花后盐与渍水逆境对小麦籽粒产量及蛋白质和淀粉积累的影响

采用盆栽试验,研究了花后渍水、盐胁迫和盐渍处理对2个小麦品种（扬麦12和淮麦17）籽粒产量及蛋白质和淀粉积累与组分的影响.结果表明：与对照相比,花后渍水、盐胁迫和盐渍处理显著降低了小麦花前贮藏氮素（花前贮藏干物质）转运量和花后同化氮素（花后同化物）输入籽粒量,从而导致小麦籽粒产量、蛋白质和淀粉产量显著降低,其中盐胁迫和盐渍处理表现更为明显.与对照和渍水处理相比,盐胁迫和盐渍处理显著降低了小麦籽粒蛋白质积累量及谷/醇蛋白比,显著提高了蛋白质组分含量;同时降低了小麦籽粒淀粉积累量、淀粉组分含量及直/支链淀粉比;盐胁迫处理对扬麦12的影响较盐渍处理明显,而盐渍处理对淮麦17的影响较盐胁迫处理明显.渍水条件下小麦籽粒蛋白质和淀粉积累量均下降,除淮麦17谷蛋白和清蛋白含量有所提高外,淮麦17其他蛋白组分含量和扬麦12各蛋白组分含量均下降.     

花后土壤水分状况对小麦籽粒淀粉和蛋白质积累关键调控酶活性的影响

在温室盆栽条件下,以2个不同蛋白质含量的冬小麦(Triticum aestivum L．)品种皖麦38和扬麦9为材料,研究了花后第4天开始的土壤干旱(SRWC=45％～50％)和渍水对籽粒蛋白质和淀粉积累关键调控酶活性的影响。小麦叶片和籽粒的测定结果均表明,小麦源库器官中籽粒蛋白质和淀粉积累的关键调控酶活性变化趋势在2个品种间基本一致。与对照(SRWC=75％～80％)相比,干旱和渍水均明显降低了花后旗叶中蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性,而氨基酸含量和谷氨酰胺合成酶(GS)活性略有下降。干旱和渍水均降低了籽粒库蔗糖合成酶(SS)和结合态淀粉合成酶(GBSS)活性,可溶性淀粉合成酶(SSS)活性降低尤甚。其中干旱处理下SS的下降比渍水更为明显。与对照相比,渍水明显降低了籽粒谷丙转氨酶(GPT)和GS活性,而干旱的影响较小。相关性分析结果表明籽粒淀粉产量和含量与SPS,SSS和GBSS活性的关系比与SS活性的关系更为密切,籽粒蛋白质产量和含量与叶中GS和籽粒中GPT活性的关系比与籽粒中GS关系活性更为密切。这些结果表明小麦源库器官中调控籽粒蛋白质和淀粉积累的关键酶活性变化是花后不同水分状况影响籽粒淀粉和蛋白质特性的重要因素。     

灌水对冬小麦群体、花后干物质和籽粒淀粉积累的影响

为优化北方晚熟冬麦区冬小麦节水灌溉方式,于2018—2020年连续2年进行田间试验,第一年设置全生育期不灌水(CK)、越冬期1水(W)、拔节期1水(J)、孕穗期1水(B)、越冬期+拔节期2水(WJ)、越冬期+孕穗期2水(WB)、拔节期+孕穗期2水(JB)以及生产上采用的越冬期+拔节期+孕穗期3水(WJB)共8个处理;在第一年试验结果基础上,第二年设置CK、W、B和WB共4个处理,调查了不同灌水处理对冬小麦群体、花后干物质和籽粒淀粉积累的影响。结果表明：灌越冬水W更有利于提高冬小麦群体总茎数;与CK相比,灌水处理(B除外)显著提高花前及花后干物质积累量;早期灌水(如W)有利提高花前贮藏同化物向籽粒转运量,而后期灌水(如B)有利提高花后积累同化物向籽粒分配量;花前贮藏同化物与花后积累同化物对籽粒贡献率因夏闲期降水而异;随灌水次数及灌水总量增加,花后同化物对籽粒贡献率增大。成熟期不同器官干物质含量和比例表现为籽粒(约50%)>茎鞘+叶片(约33%)>颖壳+穗轴(约17%);灌水提高了籽粒淀粉及其组分含量,而降低了直链淀粉与支链淀粉比值。灌越冬水W或孕穗水B处理的籽粒总淀粉及其组分...     

