外源甜菜碱提高小麦幼苗抗盐性的研究

以小麦品系山农215953(SN215953)为材料,采用水培的方法,于幼苗期(两叶一心)根灌15mmol·L-1甜菜碱,研究了外源甜菜碱对盐胁迫下小麦幼苗水分状况、脯氨酸和可溶性糖含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1)外源甜菜碱可缓解盐渍造成的小麦幼苗叶片的水分损失,改善小麦幼苗的水分状况,并发现甜菜碱的这种作用主要是通过促进脯氨酸和可溶性糖的积累进而提高小麦叶片的渗透调节能力来实现。(2)外源甜菜碱可以维持盐胁迫下小麦幼苗叶片的抗氧化酶(SOD、APX、POD)活性,缓解盐渍造成的盐胁迫伤害,对盐胁迫下小麦幼苗生物膜的稳定性和完整性起到保护作用。     

外源甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗膜脂过氧化作用的影响

用PEG4000溶液对小麦（Triticum aestivum L.heimang)幼苗进行胁迫处理和加入外源甜菜碱（Betaine)作同样处理,6、12、18和24h测定生理变化。结果表明,与对照相比,外源甜菜碱导致小麦幼苗叶片含水量下降,相对膜透性增大,MDA含量升高,SOD和POD活性先降后增,同时脯氨酸大量积累。说明外源甜菜碱对小麦幼苗受伤害程度有明显加深作用。     

外源甜菜碱对干旱/盐胁迫下的小麦幼苗生长和光合功能的改善

本文用甜菜碱溶液浸种,研究了外源甜菜碱对干旱/盐胁迫下的小麦幼苗的生长状况和叶片光合转能的影响。结果表明,外源甜菜碱能使干旱/盐胁迫下的小麦幼苗地上部和根部的干重和含水量增加,使叶片叶绿素a荧光诱导动力学参数Fv/Fo, Fv/Fm和qP增高,qN降低,说明外源甜菜碱有利于植物对光能的捕获和转换,明显促进植物生长,降低干旱/盐胁迫对植物的抑制作用。     

甜菜碱对NaCl胁迫下小麦细胞保护酶活性的影响

本文以小麦为材料,研究甜菜碱对NaCl胁迫下小麦幼苗细胞保护酶系统的影响。结果表明,外源甜菜碱能够提高NaCl胁迫下小麦幼苗超氧化物歧化酶、过氧化物酶等细胞保护酶的活性,抑制过氧化作用产物丙二醛的积累,降低叶片质膜透性和盐害对细胞膜的伤害。所有这些变化都有利于提高NaCl胁迫下小麦幼苗细胞膜的稳定性、完整性和对NaCl胁迫的适应性。     

甜菜碱对NaCl胁迫下小麦细胞保护酶活性的影响

本文以小麦为材料,研究甜菜碱对ＮａＣｌ胁迫下小麦幼苗细胞保护酶系统的影响。结果表明,外源甜菜碱能够提高ＮａＣｌ胁迫下小麦幼苗超氧化物歧化酶、过氧化物酶等细胞保护酶的活性,抑制过氧化作用产物丙二醛的积累,降低叶片质膜透性和盐害对细胞膜的伤害。所有这些变化都有利于提高ＮａＣｌ胁迫下小麦幼苗细胞膜的稳定性、完整性和对ＮａＣｌ胁迫的适应性     

外源甜菜碱对干旱／盐胁迫下的小麦幼苗生长和光合功能的改善

本文用甜菜碱溶液浸种,研究了外源甜碱对干旱／盐胁迫下的小麦幼苗的生长状况和叶片光合转能的影响,结果表明,外源甜菜碱能使干旱／盐胁迫下的小麦幼苗地上部和根部的干重和含水量增加,使叶片叶绿素a荧光诱导动力学参数Fv/Vo,Fv/Fm和qP增高,qN降低,说明外源甜菜碱有利于植物对光能的捕获和转换,明显促进植物生长,降低干旱／盐胁迫对植物的抑制作用。     

