杨树和冬小麦在短日照和寒冬中的胞间连丝动态

电镜观察揭示,三角杨(Populus deltoides Marsh.)和冬小麦(Triticum aestivum L. cv.Seward 80004)的胞间连丝(PD)结构在8 h短日照和寒冷冬季里发生明显的变化,并在这两种植物之间表现出明显的区别.在16 h长日照条件下,杨树顶芽分生组织和冬小麦幼叶组织细胞壁中形成大量的PD,染色较深,并可看到细胞质中的内质网(ER)与PD中ER的连接;在冬小麦幼叶组织中还可观察到典型的"颈型"PD,其中央桥管(压扁的ER)清晰可见.在短日照条件下,杨树顶芽细胞壁中出现许多不完整的、中断的PD,有些PD在壁的中部发生膨胀,形成空腔,看不到中央桥管.然而,冬小麦幼叶组织中的PD不发生明显的改变,与长日照条件下的结构基本相似.在寒冷冬季里,杨树PD结构的变化与短日照的相似.冬小麦的PD也发生明显的变化,主要表现在两个方面:一是PD口被一种电子稠密物质堵塞;二是颈区口径缩小.PD的这些变化以及在这两种植物(木本和草本)之间的区别,证实了木本杨树和草本冬小麦对短日照反应和休眠状态的不同.短日照能诱发木本杨树基因表达的改变,产生结构和生理生化过程的变化,进入休眠,并在秋季低温共同作用下,进一步发展抗寒力.这里观察到杨树PD在短日照和寒冬中的中断正是从结构上导致其植株进入休眠和提高抗寒力的一个过程.冬小麦对短日照不起反应,低温则能诱发其抗寒基因表达,发展抗寒力,但不产生"生理休眠",所以它的PD在短日照下不发生变化,在低温下的改变则很容易恢复,当冬小麦在大气温度升高时,颈口的堵塞物质会迅速消失,口径也会迅速扩大,植株随即迅速恢复生长.     

杨树和冬小麦在短日照和寒冬中的胞间连丝动态(英文)

Electron microscopic observation revealed that poplar (Populus deltoides Marsh.) and winterwheat ( Triticum aestivum L. cv. Seward 80004) plasmodesmatal structures significantly changed undershort day (SD, 8 h light) and in winter period, and such changes differed also noticeably between these twowoody and herbaceous plants. Under long day (LD, 16 h light), many plasmodesmata with strong stainappeared in the cell wall of both poplar apical buds and winter wheat young leaf tissues, and connections ofcytoplasmic endoplasmic reticulum (ER) with the ER in some plasmodesmata were observed. In addition,the typical “neck type” plasmodesmata were observed in winter wheat young leaf tissues, and their centraldesmotubules (appressed-ER) could be clearly identified. Under SD, many poplar plasmodesmata showedonly a partial structure in the cell wall and appeared to be discontinued; some plasmodesmata swelled in themid-wall, forming the cavity, and no appressed-ER appeared, in winter wheat, however, no noticeablealterations of plasmodesmata occurred, and the plasmodesmatal structure essentially remained the sameas it was under LD. In winter period, poplar plasmodesmata had a similar morphology as those observedunder SD, however, winter wheat manifested at least two types of significant plasmodesmatal alterations:one plugged by electron-dense materials and the other of reduced neck region compared to those underLD. The above dynamic difference of the two species plasmodesmata under SD and winter period revealedthe difference of their dormancy development under those environmental conditions.     

玉米赤霉烯酮在冬小麦短日春化中的作用

应用酶联免疫技术,研究了冬小麦品种燕大１８１７ 在不同光周期条件下,体内内源玉米赤霉烯酮（ＺＥＮ） 和ＡＢＡ 含量的变化。结果表明,冬小麦品种燕大１８１７ 具有短日春化性,苗期经４ 周ＳＤ 处理后转到ＬＤ 下能正常抽穗。ＳＤ 诱导春化的幼苗茎尖和叶片中ＺＥＮ 含量高于未经诱导的ＬＤ 幼苗,而在两种光周期条件下生长的幼苗中ＡＢＡ 含量变化趋势并无明显差异。马拉硫磷（ ＭＡＬ） 抑制ＳＤ 幼苗体内ＺＥＮ 含量高峰的出现,也部分抑制抽穗;外源ＺＥＮ 可部分抵消ＭＡＬ对植株的影响,降低茎尖内源ＡＢＡ 含量,并有促进小麦拔节的作用。说明在冬小麦短日春化过程中,ＺＥＮ 具有促进作用,而ＡＢＡ 没有直接影响。     