花后干旱或渍水下氮素供应对小麦光合和籽粒淀粉积累的影响

防雨池栽条件下,设置渍水、干旱和对照3个土壤水分处理,每水分处理下再设置两个施氮水平,研究了花后渍水和干旱逆境下氮素水平对两个蛋白质含量不同的小麦品种光合特性和籽粒淀粉积累的影响.结果表明,与对照相比,花后渍水和干旱处理显著降低小麦旗叶净光合速率和SPAD值,干物质积累量下降.干旱处理下,增施氮肥提高旗叶光合速率和SPAD值,渍水处理下则相反.水分逆境明显降低籽粒可溶性总糖含量,且渍水处理下增施氮肥降低小麦叶片和籽粒可溶性总糖含量,干旱状态下规律相反.渍水处理下增施氮肥降低淀粉积累速率.水分逆境明显降低小麦粒重、产量和淀粉产量,且干旱处理下增施氮肥有利于籽粒重、产量和淀粉产量的提高,而渍水下增施氮肥使粒重和产量进一步降低.试验结果表明,花后渍水和干旱逆境下施用氮肥对小麦旗叶光合速率和籽粒淀粉积累有明显的调节效应.     

花后高温对不同耐热性小麦品种籽粒淀粉形成的影响

以耐热性不同的2个小麦品种济麦20和鲁麦21为材料,分别于花后5～9d（T1）和15～19d（T2）进行高温处理,研究了小麦花后不同阶段高温对籽粒淀粉积累、淀粉粒分布及相关酶活性的影响。结果表明,花后高温显著降低籽粒淀粉积累量;显著降低籽粒淀粉及支链淀粉含量,但提高直链淀粉含量、直／支链淀粉比例。处理间比较,他处理对籽粒淀粉积累的影响程度较T1处理大。品种间比较,高温对济麦20的影响程度较鲁麦21大。高温使A型淀粉粒的体积、数量和表面积比例显著增加,B型淀粉粒的体积、数量和表面积比例显著降低。T1处理后,两品种籽粒蔗糖含量、蔗糖合酶（SS）和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合酶（SSS）、束缚态淀粉合酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）活性均略高于对照;但济麦20、鲁麦21上述指标分别于花后15、20d开始低于对照。他处理后,两品种籽粒蔗糖含量、SS、AGPP、SSS、GBSS和SBE活性显著低于对照,济麦20上述指标的降幅较鲁麦21大。与其它淀粉合成相关酶相比,高温对籽粒GBSS活性的影响程度较小。两品种处理间籽粒蔗糖含量、SS、AGPP、SSS、GBSS及SBE活性的变化趋势,与淀粉积累量的变化趋势基本一致。说明灌浆期高温使籽粒淀粉积累量降低,一方面是由于籽粒蔗糖供应较低引起糖源不足;另一方面则是由于灌浆中后期淀粉合成相关酶活性下降使淀粉合成受抑所致。     

花后干旱或渍水逆境下氮素对小麦籽粒产量和品质的影响

 池栽试验条件下,设置渍水、干旱和对照3个水分处理,每个水分处理下设置两个施氮水平 ,研究了花后渍水或干旱逆境下氮素营养对两个不同类型小麦（Triticum aestivum） 品种籽粒产量和品质性状的影响。结果表明,与对照相比,花后渍水或干旱处理显著降低了小麦的千粒重、穗粒数和籽粒产量。在适宜水分和干旱条件下,增施氮肥增加了小麦籽粒产量,而在渍水条件下,增施氮肥降低了产量。干旱处理提高了蛋白质含量,干、湿面 筋含量,沉降值和降落值;而渍水处理则降低了小麦籽粒蛋白质含量和干、湿面筋含量。同 一水分处理下,增施氮肥提高了蛋白质含量,谷蛋白/醇溶蛋白比,支链淀粉含量和支/直链淀粉比。在小麦籽粒主要品质性状上存在显著的水氮互作效应,且水分、氮肥及水氮互作效 应对小麦籽粒产量和品质的影响因品种的不同而异。     