盐分胁迫条件下甜菜碱对小麦幼苗体内Na^＋,K^＋和Cl^—的含量及 …

以抗盐品种茶淀红和盐敏感品种中国春等两种小麦为实验材料,研究甜菜碱对盐分胁迫条件下小麦幼苗Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋、Ｃｌ＾－的吸收、分配的影响。结果表明：外源甜菜碱能够在一定程度上限制幼苗对Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋、Ｃｌ＾－的吸收、分配的影响。结果表明：外源甜菜碱能够在一定程度上限制幼苗对Ｎａ＾＋、Ｃｌ＾－的吸收,阻滞其向地上部分运输的数量和速度,同时提高体内Ｋ＾＋含量、向上运输效率,降低地上部分对Ｎａ＾＋、Ｋ＾     

外源甜菜碱对盐胁迫一科幼苗体内几种与抗逆能力有关物质含 …

外源甜菜碱能提高ＮａＣｌ胁迫下小麦幼苗体内游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等物质的含量,限制幼苗根系对Ｎａ＾＋的吸收,并阻滞其向地上部分的运输,提高体内Ｋ＾＋含量及其向上的运输。     

盐分胁迫条件下甜菜碱对小麦幼苗体内Na+、K+和Cl-的含量及其分布的影响

以抗盐品种茶淀红和盐敏感品种中国春等两种小麦为实验材料,研究甜菜碱对盐分胁迫条件下小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）幼苗Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｃｌ－的吸收、分配的影响。结果表明：外源甜菜碱能够在一定程度上限制幼苗对Ｎａ＋、Ｃｌ－的吸收,阻滞其向地上部分运输的数量和速度,同时提高体内Ｋ＋含量、向上运输效率,降低地上部分对Ｎａ＋、Ｋ＋的选择性（ＳＮａ＋、Ｋ＋）,从而提高小麦幼苗抗盐性和对盐分胁迫的适应性。     

外源甜菜碱对低温胁迫下香蕉内源甜菜碱合成的影响

以巴西香蕉(MusaAAA Giant Cavendish cv.Brazil)幼苗为试验材料,用不同浓度外源甜菜碱(BT)预处理香蕉幼苗后,置于人工气候箱中模拟低温(7℃)胁迫,分别测定香蕉叶片和根系内源甜菜碱的含量和甜菜碱合成关键酶甜菜碱醛脱氢酶(BADH)活性,以探讨外源甜菜碱对香蕉叶片和根系内源甜菜碱合成的影响.结果显示:7℃低温胁迫16 h后,10 mg/L外源甜菜碱即可极显著提高香蕉幼苗叶片BADH活性,叶片内源BT含量也同步极显著增加,低温胁迫24h后根系内源甜菜碱的含量虽显著高于常温对照,其BADH活性却无显著提升.同时,香蕉幼苗叶片内源BT含量的积累与叶片BADH活性的提高具有显著正相关关系,与根系内源BT含量的增加呈极显著正相关关系,与外源BT浓度无显著相关性.研究表明,外源甜菜碱可促进低温胁迫下香蕉内源甜菜碱的合成和积累,叶片和根系均具有合成内源BT的能力.     

大气CO2浓度倍增和施氮对冬小麦光合及叶绿素荧光特性的影响

采用开顶式气室,通过土培盆栽实验研究了不同大气CO2浓度(背景空气浓度375μmol·mol-1和倍增浓度750μmol·mol-1)和氮素水平(不施氮和施氮0.25 g/kg)下两个冬小麦品种(小偃6号和小偃22)主要生育期(拔节、孕穗、扬花、灌浆期)叶片叶绿素含量和荧光动力学参数的变化.结果显示,与背景CO2浓度相比,在不施氮条件下大气CO2浓度倍增处理的小麦叶片出现明显的光合下调现象,而施氮时变化不明显;同时,CO2浓度倍增后小麦各主要生育期叶片叶绿素含量均有不同程度地下降,荧光参数初始荧光(F0)值明显提高,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、最大光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)值均显著降低.施氮可提高冬小麦各个时期叶片叶绿素含量、Fm、Fv、和Fv/F0值,降低F0值;不施氮条件下,大气CO2浓度倍增对冬小麦各主要生育时期叶绿素含量和荧光参数的影响明显,而施氮后影响微弱.研究表明,大气CO2浓度升高对冬小麦光合速率、叶绿素含量和光系统Ⅱ(PSⅡ)的光合电子传递和潜在活性具有一定抑制作用,通过施氮可以有效地缓解其负面效应.     