Effects of Photoinhibition and Its Recovery on Photosynthetic Functions of Winter Wheat Under Salt Stress

Effects of photoinhibition and its recovery on photosynthetic functions of winter wheat ( Triticum aestivum L.) under salt stress were studied. The results showed that several parameters associated with PSⅡ functions, e.g. Fv/Fo 、 Fv/Fm and qP were not influenced by lower salt concentration (200 mmol/L NaCl) while CO2 assimilation rate decreased significantly. When exposed to higher salt concentration (400 mmol/L NaCl), PSⅡ functions were significantly inhibited which led to the decrease of carbon assimilation. These results suggest that different concentrations of salt stress affected photosynthesis by different modes. Salt stress made photosynthesis more sensitive to strong light and led to more serious photoinhibition. Under lower concentration of salt stress, the QB-non-reductive PSⅡ reaction centers formed at the beginning of photoinhibition could be effectively used to compose active PSⅡ reaction center (RC) and repair the reversible inactivated PSⅡ RC. Under higher concentration of salt stress, PSⅡ reaction centers were seriously damaged during photoinhibition, the QB-non-reductive PSⅡ RC could only be partly effective at the early time of photoinhibition, thus led to the accumulation of QB-non-reductive PSⅡ RC in the course of restoration under dim light.     

在盐胁迫下光抑制及其恢复进程对冬小麦光合功能的影响(英文)

研究了盐和强光双重胁迫以及在弱光下恢复对冬小麦 (TriticumaestivumL .)光合功能的影响。结果表明 ,单纯用低浓度盐 (2 0 0mmol/LNaCl)胁迫时 ,对反映PSⅡ光合功能的Fv/Fo、Fv/Fm和qP等参数没有什么影响 ,但已十分明显地抑制光合碳同化能力 ,而高盐 (4 0 0mmol/LNaCl)胁迫损伤PSⅡ功能 ,从而加剧对碳同化功能的抑制 ,说明光合作用对不同盐浓度的响应不同。研究结果还表明 ,盐胁迫能加剧强光对光合功能的损伤 ,使之受到更加严重的光抑制。在低盐浓度下 ,光抑制初期形成的QB_非还原性PSⅡ反应中心 ,在随后的光抑制进程和弱光下恢复期间 ,能有效的被用来合成有活性的PSⅡ和修复可逆性失活的PSⅡ反应中心。而高盐和强光双重胁迫使PSⅡ遭受严重破坏 ,QB_非还原性PSⅡ反应中心只有在光抑制初期可部分地用于修复可逆性失活的PSⅡ ,随着光抑制的进程 ,它们不能用于合成有活性PSⅡ和修复受严重破坏的PSⅡ ,结果导致它们的含量在弱光下恢复时继续增加     

冬小麦不同生育期植株与土壤的硫素动态

Ｓ是植物生命活动必需元素之一 ,在植物细胞的结构和生理生化功能中都具有不可替代的作用。如在植物体中参于蛋白质合成、光合作用、呼吸作用、脂类合成、生物固氮、糖代谢等。由于植物可通过多种途径获取所需的Ｓ素 ,如土壤、灌水、降雨、大气中的ＳＯ2 以及施用含硫化肥、农药等。因此 ,在过去 ,作物缺Ｓ的现象没有明显的表现。然而 ,近2 0～ 30年来 ,随着低Ｓ或无Ｓ高浓度化肥 (尿素、磷铵等 )的广泛应用、作物产量的不断提高、复种指数增加以及环保部门对含Ｓ废气排放标准的严格监测、控制等 ,植物的Ｓ素来源受到了限制 ,植物缺Ｓ现象逐…     

共生期土壤水分对麦棉套种冬小麦比叶重、WUE和产量的影响

在麦棉套种的条件下,研究了共生期土壤水分对冬小麦旗叶比叶重(LSW)、水分利用效率(WUE)和产量的影响,并对旗叶干物质衰减速率(DM DR)、叶绿素含量和旗叶的籽粒贡献率做了测定.试验结果表明,共生期土壤水分条件明显影响了比叶重的下降速度,土壤水分高时比叶重的下降速度较小.不同土壤水分条件的旗叶水分利用效率(LWUE)在共生期均经历了先上升后下降,接近成熟期又上升3个阶段.在共生后期,土壤含水量高的冬小麦具有较高的比叶重和叶绿素含量,但其产量和产量水平水分利用效率(YWUE)则显著下降(P<0.01).     

