不同品质类型小麦非叶光合器官光合荧光特性研究

以强筋(郑麦9023)、中筋(新麦13)和弱筋(豫麦50)型小麦品种为试材,测定了它们非叶光合器官的叶绿素含量、荧光动力学参数、净光合速率及对籽粒的贡献率.结果显示,不同品质类型小麦非叶光合器官叶绿素含量表现为旗叶鞘>穗下节间>芒>穗部颖片,各非叶光合器官开花18d后叶绿素含量均表现为弱筋小麦>中筋小麦>强筋小麦;弱筋小麦的非叶光合器官在灌浆前期具有较高的Fv/Fm、ΦPSⅡ值,在灌浆后期其Fv/Fm和ΦPSⅡ值下降幅度显著小于强筋小麦并有较高的净光合速率;非叶光合器官对籽粒的相对贡献率依次为穗部>旗叶>节鞘,且对弱筋小麦籽粒的贡献率高于中筋和强筋小麦,其中节鞘和穗对弱筋小麦粒重的相对贡献率分别为15.7%和35.4%.研究表明,弱筋小麦豫麦50的非叶光合器官能维持较较强的光合能力,生产更多的光合产物,花后形成的光合产物对其粒重的增加起重要作用.     

不同种植行距的大穗型小麦品种''''兰考矮早八''''中几种与旗叶衰老有关的生理指标变化

在大田高产栽培条件下,检测不同种植行距的大穗型小麦品种‘兰考矮早八’开花后与旗叶衰老相关生理指标以及产量性状的结果表明,相对于传统行距为20cm而言,‘兰考矮早八’种植行距缩至15cm的花后旗叶中叶绿素降解减慢,丙二醛（MDA）含量下降,抗氧化系统酶活性增强,功能叶衰老减缓,穗粒重提高;行距缩至10cm时,尽管灌浆中后期过氧化物歧化酶（SOD）活性增强,但过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性下降,花后旗叶中叶绿素降解加快,MDA含量升高,植株衰老加快,穗粒重下降。     

小麦花后水分亏缺和复水对同化物转运和籽粒灌浆的影响

为了阐明水分亏缺对小麦花后同化物转运和籽粒灌浆的影响及其生理机制的相关变化,以盆栽小麦旱作品种‘长旱58’为材料,自花后9 d起,设置正常供水(WW)、中度干旱胁迫后复水(MD)和重度干旱胁迫后复水 (SD)3个水分处理,比较干旱胁迫后复水处理对小麦籽粒产量、产量构成因素及水分利用效率、强弱势粒灌浆动态、旗叶光合性能、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)转运、籽粒形成关键酶活性变化等的影响。结果表明：(1)与WW相比,MD处理显著增加了小麦穗粒数和千粒重,进而提高籽粒产量、水分利用效率和小麦弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,对强势粒则无显著影响,而SD处理则显著降低了穗粒数、千粒重、强弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率,但水分利用效率显著高于WW处理。(2)MD处理植株旗叶在小麦灌浆过程中维持了与WW基本相同的净光合速率,同时在小麦花后9~20 d时MD处理下气孔导度和蒸腾速率变化不明显,而在SD处理下气孔导度和蒸腾速率则急剧下降;另外,与WW相比,在整个灌浆期MD处理下旗叶叶绿素含量变化不显著,而SD处理下叶绿素含量呈大幅下降趋势。(3)MD处理提高了小麦弱势粒蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性;同时使灌浆中后期有较高的果聚糖水解酶(FEH)活性和较低果聚糖含量,显著增强了茎鞘同化物质转运,提高茎鞘储藏物质对粒重的贡献率。研究发现,中度水分胁迫后复水处理小麦植株具有较好的叶片性能、花后较多的茎鞘同化物向籽粒转运以及较高的弱势粒库活性,从而提高旱作小麦弱势粒灌浆速率,增加穗粒数和粒重, 进而提高籽粒产量。     