高温下干旱和渍水对冬小麦花后旗叶光合特性和物质转运的影响

以蛋白质含量不同的两个冬小麦品种扬麦9号和豫麦34为材料,研究了不同温度和水分条件下小麦花后旗叶光合特性的变化、营养器官花前贮藏干物质和氮素转运特征及其与籽粒产量和品质形成的关系.结果表明,高温及干旱和渍水均明显降低了旗叶光合速率和叶绿素含量（SPAD值）,但高温下干旱和渍水对光合作用的影响加重.小麦营养器官花前贮藏干物质、氮素转运量和转运率在适温下表现为干旱>对照>渍水,高温下则表现为对照>干旱>渍水.适温下花后同化物积累量表现为对照>渍水>干旱,高温下则表现为对照>干旱>渍水.花后氮素积累量在适温和高温下均表现为对照>渍水>干旱.籽粒淀粉含量以适温适宜水分处理最高,高温渍水下最低;蛋白质含量以高温干旱下最高,适温渍水下最低.温度和水分逆境下小麦粒质量和淀粉含量的降低与花后较低的光合能力及干物质积累有关,而蛋白质含量则与花前贮藏氮素的转运量和转运率有关.     

施氮量和花后土壤含水量对小麦旗叶衰老及粒重的影响

在防雨池栽培条件下,研究了施氮量和花后土壤含水量对小麦旗叶衰老和粒重的影响.结果表明：各氮肥处理下,小麦旗叶SPAD值、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性和光合速率（P_n）均表现为：花后土壤含水量60%～70%处理>80%～90%处理>40%～50%处理,小麦旗叶丙二醛（MDA）含量表现为：花后土壤含水量40%～50%处理>80%～90%处理>60%～70%处理,表明花后土壤含水量过高或过低均可导致小麦旗叶早衰,影响籽粒灌浆,降低粒重.在花后相同土壤含水量条件下,旗叶SPAD值、可溶性蛋白质含量、SOD活性、CAT活性和P_n均随施氮量的增加而升高,MDA含量随施氮量的增加而降低,表明增施氮肥可以延缓小麦旗叶衰老,但过量施用氮肥则不利于小麦粒重的提高,尤其是在花后土壤缺水的情况下,施用过多氮肥可导致小麦粒重下降.在小麦生产中可以将施用氮肥和控制花后土壤水分含量相结合,延缓小麦植株衰老,提高粒重.     

麦秸翻压还田对隔茬冬小麦旗叶抗性的生理效应

为了揭示秸秆翻压还田对冬小麦旗叶叶片衰老及抗性指标的变化规律,试验设置4个小麦秸秆翻压还田量(0、4500、6000、7500kg/hm2),测定分析了冬小麦旗叶叶绿素含量、光合速率、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白质含量等抗性指标。结果表明,秸秆还田可明显减缓冬小麦植株衰老过程中叶片叶绿素的降解和光合速率下降,并有效调节叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性下降、可溶性蛋白质含量下降和丙二醛(MDA)含量的增加,延缓了冬小麦生育后期叶片的衰老;通过对各抗性指标与光合速率的相关性分析表明,各抗性指标在抑制冬小麦衰老过程中的作用大小依次为:丙二醛>可溶性蛋白质>POD活性>SOD的活性(丙二醛-0.999**;可溶性蛋白质0.997**;POD活性0.976*;SOD活性0.954*)。综合各处理的抗性指标得出,处理Ⅲ(6000kg/hm2)在提高作物后期抗逆性能力方面表现较好,处理Ⅳ(7500kg/hm2)表现较差。     

土壤深层供水对冬小麦干物质生产的影响

采用根系研究装置研究了土壤深层供水对冬小麦干物质生产的影响 .结果表明 ,上层低湿度下层高湿度的处理在小麦灌浆期仍然保持了较高的土壤和叶片含水量 ,具有发达的根系 ,特别是 1m以下的根量在 4个处理中为最高 ,旗叶和穗的干重也最大 ,具有最大的产量潜力 .本研究表明 ,上层土壤较干下层土壤湿润有利于发挥小麦根信号的积极作用 ,平衡水分利用 ,同时通过对土壤水分的合理调节可以促进深层根的发育 ,有利于提高产量和水分利用效率 .     