外源ABA对冬小麦越冬期蔗糖代谢的影响

以抗寒品种‘东衣冬麦l号’和冷敏感品种‘济麦22’为试验材料,在三叶期时对叶片喷施ABA。在冬小麦越冬期间对叶片和分蘖节取样,研究外源ABA对越冬期低温下冬小麦的蔗糖含量及蔗糖代谢相关酶活性的影响。结果表明,外源ABA处理使低温下2个冬小麦品种积累了更多的蔗糖,尤其是‘东农冬麦1号’的分蘖节。零上低温时外源ABA促进了尿苷二磷酸一葡萄糖焦磷酸化酶（UGP）在蔗糖的合成中起主要作用,在零下低温时外源ABA则促进了UGP在蔗糖分解中起作用;外源ABA提高了‘东农冬麦1号’叶片和分蘖节以及‘济麦22’分蘖节中蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶的活性,但‘济麦22’叶片中这两种酶的活性则受到ABA的抑制;外源ABA也不同程度地促进了2＋-小麦品种叶片和‘济麦22’分蘖节中酸性转化酶和碱性转化酶活性的提高,但却抑制了‘东农冬麦1号’分蘖节中两种酶活性的提高,表明抗寒性强的‘东农冬麦1号’对外源ABA可能更加敏感,其越冬器官分蘖节保持了较高的蔗糖水平,其蔗糖合成能力的提高将有利于冬小麦植株抵御低温,进而维持＋a＋k-的存活。     

冬小麦小RNA高通量测序及生物信息学分析

东农冬麦1号是我国首例可在黑龙江高寒地区种植的强抗寒冬小麦(Triticum aestivum)品种。鉴于分蘖节的耐寒程度直接影响植株的安全越冬, 且MicroRNAs是一类生物体内普遍存在的非编码内源小分子RNA, 在植物的生长发育和适应胁迫等过程中具有重要作用, 该文基于HiSeq深度测序原理, 对5°C和–10°C胁迫下的东农冬麦1号分蘖节进行测序, 并开展生物信息学分析。结果表明, 在5°C文库中有2 229 955条特有小分子RNA序列, 并检测到35条已知miRNA, 属于30个miRNA家族, 其表达丰度介于1–173 810之间; 在–10°C文库中有3 721 449条特有小分子RNA序列, 并发现29条已知miRNA, 属于24个miRNA家族, 其表达丰度为1–105 868。靶基因预测结果表明, 5°C文库的30个miRNA家族中共预测到53个靶基因。功能分析结果显示, 这些基因主要参与转录调节、新陈代谢、胁迫响应和信号转导等过程。已知小麦miRNA的类型和表达丰度在5°C和–10°C两个文库中均有较大差异。     

氮素营养水平对冬小麦碳氮运转的影响

在大田试验条件下,研究了不同施氮水平对2种穗型冬小麦品种花后干物质和氮素积累与运转的影响及其与产量和品质的关系,以探讨氮素营养水平对冬小麦碳氮运转的影响.结果显示,适宜的施氮量（180 kg·hm^-2）能够极显著增加2种穗型冬小麦品种叶片、茎鞘等营养器官花前贮藏物质及花前贮藏氮素的再运转量和运转率以及总再运转量和运转率,也能够极显著增加成熟期籽粒氮素含量和花前贮藏氮素总运转量对籽粒氮素含量的贡献率.各施氮处理对2种穗型小麦品种花后氮素积累量对籽粒氮素含量贡献率的影响效应不明显.结果表明,适宜的施氮量有利于小麦籽粒和蛋白质产量的提高.     

玉米秸秆还田和耕作方式对小麦养分积累与转运的影响

以冬小麦品种‘烟农19’为材料,于2008～2009年在淮北砂姜黑土区,设置玉米秸秆不还田(CK)和玉米秸秆全量粉碎还田——翻埋还田(HM)、旋耕还田(HX)、覆盖还田(HG)4种处理方式,通过大田试验研究玉米秸秆全量还田和耕作方式对小麦干物质和氮、磷、钾积累与分配的影响。结果显示:(1)小麦成熟期籽粒是干物质和养分的主要积累器官,其次为茎秆和叶片;在成熟期,籽粒积累的干物质、氮、磷、钾素分别占地上部总积累量的43.31%～46.13%、75.14%～76.83%、75.79%～77.99%、12.37%～12.82%。营养器官花前贮藏干物质和养分的转运量以叶片最高,其次为茎秆和颖壳;营养器官转运干物质和氮、磷、钾素对籽粒的贡献率分别为30.40%～36.54%、81.86%～86.10%、65.34%～74.83%、98.91%～125.85%。(2)玉米秸秆全量粉碎还田处理的小麦干物质和养分积累量与营养器官转运量均显著高于玉米秸秆不还田处理;玉米秸秆还田后不同耕作方式中,玉米秸秆全量覆盖还田处理的小麦籽粒干物质积累量和营养器官干物质转运量显著高于其它耕作方式,但氮、磷、钾的积累量和转运量在各耕作方式间差异均不显著。研究表明,在本试验条件下,在砂姜黑土区玉米秸秆全量粉碎覆盖还田处理更有利于小麦群体养分的积累与转运。     