化学杂交剂对灌浆期小麦源流库的影响

以大穗小麦品种SN05-3和多穗小麦SN02-3为试验材料,研究了化学杂交剂BAU-9403对灌浆期小麦库、源、流的影响.结果表明,BAU-9403诱导的小麦雄性不育率大于95%,异交结实率高于92.5%;BAU-9403能够显著降低旗叶叶绿素含量和提高其净光合速率;喷药处理的干物质日生产量,茎、叶、鞘的干物质转移量及其输出率和转换率均下降;喷药处理籽粒饱满度平均减少0.222,平均灌浆速率降低0.306g/1000 grains·d-1,灌浆持续期平均缩短6.03d.BAU-9403处理的SN05-3净光合速率增加幅度、叶绿素含量及茎中干物质转移量、输出率和转换率下降幅度均高于SN02-3,而叶中干物质转移量下降幅度和鞘中的干物质输出率却低于SN02-3;SN05-3的灌浆持续期缩短幅度明显大于SN02-3,而其灌浆速率下降的程度小于SN02-3.综合分析表明,BAU-9403能够影响灌浆期小麦的光合生理特性,破坏库、源之间的平衡关系,使干物质积累和转运不畅,导致粒重下降,且品种间的反应存在差异.     

冷型小麦旗叶衰老和活性氧代谢特性研究

以典型的冷型小麦和暖型小麦为试验材料,研究了同一环境背景下不同温度型小麦开花后的旗叶衰老和活性氧代谢特性。结果表明,与暖型小麦相比,冷型小麦籽料灌浆期旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量下降缓慢、含量高,整个业粒形成和灌浆期ＭＤＡ积累速度慢、含量低,籽粒灌浆期防御活性氧伤害的关键性保护酶（ＳＯＤ、ＣＡＴ和ＰＯＤ）活性下隆幅度小,灌浆中后期活性水平高。由此认为,小麦旗叶衰老和活性氧代谢特性与其温度型的归属关     

不同小麦品种植株地上部Cu的积累和分配规律研究

以'长5864'、'济麦20'和'中普绿麦1号'3个小麦品种为材料,研究了常规大田种植条件下植株地上部Cu的积累分配规律.结果表明:(1)随生育期推进,小麦叶片和叶鞘Cu含量在前期呈波动变化,于起身期(或拔节期)出现峰值之后逐渐降低,其茎秆、穗部和籽粒中Cu含量则持续下降.(2)小麦植株地上部Cu的积累量在三叶期-返青期增长缓慢,返青期-抽穗期急剧增长,抽穗期-灌浆末期缓慢增加,并以拔节期-抽穗期为Cu积累高峰期;叶片、叶鞘、茎秆及穗轴+颖壳中Cu的积累量在抽穗期(或灌浆初期)达到峰值,籽粒Cu积累量则持续增加.(3)灌浆末期,植株地上部各器官Cu含量以叶片最高,穗轴+颖壳最低;Cu积累量以籽粒最高,穗轴+颖壳最低;籽粒中Cu的分配比例为51.20%,其主要来自营养器官的转移,并以茎秆Cu对籽粒的贡献率最高.(4)小麦植株地上部Cu的含量和积累量存在品种间差异,其中'中普绿麦1号'植株Cu含量较高,而'长5864'植株Cu积累量较高.     

晚播小麦叶片衰老代谢和粒重变化的比较研究

对７个小麦品种在晚播条件下的叶片衰老生理特性和粒重变化进行了比较研究。根据小麦叶片的衰老特征相差差异,将７个小麦品种区分为３个类型;后健型、早衰型和中间型。在小麦旗叶的衰老过程中,后健型小麦品种旗叶叶绿素和类胡萝卜素含量显著高于早衰型,脂质过氧化产物ＭＤＡ含量显著低于早衰型,小麦粒重降幅依次为早衰型〉中间型〉后健型,并讨论了活性氧代谢在小麦叶片衰老过程中可能作用。     

不同耕作方式对旱作冬小麦旗叶衰老和籽粒产量的影响

在旱作条件下研究了一次深翻、免耕、深松和传统耕作4种耕作方式对冬小麦花后旗叶衰老、小麦籽粒产量及土壤水分和养分状况的影响.结果表明：免耕和深松提高了小麦旗叶SOD和POD活性及可溶性蛋白和叶绿素含量,降低了MDA和O₂^-·含量,延缓了小麦叶片的衰老进程;同时,免耕、深松在开花期和灌浆期0～40 cm土层土壤水分含量分别比传统耕作提高了4.13％、6.23％和5.50％、9.27％,土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于传统耕作.一次深翻0～40 cm土层土壤水分含量低于传统耕作,土壤养分含量高于传统耕作,但两处理间差异不显著.与传统耕作相比,免耕和深松花后干物质生产量分别提高4.34％和4.76％,花后干物质转运率分别提高15.56％和13.51％,产量分别提高10.22％和9.26%.免耕和深松为冬小麦花后生长发育提供了良好的环境,延缓了小麦叶片衰老,促进了花后干物质积累及干物质向籽粒的转运,从而使籽粒产量显著提高,是旱作麦区适宜的耕作方式.     