高大气CO2浓度下氮素对小麦叶片光能利用的影响

关于氮素对高大气CO₂浓度下C₃植物光合作用适应现象的调节机理已有较为深入的研究, 但对其光合作用适应现象的光合能量转化和分配机制缺乏系统分析。该文以大气CO₂浓度和施氮量为处理手段, 通过测定小麦(Triticum aestivum)抽穗期叶片的光合作用-胞间CO₂浓度响应曲线以及荧光动力学参数来测算光合电子传递速率和分配去向, 研究了长期高大气CO₂浓度下小麦叶片光合电子传递和分配对施氮量的响应。结果表明, 与正常大气CO₂浓度处理相比, 高大气CO₂浓度下小麦叶片较多的激发能以热量的形式耗散, 增施氮素可使更多的激发能向光化学反应方向的分配, 降低光合能量的热耗散速率; 大气CO₂浓度升高后小麦叶片光化学淬灭系数无明显变化, 高氮叶片的非光化学猝灭降低而低氮叶片明显升高, 施氮促进PSII反应中心的开放比例, 降低光能的热耗散; 高大气CO₂浓度下高氮叶片通过PSII反应中心的光合电子传递速率(J_F)较高, 而且参与光呼吸的非环式电子流速率(J₀)显著降低, 较正常大气CO₂浓度处理的高氮叶片下降了88.40%, 光合速率增加46.47%; 高大气CO₂浓度下小麦叶片J_F-J₀升高而J₀/J_F显著下降, 光呼吸耗能被抑制, 更多的光合电子分配至光合还原过程。因此, 大气CO₂浓度增高条件下, 小麦叶片激发能的热耗散速率增加, 但增施氮素后小麦叶片PSII反应中心开放比例提高, 光化学速率增加, 进入PSII反应中心的电子流速率明显升高, 光呼吸作用被抑制, 光合电子较多地进入光化学过程, 这可能是高氮条件下光合作用适应性下调被缓解的一个原因。     

土壤水分对冬小麦生育后期叶片气体交换及叶绿素荧光参数的影响

通过防雨棚小区栽培,控制土壤供水系数(Kw)分别为0.8、0.6、0.4、0.2,以自然状况下的小区为对照(CK),研究土壤水分条件对冬小麦生育后期叶片气体交换及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:Kw为0.6处理的冬小麦叶片叶绿素含量与0.8处理接近,且显著高于其他处理(P<0.05);Kw为0.6处理对冬小麦叶片的气孔导度和蒸腾速率有轻度抑制,但其光合速率却高于0.8处理,而Kw为0.2处理的光合速率、气孔导度及蒸腾速率均为最低;气孔限制值在Kw为0.4处理下最高,其次为0.2处理,0.8处理下最低;冬小麦叶片的表观量子效率在Kw为0.4处理下最高,光补偿点总体上随着土壤水分含量的降低呈下降趋势,而光饱和点及最大光合速率则以Kw为0.6处理最高,其次为0.8处理,0.2处理最低;冬小麦叶片的天线转化效率Fv’/Fm’、电子传递速率ETR、实际量子效率ФPSII及光化学猝灭qP均以Kw为0.6处理最高,其次为0.8处理,0.2处理下最低;在Kw为0.2处理下,冬小麦光合作用主要受非气孔因素限制,而在0.4处理下,则主要受气孔因素限制。     

