胁迫,会出现叶尖枯黄、卷曲,叶片萎蔫、有短暂停止生长的现象,扬麦16在苗期遭遇-60C的低温虽然发生冻害,但尚不是致死温度,但在-8℃处理持续24h以上即产生严重冻害,主茎和大分蘖死亡。小麦进入拔节期,遭遇-2℃低温持续1h即产生严重冻害,造成主茎和大分蘖发生死亡,说明扬麦16在拔节期,受害程度高于苗期,-2℃即为其致死温度,持续时间延长或温度继续降低,植株死亡率增加。2、低温胁迫后,随着处理温度的降低或胁迫时间的延长,叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均呈下降趋势,叶绿素a/b呈先下降后上升的趋势。拔节期低温胁迫下小麦叶片光合速率的下降,叶绿素含量的下降是主要原因,此外可能还有气孔和非气孔因素。3、拔节期低温胁迫后,主茎14C光合产物向其它部位的生长中心运转的比例增大,当主茎或分蘖Ⅰ受冻死亡,其光合产物向能成穗的分蘖和新生分蘖运转,而未遇低温胁迫的植株,主茎的光合产物90%以上供应给主茎自身,不足10%的光合产物运转给其它分蘖。4、苗期低温胁迫初期,绿叶SOD、POD、CAT酶会产生应激效应,活性均表现出增强的趋势,随着低温胁迫强度的增加,活性又表现出明显的下降趋势;在-4℃和-6℃处理时SOD活性呈先上升后下降趋势,POD、CAT活性呈上升趋势;-8℃胁迫时SOD、POD活性下降,CAT活性上升幅度趋缓。拔节期低温胁迫后,-2℃和-4℃处理下SOD、CAT、POD活性均呈先上升后下降趋势。苗期和拔节期低温胁迫后,小麦植株体内MDA含量都有不同程度的增加,拔节期MDA含量高于苗期。5、苗期低温胁迫下,-4℃和-6℃处理时绿叶可溶性蛋白和可溶性糖含量明显高于对照,且随温度的降低和处理时间的延长呈上升趋势,但叶片中游离脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势;-8℃处理时,可溶性糖含量呈先上升后下降的趋势,可溶性蛋白含量呈上升趋势,游离脯氨酸含量呈下降趋势。拔节期低温胁迫后,除了叶片中可溶性蛋白含量、-2℃处理下的可溶性糖含量呈上升趋势外,其它处理可溶性糖和游离脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势。6、拔节期低温胁迫使穗数下降,每穗粒数降低,但对千粒重影响较小。不同低温处理对产量的影响有差异,随着胁迫温度降低或时间的延长,产量下降幅度增大。-2℃处理6h、-4℃处理3h内减产程度相对较小,-4℃处理6h后,产量大幅度下降,到胁迫12h时,产量下降了超过1/3,到胁迫48h时,产量下降达56.15%,苗期-8℃的低温胁迫和拔节期超过-2℃的低温胁迫,只要分蘖节未被冻死,均能发生高节位分蘖并成穗,在一定程度上弥补产量损失。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1. 前言
• 1.1 小麦冻害类型特点及对产量的影响
• 1.2 低温胁迫对植株光合特性的影响
• 1.2.1 低温胁迫对植株光合速率的影响
• 1.2.2 低温胁迫对叶绿素荧光特性的影响
• 1.3 低温胁迫对小麦膜脂特性的影响
• 1.4 低温胁迫对细胞保护酶类的影响
• 1.5 低温胁迫对水分代谢和细胞渗透物质的影响
• 1.5.1 水分代谢与抗寒性的关系
• 1.5.2 低温胁迫对可溶性糖含量的影响
• 1.5.3 低温胁迫对可溶性蛋白含量的影响
• 1.5.4 低温胁迫对脯氨酸含量的影响
• 1.6 小麦冻害防御措施及补救措施
• 1.7 研究目的及意义
• 2. 材料与方法
• 2.1 试验设计
• 2.1.1 苗期低温处理试验
• 2.1.2 拔节期低温处理试验
• 2.1.3 C 同位素示踪处理
• 2.2 测定项目及方法
• 2.3 数据分析方法
• 3. 结果与分析
• 3.1 不同时期低温胁迫条件下小麦冻害发生率特征
• 3.1.1 苗期低温胁迫条件下小麦冻害的发生率
• 3.1.2 拔节期低温胁迫条件下小麦冻害的发生率
• 3.1.3 苗期与拔节期低温胁迫的差异性分析
• 3.2 拔节期低温胁迫对小麦籽粒产量及其结构的影响
• 3.2.1 对产量的影响
• 3.2.2 对产量结构的影响
• 3.2.3 产量及产量构成因素间的关系分析
• 3.3 低温胁迫对小麦植株光合物质生产与运转的影响
• 3.3.1 苗期和拔节期低温胁迫对叶绿素含量的影响
• 3.3.2 拔节期低温胁迫对光合速率的影响
• 3.3.3 拔节期低温胁迫对 C 光合产物的运转与分配的影响
• 3.3.3.1 -2℃低温胁迫对主茎 C 光合产物运转分配的影响
• 3.3.3.2 -4℃低温胁迫对主茎 C 光合产物运转分配的影响
• 3.3.3.3 拔节期低温处理后主茎合成 C 的光合产物在孕穗期再运转与再分配
• 3.3.3.4 拔节期低温处理后主茎 C 合成光合产物在成熟期的再运转与再分配
• 3.4 低温胁迫对细胞保护酶类和丙二醛含量的影响
• 3.4.1 低温胁迫对超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响
• 3.4.2 低温胁迫对过氧化物酶（POD）活性的影响
• 3.4.3 低温胁迫对过氧化氢酶（CAT）含量的影响
• 3.4.4 低温胁迫对丙二醛（MDA）含量的影响
• 3.5 低温胁迫对小麦绿叶渗透调节物质的影响
• 3.5.1 低温胁迫对绿叶可溶性糖含量的影响
• 3.5.2 低温胁迫对绿叶可溶性蛋白含量的影响
• 3.5.3 低温胁迫对绿叶游离脯氨酸含量的影响
• 3.6 低温胁迫下小麦几种指标间相关性分析
• 4. 小结与讨论
• 4.1 低温胁迫对小麦产量的影响
• 4.2 低温胁迫对小麦绿叶光合特性的影响
• 4.2.1 低温胁迫对叶绿素含量的影响
• 4.2.2 低温胁迫对光合速率的影响
• 4.2.3 低温胁迫对 C 光合产物的运转与分配的影响
• 4.3 低温胁迫对细胞保护酶活性和丙二醛含量的影响
• 4.4 低温胁迫对小麦体内渗透调节物质含量的影响
• 5. 参考文献
• 致谢