生育前期遮光对水稻灌浆期剑叶生理特性及籽粒生长的影响

通过盆栽试验研究了生育前期（插秧至孕穗期）遮光对水稻分蘖、灌浆期剑叶生理特性、籽粒生长、产量及其构成因素的影响.结果表明：前期遮光使水稻分蘖数明显降低（降低26.72%）,齐穗期与成熟期发生延迟;遮光结束后,水稻灌浆期剑叶叶面积、可溶性糖含量分别比对照增加了33.86%和30.23%;每穗实粒数、千粒重、籽粒终极生长量、最大灌浆速率、平均灌浆速率分别比对照降低了8.65%、4.81%、9.74%、20.22%和19.13%;有效穗数与产量分别降低了25.26%和39.56%,差异显著;灌浆速率峰值的出现时间提前了1.66 d,实际灌浆时间延长了6.80 d.与弱耐荫水稻品种相比,耐荫品种灌浆前中期的剑叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量增加,灌浆期的剑叶叶面积增加幅度大,蛋白氮、可溶性糖含量及叶绿素 a/b升高,籽粒终极生长量及千粒重接近对照,减产幅度相对较低.     

灌浆期热胁迫对小麦不同绿色器官光合性能的影响

以4个冬小麦（Triticum aestivem L.）品种（“JD8”、“Jing411”、“Centurk”和“Tam202”）为材料,研究灌浆期热胁迫对旗叶叶片、旗叶鞘、穗下节间、护颖、外疑和芒的光合性能和籽粒产量的影响。结果表明：灌浆期对泪科进行热锻炼也能增加其耐热性且各绿色器官间耐热性差异显。耐热性较强的器官为穗下节间、旗叶鞘和护颖;热敏感器官为旗叶叶片、外颖和芒。热胁迫条件下,穗下节间1旗叶鞘和护颖的细胞膜热稳定性强,光系统Ⅱ原初光能转换效率（Fv/Fm）下降速率以及叶绿素和类胡萝卜素降解速率均低于旗叶叶片、外颖和瓦,穗的净光合速率下降幅度小于旗叶。热胁迫过程中,相对耐热品种“JD8”各器官上述光合参数的下降速度均显低于其他3个热敏感品种。     

不同植物生长调节剂对小麦衰老及产量构成的调节效应

研究了叶面喷施GA3、NBT、6－BA、TIBA、PP333对小麦旗叶衰老过程中若干生理指标的影响,分析了它们对成产要素的不同作用。结果表明：不同生长调节剂可以以不同的方式调节小麦旗叶的衰老,影响小麦产量构成因素水平。其中6－BA和PP333能够提高单位面积穗数,明显延缓叶片衰老,增加了穗粒数和千粒重,使成产3因素间比例协调合理,产量较高;TIBA可以明显提高叶绿素含量并显著提高千粒重。GA3和NBT对延缓旗叶衰老有一定作用,但增产效果不显著。研究指出,根据小麦生育状况有选择性地使用生长调节剂,协调成产因素关系,是一个有效的增产途径。     

黄瓜叶片衰老过程中抗坏血酸含量与生理指标关系的研究

研究了黄瓜叶片衰老过程中抗坏血酸(ASA)含量及相关生理指标的变化,进一步分析了ASA与各相关生理指标之间的关系。结果显示,随着叶片逐渐衰老,丙二醛(MDA)含量、相对电导率(REC)及过氧化物酶(POD)活性显著升高;光合色素、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性及ASA含量显著降低;ASA与MDA含量、REC、POD活性之间呈显著负相关关系,ASA与CAT及SOD活性之间呈显著正相关关系。研究表明,ASA对减缓叶片衰老有重要作用。     

Differences in Sugar Accumulation and Mobilization between Sequential and Non-Sequential Senescence Wheat Cultivars under Natural and Drought Conditions