干旱高温及高浓度CO2复合胁迫对冬小麦生长的影响

研究了不同CO₂浓度、不同温度和水分条件及其组合对冬小麦产量、光合及水分的影响,以阐明气候变化对冬小麦的影响.结果表明: CO₂浓度升高对冬小麦光合速率没有影响,而升温和干旱均使光合速率显著下降.升高CO₂浓度与温度对冬小麦旗叶水分条件没有影响,干旱胁迫下旗叶相对含水量显著降低,而升温与干旱同时发生可降低旗叶水势.气温、CO₂浓度升高以及干旱胁迫共同作用下,冬小麦光合速率和旗叶水分条件显著降低,产量下降41.4%.CO₂浓度升高使冬小麦增产21.2%,温度升高使产量降低12.3%,CO₂浓度和温度同时升高对产量没有影响,干旱胁迫下产量下降程度更大.未来气候变化情景下,保持较高的土壤水分含量是减少气候变暖危害的重要手段.
     

增施有机肥对冬小麦同化物积累与分配的影响

基于¹³CO₂脉冲标记法,设置单施化肥(CF)和有机肥+化肥(OF)两个处理,通过分析不同施肥模式对麦田土壤和小麦植株中的有机碳含量、光合特性和同化物转化的影响,探讨增施有机肥对冬小麦同化物积累与分配的影响.结果表明: OF处理有利于提高麦田土壤有机碳含量和小麦光合特性,从而提高了小麦植株有机碳含量和干物质积累总量.同一时期标记至成熟与标记后第7天相比,两个施肥处理下叶和茎鞘中的¹³C含量与¹³C分配率均减少;穗部¹³C含量在拔节期和灌浆期均增加,开花期均减少,¹³C分配率各时期均增加.两个施肥处理相比,OF处理有利于灌浆期光合碳向穗部转运与积累,提高小麦穗部的¹³C分配率.相关分析结果表明,干物质积累量与净输入¹³C含量、净输入¹³C分配率呈极显著正相关关系,与植株中有机碳含量呈负相关关系;净输入¹³C含量与净输入¹³C分配率呈极显著正相关关系,与光系统II的最大光能转化效率(F_v/F_m)和净光合速率(P_n)呈负相关关系.综上,增施有机肥能增加麦田土壤有机碳含量,提高小麦的光合能力和光合产物向穗部的转运,最终有利于小麦穗部的同化物积累.     

Dry Matter Production,Photosynthesis of Flag Leaves and Water Use in Winter Wheat Are Affected by Supplemental Irrigation in the Huang-Huai-Hai Plain of China

Winter wheat is threatened by drought in the Huang-Huai-Hai Plain of China, thus, effective water-saving irrigation practices are urgently required to maintain its high winter wheat production. This study was conducted from 2012 to 2014 to determine how supplemental irrigation (SI) affected soil moisture, photosynthesis, and dry matter (DM) production of winter wheat by measuring the moisture in 0–20 cm (W2), 0–40 cm (W3), and 0–60 cm (W4) soil profiles. Rainfed (W0) and local SI practice (W1, irrigation with 60 mm each at jointing and anthesis) treatments were designed as controls. The irrigation amount for W3 was significantly lower than that for W1 and W4 but higher than that for W2. The soil relative water content (SRWC) in 0–40 cm soil profiles at jointing after SI for W3 was significantly lower than that for W1 and W4 but higher than that for W2. W3 exhibited lower SRWC in 100–140 and 60–140 cm soil profiles at anthesis after SI and at maturity, respectively, but higher root length density in 60–100 cm soil profiles than W1, W2 and W4. Compared with W1, W2 and W4, photosynthetic and transpiration rates and stomatal conductance of flag leaves for W3 were significantly greater during grain filling, particularly at the mid and later stages. The total DM at maturity, DM in grain and leaves, post-anthesis DM accumulation and its contribution to grain and grain filling duration were higher for W3. The 1000-grain weight, grain yield and water use efficiency for W3 were the highest. Therefore, treatment of increasing SRWC in the 0–40 cm soil profiles to 65% and 70% field capacities at jointing and anthesis (W3), respectively, created a suitable soil moisture environment for winter wheat production, which could be considered as a high yield and water-saving treatment in Huang-Huai-Hai Plain, China.