两种冠温型冬小麦籽粒蛋白质和淀粉组分积累动态

 于2001～2003年对河南省主要推广的3个冬小麦 (Triticum aestivum)品种冠温特征、籽粒蛋白质和淀粉组分积累动态进行了研究。结果表明：‘豫麦50’在灌浆后期冠层温度明显降低,表现为冷尾型,而‘豫麦34’、‘豫麦70’冠层温度有上升的趋势,表现为暖尾型 ,在灌浆末期冷尾型与暖尾型小麦冠层温度相差超过2.5 ℃。不同冠温小麦籽粒蛋白质和淀粉组分积累动态表现出差异：暖尾型小麦清蛋白、球蛋白积累量在灌浆后期显著高于冷尾型品种,最终醇溶蛋白积累量品种间差异不显著,麦谷蛋白积累量在花后15 d以前差异不显著,但开花 20 d后暖尾型小麦麦谷蛋白积累量增大,与冷尾型小麦差异达到1%显著水平,最终麦谷蛋白与总蛋白质含量比例亦表现出同样的趋势,麦谷蛋白含量与灌浆中、后期冠层温度和整个灌浆期平均冠层温度均达到显著正相关,相关系数分别为0.7781、0.865、0.968 7;不同冠温型 小麦淀粉组分积累量与直/支差异不大,但淀粉糊化特性表现出明显的差异,除稀懈值外, 暖尾型小麦与冷尾型小麦峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、糊化时间、糊化温度和反弹值差异分别达到1%显著水平。     

花后高温对持绿型小麦叶片衰老及籽粒淀粉合成相关酶的影响

试验选用持绿型冬小麦(Triticum aestivum) ‘豫麦66’ (‘Ym66’)和‘潍麦8号’ (‘Wm8’)为研究材料, 以当地生产上起主导作用的冬小麦品种‘小偃22’ (‘XY22’)和‘小偃6号’ (‘XY6’)为对照。花后用塑料薄膜搭建成增温棚进行高温处理, 测定各品种绿叶数目、叶绿素和丙二醛(MDA)含量及叶片细胞膜透性, 并研究籽粒灌浆成熟期高温对持绿型小麦籽粒淀粉合成相关酶及粒重的影响。结果表明, 高温处理后, 各品种的绿叶数目和叶绿素含量都减少, MDA含量和膜透性都增加, 说明高温加速了小麦叶片衰老。同时, 各品种籽粒中与淀粉合成相关的酶(蔗糖合成酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合酶(SSS))活性都低于正常生长下的籽粒中的酶活性, 其中高温对籽粒SS和AGPP活性的影响不显著,而对籽粒SSS活性的影响显著(p = 0.015)。品种间比较, 持绿型小麦在两种处理下, 都表现出较多的绿叶数目和较高的叶绿素含量; 且3种与淀粉合成相关的酶活性也都高于非持绿型小麦, 说明持绿型小麦酶活性受高温抑制程度较小。相关性分析表明, 所有品种籽粒SS、AGPP、SSS活性都与籽粒灌浆速率成极显著的正相关(相关系数r分别为0.905、0.419和0.801)。因而, 持绿型小麦不仅具有较好的持绿特性, 而且籽粒中与淀粉合成相关的3种酶活性都较高, 这有利于其籽粒淀粉的合成, 从而增加籽粒产量。     

高等植物根细胞高亲和性吸收钾的机制

K^ 是高等植物所必需的大量元素,它在植物的膨压调节、电荷平衡、叶片运动和蛋白质合成中都具有重要的作用。高等植物根细胞吸收K^ 通过高亲和性K^ 吸收系统和低亲和性K^ 吸收系统和低亲和性K^ 吸收系统两条途径。高新和性K^ 吸收系统,是在微摩尔浓度的外界K^ 水平时起作用,K^ 的吸收必须消耗能量。近年来,随着分子生物学技术和电生理技术的飞速发展,植物根细胞吸收K^ 的机制取得了较大进展。本文对高等植物根细胞高亲和性吸收K^ 的机制的研究进展进行了综述。     

NaCl胁迫下棉花体内 Na~+ 、K~+分布与耐盐性

采用盐化土壤方法 ,选择苗期耐盐性较强的陆地棉品种枝棉 3号和中棉所 1 9及耐盐性较弱的品种泗棉 2号和苏棉 1 2号 ,研究了盐胁迫下棉苗体内 Na+、K+的运输和分配与耐盐性的关系。结果表明 ,耐盐品种根系具有一定的截留 Na+作用。棉花地上部盐分器官水平上的区域化分布特征明显 :2 0 0 mmol/L Na Cl胁迫下 ,枝棉 3号叶片中的 Na+含量显著低于泗棉 2号 ,茎及叶柄中的 Na+含量显著高于泗棉 2号 ;棉株地上部茎、叶柄、叶片中的 Na+含量分别由下而上逐渐减小 ,相同节位的茎、叶柄中的 Na+含量大于叶片 ,枝棉 3号更显著。1 0 0 mmol/L和 1 50 mmol/L Na Cl胁迫下 ,枝棉 3号和中棉所 1 9K+/Na+显著高于泗棉 2号和苏棉 1 2号。Na+在茎和叶柄中滞留和积累 ,根中的 K+向地上部选择性运输 ,以维持叶片中较高的 K+/Na+,是棉花耐盐性的一个重要特点     

