不同冬小麦品种对低温胁迫的生理生化反应及抗冻性分析

论文摘要

本研究以20个冬性或半冬性小麦品种为材料进行盆栽试验,研究苗期和拔节初期低温胁迫下小麦功能叶生理生化特性的变化、籽粒产量及其构成因素的变化以及小麦功能叶抗冻蛋白的表达,旨在为小麦抗冻性育种提供理论依据和鉴定方法。主要研究结果如下:1.拔节初期低温胁迫对不同冬小麦品种籽粒产量及其构成因素的影响:小麦拔节初期经-4℃低温处理后,不同小麦品种的不育小穗数均增加;千粒重和每盆籽粒产量均明显下降;籽粒形态性状均发生了变化,绝大部分小麦品种籽粒长宽比和圆度均增加,籽粒等效直径和面积均减小。2.低温胁迫对不同冬小麦品种生理指标的影响:小麦苗期和拔节初期经低温处理后,不同小麦品种的SOD、POD和CAT活性均升高;MDA、可溶性蛋白和可溶性糖含量均降低。3.拔节初期低温胁迫处理后不同冬小麦品种籽粒产量与生理生化指标间的相关性:相关分析表明,拔节初期SOD、POD和CAT活性与籽粒产量均呈极显著负相关;MDA和可溶性糖含量与籽粒产量均呈极显著正相关。通径分析表明,功能叶SOD活性和可溶性糖含量是影响籽粒产量的主导因素,其中SOD活性对籽粒产量的直接影响较大,直接通径系数为-0.5785。4.不同品种冬小麦苗期抗冻性与拔节初期抗冻性评价及其相关性:以低温胁迫处理后苗期综合评价值、拔节初期综合评价值对所用20个不同小麦品种的抗冻性进行相对比较、分类和综合评价,苗期抗冻性相对较强的有济麦19、济麦20、良星99、鲁麦21、山农1135和山农8355,抗冻性相对较弱的有聊麦18、山农664、临麦2号和泰山9818,其余为中度抗冻类型;拔节初期抗冻性相对较强的品种有济麦19和山农8355,抗冻性相对较弱的品种有良星99、聊麦18、临麦2号、潍麦8号和淄麦12号,其余为中度抗冻类型。以低温处理后每盆籽粒产量下降的百分数作为小麦抗冻性评价的标准,抗冻性相对较强的品种有济麦19、济麦20、良星99、山农1135、山农8355、泰山23、泰山9818、汶农6号和烟农21,抗冻性相对较弱的品种有临麦2号、潍麦8号、烟农19和淄麦12号,其余品种为中度抗冻类型。相关分析表明,苗期综合评价值与籽粒产量下降的百分数之间呈显著负相关,说明小麦苗期抗冻性越强,籽粒产量下降的百分数越小。5.低温胁迫对苗期不同品种冬小麦功能叶蛋白质表达的影响:蛋白质表达分析表明,不同小麦品种抗冻性与小麦功能叶内蛋白质的表达有关。根据上述结果,可以认为,在小麦抗冻性品种的选育中,可以将SOD活性和可溶性糖含量作为生化指标,以苗期抗冻性为主,兼顾拔节初期的抗冻性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究目的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 抗寒性与细胞膜的关系
• 1.2.2 植物的抗寒性与生物自由基伤害
• 1.2.3 植物抗寒性与细胞信号传导
• 1.2.4 抗寒性的生理特性
• 1.2.5 抗冻（寒）蛋白
• 1.2.6 抗冻蛋白的热滞机理及其抗冻活性的鉴定
• 1.2.7 抗冻蛋白的表达调控
• 1.2.8 抗寒基因
• 1.2.9 小麦抗寒育种展望
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料与设计
• 2.2 测定项目与方法
• 2.2.1 籽粒形态性状测定
• 2.2.2 生理生化指标测定
• 2.2.3 蛋白质组分的分离纯化
• 2.3 统计分析
• 2.3.1 用公式（1）求出抗冻系数
• 2.3.2 用公式（2）求得每一小麦品种各综合指标的隶属函数值
• 2.3.3 用公式（3）可求出各综合指标的权重
• 2.3.4 用公式（4）计算各小麦品种的综合抗冻能力的大小
• 3 结果与分析
• 3.1 低温胁迫对不同冬小麦品种苗期和起身拔节期形态特征的影响
• 3.1.1 低温胁迫对不同冬小麦品种苗期形态特征的影响
• 3.1.2 低温胁迫对不同冬小麦品种拔节初期形态特征的影响
• 3.2 拔节初期低温胁迫对不同冬小麦品种籽粒产量及其构成因素的影响
• 3.2.1 对不育小穗数、千粒重和籽粒产量的影响
• 3.2.2 对籽粒形态性状的影响
• 3.3 苗期和拔节初期低温胁迫对不同冬小麦品种生理指标的影响
• 3.3.1 苗期低温胁迫对不同冬小麦品种生理指标的影响
• 3.3.2 拔节初期低温胁迫对不同冬小麦品种生理指标的影响
• 3.4 拔节初期低温胁迫条件下不同冬小麦品种籽粒产量与生理生化指标间的相关性
• 3.4.1 低温胁迫条件下不同冬小麦品种籽粒产量与生理生化指标的简单相关
• 3.4.2 低温胁迫条件下不同冬小麦品种籽粒产量与生理生化指标的偏相关分析
• 3.4.3 低温胁迫条件下不同冬小麦品种生理生化指标与籽粒产量的通径分析
• 3.5 不同品种冬小麦苗期抗冻性与拔节初期抗冻性评价及其相关性
• 3.5.1 不同品种冬小麦抗冻性评价
• 3.5.2 苗期和拔节初期不同小麦品种的D 值与籽粒产量下降百分数之间的相关性分析
• 3.6 苗期低温胁迫对不同品种冬小麦功能叶蛋白质表达的影响
• 4 讨论
• 4.1 拔节初期低温胁迫对不同冬小麦品种籽粒产量及其构成因素的影响
• 4.2 苗期和拔节初期低温胁迫对不同冬小麦品种生理指标的影响
• 4.3 拔节初期低温胁迫条件下不同冬小麦品种籽粒产量与生理生化指标间的相关性
• 4.4 不同品种冬小麦苗期抗冻性与拔节初期抗冻性评价及其相关性
• 4.5 苗期低温胁迫对不同品种冬小麦功能叶蛋白质表达的影响
• 5 结论
• 5.1 拔节初期低温胁迫对不同冬小麦品种籽粒产量及其构成因素的影响
• 5.2 低温胁迫对不同冬小麦品种生理指标的影响
• 5.3 拔节初期低温胁迫后不同冬小麦品种籽粒产量与生理生化指标间的相关性
• 5.4 不同品种冬小麦苗期抗冻性与拔节初期抗冻性评价及其相关性
• 5.5 苗期低温胁迫对不同品种冬小麦功能叶蛋白质表达的影响
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 硕士学位论文内容简介及自评