Wheat leaf non-sequential senescence at the late grain-filling stage involves the early senescence of younger flag leaves compared to that observed in older second leaves. On the other hand, sequential senescence involves leaf senescence that follows an age-related pattern, in which flag leaves are the latest to undergo senescence. The characteristics of sugar metabolism in two sequential senescence cultivars and two non-sequential senescence cultivars under both natural and drought conditions were studied to elucidate the underlying mechanism of drought tolerance in two different senescence modes. The results showed that compared to sequential senescence wheat cultivars, under natural and drought conditions, non-sequential senescence wheat cultivars showed a higher leaf net photosynthetic rate, higher soluble sugar levels in leaves, leaf sheaths, and internodes, higher leaf sucrose synthase (SS) and sucrose phosphate synthase (SPS) activity, and higher grain SS activity, thereby suggesting that non-sequential senescence wheat cultivars had stronger source activity. Spike weight, grain weight per spike, and 100-grain weight of non-sequential senescence cultivars at maturity were significantly higher than those of sequential senescence cultivars under both natural and drought conditions. These findings indicate that the higher rate of accumulation and the higher mobilization of soluble sugar in the leaves, leaf sheaths and internodes of non-sequential senescence cultivars improve grain weight and drought tolerance. At the late grain-filling stage, drought conditions adversely affected leaf chlorophyll content, net photosynthetic rate, soluble sugar and sucrose content, SS and SPS activity, gain SS activity, and weight. This study showed that higher rates of soluble sugar accumulation in the source was one of the reasons of triggering leaf non-sequential senescence, and higher rates of soluble sugar mobilization during leaf non-sequential senescence promoted high and stable wheat yield and drought tolerance.     

不同水分处理对耐旱性不同小麦品种旗叶衰老的影响

在防雨池栽条件下,研究了不同土壤水分处理对不同耐旱性小麦品种旗叶衰老的影响。结果表明,开花后小麦旗叶叶绿素含量、iPAs含量和光合速率均随土壤水分含量降低而降低,而MDA和ABA含量升高,旗叶衰老进程加快,产量降低。旱地品种菜农8834比水浇地品种鲁麦7号上述指标随土壤水分含量降低而下降或升高的幅度小,这是旱地小麦品种莱农8834在水分亏缺条件下产量较高的内在生理基础。     

硫氮配施对持绿型小麦氮素运转及叶片衰老的影响

以持绿型小麦品种‘豫麦66号’、‘潍麦8号’及非持绿型品种‘小偃6号’为材料,采用以氮肥为主区硫肥为副区的田间裂区试验,研究了2个施氮水平[纯氮120kg/hm2(N120)、220kg/hm2(N220)]和3个施硫水平[纯硫0kg/hm2(S0)、20kg/hm2(S20)、60kg/hm2(S60)]下植株各部位的含氮量、叶片干鲜重及叶片叶绿素含量的变化,探讨硫氮配施对不同类型小麦氮吸收及衰老的影响。结果表明:在相同处理下,持绿型小麦植株的总含氮量、氮素转运量、叶绿素含量、叶片含水量及穗粒数和千粒重均高于非持绿型小麦。N120处理条件下,不同硫肥处理时持绿型小麦与非持绿型小麦变化趋势相同,开花期茎和叶含氮量及叶绿素含量在S60处理下均低于其他2个硫肥处理,生育后期叶片含水量下降幅度也明显高于其他处理;在N220处理条件下,3个品种开花期叶含氮量、收获期总氮累积量、氮收获指数、叶绿素含量及叶片含水量在S60处理下均高于其他2个处理,其中非持绿型小麦在高硫处理条件下灌浆期的叶绿素含量的增长率明显高于持绿型小麦,而灌浆中后期叶片含水量的下降幅度则明显低于持绿型小麦。研究发现,施用硫肥在氮肥不足时会对小麦植株氮素的吸收利用及叶片衰老等方面产生负面影响,但在氮肥充足时却在氮素的吸收利用、延缓叶片衰老及最终籽粒产量和总生物量等方面表现出正面效应;本实验条件下,220kg/hm2左右施氮量和60kg/hm2左右施硫量有利于各品种小麦生长发育和产量提高;高N和高S水平对于延缓小麦的衰老而言,非持绿性小麦比持绿型小麦更明显。     

Mode of high temperature injury to wheat. II. Comparisons of wheat and rice with and without inflorescences

