冠层温度多态性小麦的性状特性

冷型小麦的冠层温度（体温）和对照品种相比具有持续偏低（或相当）的特征,暖型小麦的冠层温度则具有持续偏高的特征。一般小麦材料和生产上使用的大多数品种与上述特征有异,其冠层温度突出地表现为多态性,即有的年份温度高低不一,有明显波动;有的年份温度持续偏低,似冷型小麦;有的年份温度持续偏高,似暖型小麦。与此类小麦的温度多态性相伴随,其它一些重要性状也有较明显的多态性表现,即在环境优良、环境指数较高时,它们的叶片功能期、蒸腾速率、净光合速率和籽粒饱满指数等重要性状趋向于代谢功能较好的冷型小麦;在环境恶劣、环境指数较低时,它们的上述性状则趋向于代谢功能较差的暖型小麦。这类小麦性状随环境条件的明显摆动构成了长期以来小麦产量不稳的生态生理基础。欲使小麦产量稳步上升,转换小麦温度型,逐步实现品种冷性化是条有希望的途径。     

干旱条件下小麦冠层温度及其性状的关联研究

通过对小麦冠层温度和有关性状的长期观测,发现自然界存在冠层温度持续偏低的小麦,在干旱条件下,它的叶片功能期、叶绿素含量、蒸腾速率、净光合速率、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶活性等重要性状明显优于冠层温度持续偏高的小麦品种,且丙二醛(MDA)积累速度慢,在籽粒灌浆期表现尤为明显。冷型小麦表现出干旱胁迫下仍然具有代谢功能较好、活力旺盛和抗早衰能力较强的特征,这进一步拓展了冷型小麦的应用范围,对于加速适应于干旱条件的优良品种选育并将其推向生产具有十分重要的意义。     

冷型小麦对干旱和阴雨的双重适应性

通过 10余年的研究 ,发现冠层温度持续偏低的冷型小麦具有广幅生态适应性 ,即在正常天气条件下 ,它的活力较好、代谢功能较强、具有较好的抗早衰能力 ,优于其它类型小麦 ;而在气象要素反差很大的干旱和连阴雨天气下 ,冷型小麦和暖型小麦、中间型小麦相比 ,不但冠层温度依然持续偏低 ,且在叶片功能期、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、过氧化氢酶活性、净光合速率和籽粒饱满指数等一系列重要内、外性状上仍能继续保持优势。这种对干旱和阴雨条件的双重适应性是冷型小麦一种宝贵的生物学品质 ,它有可能为小麦在多种气象生态条件下的高产、稳产打下较为坚实的生态生理基础 ,并能为优良品种的选育提出一个把冷温特征作为重要内容的较为新鲜的育种目标。     

干旱胁迫条件下冷型小麦灌浆结实期的农田热量平衡

冷型小麦具有代谢功能较好、活力较旺盛、抗早衰能力较强的特征,因而,培育出越来越多的冷型小麦并将其推向生产对于小麦的高产、稳产十分重要。在干旱频繁出现的今天,小麦生产受到了极大的影响,因而研究干旱胁迫下冷型小麦的农田热量平衡,对明了冷型小麦农田小气候的形成机理、改善农田小气候环境具有重要意义。通过对相关气象要素和小麦生态指标的测定,研究了干旱胁迫条件下冷型小麦灌浆结实期的农田热量平衡,揭示了冷型小麦对干旱胁迫的适应机制。结果表明:①冷型小麦农田净辐射较暖型小麦偏低16.35-47.57W/m²,但经统计检验,两者差异未达显著水平。②活动层内0.2m-2/3株高和2/3株高-冠顶冷型小麦的潜热通量较暖型小麦分别偏高29.09-48.61W/m²和47.41-134.89W/m²,湍流热通量分别偏低12.48-62.57W/m²和29.37-85.81W/m²;活动层与大气之间的潜热通量,冷型小麦较暖型小麦偏高50.30-124.20W/m²,湍流热通量偏低30.50-102.40W/m²。③冷型小麦的土壤热通量比暖型小麦偏低24.60-65.19W/m²。④冷型小麦加热植株体的热量Q_A +Q_T较暖型小麦偏低43.70W/m²。在干旱胁迫条件下,冷型小麦田的能量分配创造出了冷湿的小气候环境,有利于小麦的生长发育和产量的提高。     

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。     

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     

小麦温型现象研究

通过多年来用红外技术对不同品种小麦群体温度进行连续观测,结果发现,小麦具有温型现象.不同温度型的小麦在外部和内部性状上各有一些鲜明特点.冷型小麦的许多重要性状较暖型小麦为优.功能叶的功能期长10.8%,每株根数多20条,旗叶的叶绿素含量、蒸腾率和净光合率分别高出0.1389g·100g^-1·FW、0.0035mol·m^-2·s^-1和4.71μmol·m^-2·s^-1.由此可以认为,温度型和小麦的一系列重要性状密切相关.     