土壤盐碱胁迫对春小麦K^＋、Na^＋选择性吸收的影响

通过对2种浓度土壤盐分胁迫下春小麦各品种不同时期各器官K^ 、Na^ 含量以及K^ /Na^ 的变化及其与抗盐性的关系研究,结果表明,随土壤盐浓度的升高,各品种的产量及各农艺性状值均有所下降,但不同品种的下降程度不同。随土壤盐浓度的升高,植株中K^ 、Na^ 含量均有所增加,但K^ 增加的幅度小于Na^ 的增加幅度,因而K^ /Na^ 呈明显下降趋势;在不同土壤盐分胁迫下,小麦品种K^ 、Na^ 随生育进程在体内各器官的分配发生动态变化,在分蘖期地上部K^ /Na^ ＞根部,孕穗期各器官K^ /Na^ 依次为：幼穗＞旗叶＞茎＞倒4叶,而灌浆期则依次为：籽粒＞旗叶＞茎＞倒4叶,说明生长旺盛的器官拒Na^ 能力强于其它器官;不同品种的K^ 、Na^ 含量及K^ /Na^ 不同,一般抗盐性强的品种在各时期均具有较高的K^ /Na^ ,反之则K^ /Na^ 较低;小麦的籽粒产量在一定范围内与其植株地上部各器官的K^ /Na^ 中一定的正相关,其中与分蘖期植株地上部的K^ /Na^ 及叶（K^ /Na^ ）／根（K^ /Na^ ）呈极显著正相关,而与此时期的SNa^ K^ 相关性最强,γ为－0．9670。因而,以分蘖期的K^ /Na^ 尤其是SNa^ K^ 作为小麦田间抗盐性的指标,具有一定的可靠性。     

小麦耐盐细胞系及后代耐盐稳定性的生化分析

以离体培养筛选出的耐盐小麦变异系及其后代为材料,对其耐盐稳定性进行有关生理生化特性分析。结果表明：（１）随着耐盐愈伤组织耐盐能力的提高,过氧化物同工酶酶带谱加,与对照相比,三个区域出现了明显差异;（２）从耐盐愈伤组织酯酶同工酶酶谱发现,耐盐愈伤组织具有Ｃ２,Ｃ５,Ｃ９,Ｃ１１新增加酶带;（３）耐盐系后代幼苗能维持较高的Ｋ＾＋／Ｎａ＾＋比值,在盐浓度为０．９％时,其Ｋ＾＋／Ｎａ＾＋为０．７８８,而对     

离子吸收分布与几种荒漠植物适应性的关系

用压力室灌流挤压法结合原子吸收分光光度计测定了胡杨、沙枣、柽柳、梭梭和花棒等5种荒漠优势植物组织以及细胞内和质外体溶液中K+、Na+含量,并用TPS-1型光合蒸腾测定系统和露点微伏压计测定了叶片(同化枝)的蒸腾速率和组织渗透势,以分析荒漠植物离子吸收特点与其适应性的关系。结果表明:5种植物叶片(同化枝)中K+含量差异较小,但Na+含量却有极显著差异,其中梭梭Na+含量最高、胡杨和柽柳次之、花棒和沙枣相对较低,且梭梭和柽柳的根系和组织细胞膜对Na+也具有更高的透性。另外,实验结果还显示组织Na+含量与组织渗透势和蒸腾失水率均呈显著负相关,即Na+的吸收、积累可能在渗透调节和减少水分散失中具有重要作用。由此可见,梭梭和柽柳能够通过大量吸收和积累无机离子来降低渗透势、增强吸水力,同时减少蒸腾失水,具有很强的荒漠环境适应能力;而胡杨蒸腾耗水量较大、花棒和沙枣生理吸水的动力不足,与梭梭和柽柳相比,其荒漠环境适应能力相对较弱。     