High temperature injury to wheat ( Triticum aestivum L.) during grain development is manifested as acceleration of senescence. Experiments were conducted to elucidate the mode of senescence and site of high temperature responses. Wheat (cv. Chris) and rice ( Oryza sativa L. cv. Newbonnet), which have C₃ photosynthesis but different temperature responses, were grown with and without inflorescences under three temperature regimes after anthesis. Plant growth and constituents associated with senescence were measured weekly until physiological maturity. Increasing temperatures from 25°C/15°C to 35°C/25°C day/night after anthesis decreased growth, leaf viability, chlorophyll and protein concentrations, and RuBP carboxylase activity and increased protease and RNase activities in wheat. Inflorescence removal increased vegetative weights and slowed most senescence processes more in wheat than in rice, but did not alter the course of high temperature responses. Results are interpreted as indicating that diversion of nutrients from roots by inflorescence sinks at normal temperatures and by increased respiration at high temperatures caused similar responses. Source and sink activities appeared to be regulated jointly, probably by cytokinins from roots, during senescence at normal and elevated temperatures.     

Ribulose Bisphosphate Carboxylase and Proteolytic Activity in Wheat Leaves from Anthesis through Senescence

Changes in ribulose bisphosphate carboxylase (RuBPCase) and proteolytic activity were followed in the flag leaf and second leaf of field-grown winter wheat (cv. Arthur). These changes were followed in relation to changes in leaf chlorophyll, protein, and photosynthesis, and seed development. Levels of RuBPCase were determined by rocket immunoelectrophoresis as described previously (Wittenbach 1978 Plant Physiol 62: 604-608). RuBPCase constituted 40 to 45% of the total soluble protein in the flag leaf and an even higher percentage of the soluble protein in the second leaf. This ratio remained unchanged until senescence when RuBPCase protein was apparently lost at a faster rate than total soluble protein. No change in the specific activity of RuBPCase on either a milligram protein or RuBPCase basis was observed until senescence. A close correlation existed among the various indices of senescence in the field, namely, the decline in chlorophyll, protein, photosynthesis, and RuBPCase activity. In addition, proteinase activity increased with the onset of senescence. These enzymes readily degraded RuBPCase, exhibiting a pH optimum of 4.8 to 5.0 and a temperature optimum of 50 C. Proteinase activity was modified by sulfydryl reagents suggesting the presence of sulfydryl groups at or near the active sites.     

黑暗诱导衰老对不同年代冬小麦品种旗叶光系统Ⅱ功能的影响

小麦品种的更新换代是小麦产量不断提高的重要因素,阐明小麦品种演替过程中不同生理特性的变化对新品种选育具有重要参考价值.旗叶衰老速率快慢是影响小麦产量水平的关键因素,目前对于不同小麦品种衰老过程中旗叶光系统Ⅱ功能的变化规律尚不清楚.本试验选用1941-2014年间河南地区不同时期种植的31个品种,通过黑暗诱导离体叶片衰老,测定旗叶叶绿素荧光诱导动力学参数、叶绿素相对含量的变化,分析了光系统Ⅱ功能的变化规律.结果表明:品种演替过程中旗叶的叶绿素含量逐渐提高,衰老过程中近代品种叶绿素的降解速率低于较早年代品种;旗叶衰老过程中,近代品种荧光诱导动力学曲线的J点上升幅度小于I点;品种更替过程中光系统Ⅱ最大光化学效率和单位面积有活性反应中心数目逐渐增加,但是近代品种降低速率低于较早年代品种.叶绿素含量的变化与未衰老叶片中F_v/F_m没有显著相关性,但是随着衰老程度增加,相关性逐渐增大,且趋势线斜率逐渐提高;光系统Ⅱ单位面积有活性反应中心数目与品种育成时间呈显著正相关,且随着衰老程度增加,相关程度和趋势线斜率均显著提高.综上,小麦品种演替过程中,旗叶叶绿素含量逐渐升高,降解速率逐渐减缓,光合电子传递过程中Q_A到Q_B电子传递的抗衰老能力得到改善,从而减缓了衰老过程中光系统Ⅱ最大光化学效率和有活性反应中心的衰减速率,同时,叶绿素含量的提高和旗叶光系统Ⅱ抗衰老能力的增强也是品种更替过程中产量逐渐提高的重要因素.