小麦温型现象研究

通过多年来用红外技术对不同品种小麦群体温度进行连续观测,结果发现,小麦具有温型现象.不同温度型的小麦在外部和内部性状上各有一些鲜明特点.冷型小麦的许多重要性状较暖型小麦为优.功能叶的功能期长10.8%,每株根数多20条,旗叶的叶绿素含量、蒸腾率和净光合率分别高出0.1389g·100g^-1·FW、0.0035mol·m^-2·s^-1和4.71μmol·m^-2·s^-1.由此可以认为,温度型和小麦的一系列重要性状密切相关.     

不同温度型花生品种的抗衰老特性

以我国北方4个大花生品种为研究材料,于花生结荚期到收获,用红外测温仪对各品种的冠层温度进行连续观测,并测定了花生主茎功能叶片中叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛（MDA）含量及硝酸还原酶（NR）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性。结果表明,不同品种花生冠层温度存在明显差异。冠层温度低的品种比冠层温度高的品种叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量及NR、SOD和CAT活性明显偏高,而MDA含量明显偏低,且越往生育后期越明显,说明冠层温度低的品种比冠层温度高的品种生活力更旺盛,抵抗衰老能力更强。因此,冠层温度可作为花生抗衰老能力的一个重要指标,用于指导花生育种和栽培等生产实践。     

冷型小麦旗叶的形态解剖学研究

利用扫描电镜对冷型小麦及对照品种旗叶的比较观察表明,冷型小麦叶表具有蜡质,气孔微凹陷分布于表皮细胞间,叶上表皮中分布有泡状细胞等形态特征,是其适于北方非灌区种植的结构基础,与对照泪科相比,冷型小麦叶表的蜡质较薄,泡状细胞的数目较少,体积也较小,这正是其利于水分散失,蒸腾从导致冠层温度较低的结构基础。     

不同气象条件下小麦冷源的品质变异

小麦冷源是一种冷温供体材料,有较强的降温作用,当受体小麦接受冷温供体的配子后,其后代冠温呈普遍下降态势,且部分受体小麦的温度型可由非冷型转化为后代的冷型,而冷型小麦具有代谢功能好且利于高产、稳产的特征,故小麦冷源不但对冷型小麦的问世有重要诱导作用,且能更好促进小麦的高产、稳产.将小麦冷源材料放置在不同的气象条件之下,以研究其籽粒品质的变异状况.结果表明,小麦冷源和非冷源相比,17项籽粒品质性状变异等级的加权平均值为1.9877,后者为2 8171,显示出小麦冷源的籽粒品质具有明显变异小、较稳定的特征,这和籽粒形成过程中蛋白质、淀粉及其组分的含量,相互间的比例变异小密切相关.由于小麦冷源具有籽粒品质变异小的特性,因而,这种特性就利于在其后代冷型小麦上显现,从而使冷型小麦的一些优良品质性状能在生产上反复重演,这不但进一步赋予了利于高产、稳产的冷型小麦以优质、稳质的性状,并能最终促进小麦生产的较大发展,其意义是十分重要的.     

小麦冷源及其在干旱条件下的适应性

冷型小麦具有代谢功能较好、活力较旺盛、抗早衰能力较强的特征,因而,培育出越来越多的冷型小麦并将其推向生产对于小麦的高产、稳产具有十分重要的意义。在这样的形势下,小麦冷源的发现明显促进了这一进程。小麦冷源是一种能够传递冷温特征的新遗传源,各种温度型的小麦与之杂交后,其后代降温的频率较高,且在这些降温的材料中能够涌现出较多的冷型小麦,从而有力促进了冷型小麦的选育。为了抵御干旱对小麦生产的严重威胁,进一步对冷源和非冷源材料进行了干旱适应性试验。通过对比发现,两者在一些重要内、外性状上,如叶片功能期、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、净光合速率和籽粒饱满指数等方面,小麦冷源较非冷源明显为优,表现出干旱胁迫下亦具有代谢好、活力强的特点,无疑,这就进一步拓宽了小麦冷源的应用范围,提高了它的研究和生产实践价值,可望借助这个新的遗传源,加速适应于干旱条件的优良品种的培育,其前景将会十分广阔。     