NaHCO3胁迫下3种灌木Na+、K+、Ca2+的吸收及转运

通过盆栽试验,采用原子吸收分光光度法和非损伤微测技术,研究了NaHCO₃胁迫(300 mmol·L^-1)对大洋洲滨藜、四翅滨藜和宁夏枸杞3种灌木离子吸收及运转的影响.结果表明: 随着NaHCO₃浓度升高,两种滨藜和宁夏枸杞叶片中Na⁺含量升高,300 mmol·L^-1NaHCO₃胁迫下,宁夏枸杞叶肉细胞Na⁺的外排增加,两种滨藜净Na⁺外排降低;随着胁迫时间的延长,大洋洲滨藜和宁夏枸杞叶片的K⁺含量下降,Na⁺/K⁺升高,四翅滨藜叶片K⁺含量升高,Na⁺/K⁺降低;随着浓度的升高,宁夏枸杞叶片积累Ca²⁺减少,Na⁺/Ca²⁺高于对照,叶肉细胞Ca²⁺外排;两种滨藜叶Ca²⁺含量总体呈升高趋势,叶肉细胞Ca²⁺表现为内流.在NaHCO₃胁迫下,3种灌木通过不同的策略来消除Na⁺毒害.宁夏枸杞叶片Na⁺的积累抑制了对Ca²⁺的吸收;两种滨藜Ca²⁺的内流促使细胞质中游离Ca²⁺增加,增加的细胞质[Ca²⁺]cyt防治质膜H⁺ ATPase去极化,限制K⁺的外排,从而维持细胞内Na⁺/K⁺的平衡,其中四翅滨藜调控Na⁺/K⁺平衡的能力较强.     

拟南芥内膜Na+,K+/H+反向转运体研究进展

拟南芥内膜Na,K~+/H~+反向转运体(Endosomal NHX)的亚细胞定位、离子转运特性及生物学功能阐释取得了重要进展。拟南芥内膜Na~+,K~+/H~+反向转运体包含AtNHX5和AtNHX6两个成员,它们的氨基酸序列相似性为78.7%。研究表明,AtNHX5和AtNHX6具有功能冗余,它们都定位在高尔基体(Golgi)、反面高尔基体管网状结构(TGN)、内质网(ER)和液胞前体(PVC),参与调控耐盐胁迫、pH平衡和K~+平衡等。有报道显示内膜NHXs跨膜结构域存在能够调控自身离子活性的酸性保守氨基酸残基,对其自身功能具有决定性作用。最新研究结果表明,拟南芥内膜NHXs影响囊泡运输和蛋白存贮,并参与生长素介导的植物生长和发育。文中主要对拟南芥内膜NHXs的亚细胞定位、离子转运、功能及应用进展进行了概述。     

Effects of tricyclohexylhydroxytin on the kinetics of adenosine triphosphatase system and protection by thiol reagents

Tricyclohexylhydroxytin, commonly known as Plictran® inhibited Na⁺, K⁺ -ATPase activity of rat brain synaptosomes in a concentration-dependent manner with median inhibitory concentration (IC-50) of 2 μM. Both K⁺ -stimulated para-nitrophenylphosphatase and [3-H]-ouabain binding to synaptosomes were also inhibited by Plictran with IC-50 values of 11 and 30 μM, respectively. Altered pH and Na⁺, K⁺ -ATPase activity curves demonstrated comparable inhibition in buffered neutral and alkaline pH ranges, and no inhibition was observed in acidic pH. The inhibition of Na⁺, K⁺ -ATPase was independent of temperature. Kinetic studies of substrate (ATP) activation of Na⁺, K⁺ -ATPase indicated uncompetitive inhibition. Results also showed noncompetitive inhibition for p-nitrophenylphosphate and uncompetitive inhibition for K⁺ activations of p-nitrophenylphosphatase. Preincubation of synaptosomes with dithiothreitol, a sulfhydryl (SH) agent, resulted in the complete protection of Plictran inhibition of Na⁺, K⁺ -ATPase, K⁺ -para-nitrophenylphosphatase, and [3-H]-ouabain binding. The protection was specific and concentration dependent since cysteine and glutathione did not afford protection. These results indicate that Plictran inhibited Na⁺, K⁺ -ATPase by interacting with dephosphorylation of the enzyme-phosphoryl complex and exerted a similar effect to that of SH-blocking agents.