臭氧对原位条件下冬小麦叶片光合色素、脂质过氧化的影响

运用开顶式气室(OTC-1)研究了O3胁迫对原位条件下冬小麦叶片的光合色素、脂质过氧化和抗氧化系统的影响.结果表明:随着O3浓度的升高,各个生育期小麦叶片中叶绿素含量下降,叶绿素组成发生改变,且在灌浆期变化明显;叶片相对电导率(REC)增大,丙二醛(M DA)含量增加;过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和类胡萝卜素(C ar)含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性在O3浓度低于1×10-7(φO3)时逐渐升高,而后急剧降低.可见O3促进了小麦叶片老化,加剧了膜脂过氧化,破坏了抗氧化系统功能,影响了叶片的正常生理代谢.     

有机肥对陇东黄土旱塬冬小麦产量和土壤养分的调控效应

以冬小麦'陇鉴301'为材料,在大田条件下于2005～2008年在甘肃陇东旱塬研究了不同有机肥料对旱塬冬小麦产量、水分利用效率及土壤肥力的影响.结果表明:不同化肥有机肥料配施处理对旱塬冬小麦产量、水分利用效率和土壤养分含量有明显的调控效应,并以氮磷化肥与生物有机肥配施处理表现最佳,其籽粒产量、水分利用效率和土壤养分含量最高.与单施化肥对照相比,氮磷化肥配施生物有机肥处理3年平均籽粒产量和水分利用效率分别显著增加17.53%和16.42%,3年平均土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量分别提高11.4%、8.9%、0.2%、19.7%.因此,氮磷化肥与生物有机肥配施可以有效改善陇东黄土旱塬区农田土壤肥力,提高冬小麦水分利用效率,显著增加冬小麦产量,可能是该区农田目前最佳的施肥方式.     

春化处理控制冬小麦的小穗发育

春化作用是决定冬性及二年草本植物成花和穗化的一个关键生理过程,通过用不同时间的前期低温处理,观察对冬小麦（Triticum aestivum L.)后期形态建成中穗分化启动,小花发育及结实率的影响,发现前期低温处理对穗启动分化的早晚具有决定作用,春化时间越长,穗分化启动越早,较长时间低温有利于促进穗分化,在实验室低温处理条件下,促进小花分化和提高结实率的最佳春化处理时间是45d左右,实验观察表明,春化处理促进小麦生长锥分化启动时间和分化速率,减少小穗退化,这一结果表明了春化处理不仅是冬小麦开花启动过程所必需的,而且是花序正常发育过程和顶部与基部小穗完全结实所不可缺少的。     

施氮水平对2种穗型冬小麦品种产量及氮素吸收利用的影响

在大田高产栽培条件下,以大穗型小麦品种‘兰考矮早八’和多穗型品种‘豫麦49-198’为材料,研究了4个施氮水平下2种穗型冬小麦品种的籽粒产量、氮素吸收和氮肥利用效率。结果显示:随着施氮水平的提高,2种穗型小麦植株地上部生物量(返青期、拔节期除外)、籽粒产量和籽粒蛋白质产量均呈先增加后降低的趋势并都显著高于对照(不施氮),且均以180 kg.hm-2施氮处理最高,而2品种小麦各生育期植株氮素积累量和成熟期籽粒蛋白质含量却逐渐增加,且大都显著高于对照;2品种小麦的氮肥利用率、土壤氮贡献率以及氮收获指数均表现出180 kg.hm-2>90 kg.hm-2>360 kg.hm-2的趋势,且不同氮肥处理间均存在极显著差异(P<0.01)。研究表明,2种穗型冬小麦品种在试验条件下施用纯氮180 kg.hm-2可获得较高籽粒产量、蛋白质产量和氮收获指数。     