不同穗型小麦光能利用和旗叶13C同化物分配特性及对补灌水平的响应

为明确不同穗型小麦冠层光能利用和¹³C同化物分配特性的差异及对补灌水平的响应,以中穗型品种‘青农2号’和‘济麦22’、大穗型品种‘山农23’和‘山农30’为材料,设置3个水分处理:小麦全生育期不灌水(W₀)、节水灌溉(W₁,拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至65%和70%)和充分灌溉(W₂,拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至85%和90%),研究了不同处理对两种穗型小麦冠层光能利用和旗叶¹³C同化物分配特性的影响.结果表明:W₁处理两种穗型小麦品种开花后2、11、20和31 d的叶面积指数、冠层PAR截获率和利用率均显著高于W₀处理,再增加灌水至W₂处理,上述各指标无显著变化.¹³C示踪表明,济麦22和山农23的W₁旗叶¹³C同化物在籽粒中的分配量比W₀分别高159.34和171.1 g·hm^-2,分配比例分别高6.5%和6.5%,与W₂无显著差异;两种穗型品种W₁的籽粒产量亦显著高于W₀,与W₂无显著差异.不同穗型品种比较,节水灌溉条件下中穗型品种在开花后2和11 d、大穗型品种在开花后20和31 d具有较高的冠层光合有效辐射(PAR)截获和利用能力;中穗型品种济麦22旗叶¹³C同化物在籽粒的分配量和分配比例比大穗型品种山农23分别低6.8%和2.7%.     

Cytological Studies on the Cold Resistance of Plants-Morphological Changes of the Intracellular Structures of Wheat in the Overwintering Period

The present work comprises a study of 6 wheat varieties of various degrees of cold resistance. They are: 2 winter varieties, Nungta 183 and Huapei 187; 2 spring varieties, Nanta 2419 and Piyü; and 2 intermediate varieties (according to their winter hardiness), Pima No. 1 and Pingyüan 50. All these varieties were cultivated under the same natural conditions. Cytological changes of each of the varieties were studied comparatively at different stages of the overwintering period. In addition, certain morphological and physiological features of the above mentioned varieties were also studied. With the temperature gradually falling in autumn, the rate of the cell divisions and the physiological activities of the nucleoli of the winter varieties decreased, the growth of the plants and the development of the apical cones were suppressed, and so more storage materials were left. The less hardy and non-hardy varieties, on the other hand, retained their cytophysiological activities and high growing rate, so that the stored materials were much less than those left in the winter varieties. However the non-resistant varieties could not withstand the winter frost and survived no more. The plants of the less hardy varieties were partly killed by winter frost. When the temperature dropped further in winter, plasmolysis gradually appeared in the cells of the tillering nodes of the cold resistant wheat plants, and it disappeared with the return of the warmer weather. The degrees of the plasmolysis in different varieties were found proportional to their cold hardiness, and no plasrnolysis was observed in the spring wheat. Thus a correlation apparently exists between the plasmolysis and the cold resistance in wheat. In winter, the vacuoles of the young leaf cells and of the cells of the primary meristematic tissues of the apical cones became smaller and smaller, while a dense reticular structure appeared in the cytoplasm. In spring, the vacuoles restored, and the reticular structure disappeared. It seems that the occurrence of the reticular structure in the winter season is also closely correlated with the cold resistance of the wheat plants. It was found that the nuclei and the chloroplasts of the winter varieties were more resistant to cold than those of the less resistant and non-resistant varieties. The stability of these structures increased in hardened condition. Morphological changes of the chloroplasts of the young leaf cells occured from autumn to winter, they were transformed from polymorphic to uniformly globular. The chloroplasts of some cells were balling together, however, they actually retained their individualities. The chondriosomes increased in size and quantity during the hardened period. They became short and thick, some were in globular form or they clumped together in severe winter, and gradually restored when warmer weather arrived in the spring. The correlations of the mitosis, the plasmolysis, the appearance of the reticular structure in the cytoplasm and the stability of the nuclei with the cold resistance of the wheat were discussed.     

不同施肥条件下冷、暖型小麦旗叶光合生理特性的研究

以2类4个小麦品种为试验材料,通过田间小区试验,比较了灌浆结实期冷、暖型小麦在不施肥(CK)、单施磷肥(P)、单施氮肥(N)和氮磷配施(NP)等4种施肥条件下旗叶的光合生理特性。结果表明,不同施肥条件下,冷型小麦的旗叶叶面积、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量及净光合速率均高于暖型小麦。其中,在不施肥和单施磷肥条件下,两类小麦之间各项生理指标的差异均达显著或极显著水平;在施用氮肥(单施氮肥和氮磷配施)条件下,两类小麦之间的差异有所减小,但冷型小麦仍然高于暖型小麦。冷型小麦旗叶优良的光合生理特性具有不随施肥条件的改变而发生根本性变化的特点,对土壤肥力状况有较强的适应性;而暖型小麦对土壤氮素营养要求较高。