气候变化背景下黄淮冬麦区冬季长寒型冻害时空变化特征

冻害是影响我国北方冬小麦生产主要的农业气象灾害之一,明确气候变化背景下冻害发生规律和演变特征,对防御冻害具有重要的意义。以黄淮冬麦区为研究区域,利用1960—2010年47个气象台站逐日气温资料,在分析越冬期负积温和越冬期长度变化特征基础上,以越冬期负积温为指标分析了黄淮冬麦区冬季长寒型冻害发生频率及站次比演变特征,并利用冻害实际灾情资料对研究结果进行验证。研究结果表明:(1)黄淮冬麦区越冬期负积温绝对值在过去50a平均为17.3—240.8℃·d,空间上呈南少北多的纬向分布特征,且近50a呈减少趋势,全区负积温绝对值每10年减少1.8—38.3℃·d,这种变化趋势表现为南低北高的空间分布特征;(2)研究时段内全区越冬期长度呈波动性缩短趋势,尤其是研究区域北部地区,南部地区越冬期长度年际间变化不显著,且个别站点有些年份没有稳定越冬期,多集中在1985年以后;(3)黄淮冬麦区较轻冻害发生频率较高,为40%以上,空间上由北向南逐渐增大,站次比年代际呈增加趋势;中度冻害和较重冻害发生频率较低,多数站点在10%以下,空间上由北向南逐渐减小,站次比呈减少趋势;全区无严重冻害和极严重冻害风险。气候变化背景下,黄淮冬麦区冬季长寒型冻害风险较小,各站点冻害程度随年代变化逐渐减轻,较轻冻害的站点逐渐增多。     

行距配置对晚熟冬麦区群体结构与光合性能的影响

合理的行距配置可以调节群体冠层结构的光合作用。山西太谷冬小麦产量徘徊不前,为了研究晚熟冬麦区不同行距配置对不同穗型冬小麦光合性能与群体结构的影响,在大田条件下选用两种不同穗型品种,在播量一致的前提下,分别采用10 cm和20 cm两种行距配置,研究冬小麦群体结构、光能利用和产量结构的差异。研究结果表明:全生育期总LAI值表现为B2高于B1,10 cm行距配置改变了叶片的垂直分布,尤其对多穗型小麦品种冠层(60-80 cm)叶面积的提高最为明显。在小麦植株中、上部分45-90 cm处,两种行距配置LI%均表现为B2配置大于B1配置,在株高60-75 cm处,两种行距配置LI%差异最为明显,B2配置较B1配置LI%提高达30%以上。花后旗叶PN和孕穗期至蜡熟期群体NPR均表现为10 cm行距配置高于20 cm行距配置。四个处理的总干物质重、绿叶、茎和穗的干物质重均表现为B2B1行距配置。两个小麦品种的B2处理(10 cm行距配置)的产量和生物产量均极显著高于B1处理(20 cm行距配置);但经济系数则呈现B2处理(10 cm行距配置)均小于相应小麦品种的B1处理。行距配置对不同小麦品种的影响不大。表明10 cm行距配置适用于北方晚熟冬麦区。     

刈割对冬小麦再生积温需求及其籽粒产量和品质的影响

对黄土高原塬区冬小麦‘陇育216’于分蘖期、拔节期及孕穗期进行刈割处理,以不刈割为对照,测定冬小麦再生生长发育的积温需求及籽粒产量及其品质,探究刈割利用时间对冬小麦再生生长积温需求及产量构成的影响。结果表明:(1)分蘖中期(6个分蘖)前刈割利用,小麦再生各阶段的有效积温需求较对照无显著差异,在收获小麦青干草0.9～1.5t/hm2的同时,能保证籽粒、秸秆产量及其品质较对照均无显著下降;分蘖期后期(9个分蘖)及其后刈割利用,拔节至开花及成熟期的有效积温需求显著减少,尽管较分蘖期可多收获60%的青干草,但籽粒、秸秆产量较对照均显著降低。(2)通径分析发现,刈割主要通过降低再生植株高度及减少单位面积穗数而导致冬小麦籽粒减产。研究表明,为维持冬小麦再生生长节律、籽粒产量及品质形成的稳定,冬小麦刈割利用的时期应不迟于分蘖中期(6个分蘖)。     

不同穗型冬小麦品种蔗糖和淀粉合成中关键性酶的活性变化

灌浆期间的豫麦66和豫麦49旗叶中蔗糖磷酸合成酶(SPS)和籽粒中蔗糖合成酶(SS)活性均呈单峰曲线变化,峰值分别出现在花后20和15 d,整个灌浆期内豫麦66 SPS与SS活性均高于豫麦49;豫麦66籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)和淀粉分支酶(SBE)活性均呈单峰曲线变化,峰值出现在花后20 d,而可溶性淀粉合成酶(SSS)活性则呈双峰曲线变化,峰值分别出现在花后10和20 d,且第二个峰值显著高于第一个.