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.     

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     

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。     

干旱胁迫对小麦幼苗抗氰呼吸和活性氧代谢的影响

研究了干旱胁迫对抗旱性强弱不同的两种小麦幼苗的抗氰呼吸和活性氧代谢的影响。干旱胁迫导致了两种小麦抗氰呼吸活性及基因转录水平的下降,但抗旱品种在轻度干旱胁迫下表现出一定的适应能力,其抗氰呼吸活性及基因转录水平均高于不抗旱品种。干旱胁迫下,对干旱敏感的小麦幼苗叶片中活性氧含量高于抗旱小麦;3种抗氧化酶的活性低于抗旱小麦的3种抗氧化酶的活性。据此认为,严重的干旱胁迫引起活性氧含量的增加扰动了活性氧与抗氰呼吸之间的应答平衡,但抗氰呼吸可能通过清除活性氧等机制而起了抗旱的作用。     

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。     

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。     

冠层温度多态性小麦的性状特征

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。     

缓慢干旱下春小麦叶片质膜脂肪酸组成、H+-ATPase及5′-AMPase活力的变化

 研究了田间缓慢干旱胁迫下,抗旱性不同的两个小麦(Triticum aestivum)品种的生长状况、质膜极性脂脂肪酸组成以及质膜关键酶活力的变化。在小麦生长发育的早期,干旱胁迫使其叶片质膜极性脂脂肪酸不饱和度下降、质膜微囊消耗O2的速率升高、膜蛋白含量降低、H+-ATPase (EC 3.6.1.35)活力下降、5'-AMPase (EC 3.1.3.5)活力大幅度升高;在小麦发育的后期,随着干旱的持续,小麦叶片质膜的极性脂脂肪酸不饱和度不变或升高、质膜微囊消耗O2的速率降低、膜蛋白含量与H+-ATPase活力升高、5'-AMPase活力下降。以上结果表明,小麦在发育的早期阶段对干旱较敏感,其细胞质膜流动性降低、细胞中能荷贮备降低;而在后期,则又表现出对干旱的适应。这些结果将有助于阐明自然干旱条件下植物的抗旱机制。     

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。     

The physiological characteristics of the low canopy temperature wheat (<Emphasis Type="Italic">Triticum aestivum</Emphasis> L.) genotypes under simulated drought condition

Crop canopy temperature reflects the interactions among plants, soil and atmosphere. Through a long-term investigation into physiological characteristics of different canopy temperature wheat, it is found that some wheat exist a high canopy temperature while others a low one, which was closely correlated with their corresponding performance. Under simulated drought conditions, the physiological aspects of different canopy temperature wheat, such as leaf functional duration, chlorophyll content, activities of superoxide dismutase, protein content, transpiration rate, net photosynthesis rate, etc., were investigated, the result showed that wheat with low canopy temperature could maintain superiority to wheat with high canopy temperature in those physiological traits. Therefore, the low canopy temperature in wheat could be used as an index to evaluate physiological capacities of wheat under drought conditions and also as a useful marker for wheat breeding for drought tolerance.     

小麦籽粒灌浆期冠层温度分异动态及其与源库活性的关系

选用18个小麦品种为材料,从开花期到乳熟末期,对品种间冠层温度进行比较,并对冠层温度与旗叶源活性指标(丙二醛含量、蔗糖磷酸合成酶活性、净光合速率、叶绿素含量、单茎有效绿叶数、顶三叶绿叶面积比率)和库活性指标(籽粒蔗糖合成酶活性、ADPG焦磷酸化酶活性、可溶性蛋白含量、籽粒淀粉积累速率)进行相关分析.结果表明:小麦品种间冠层温度在各生育时期均有显著性差异,且随灌浆进程的推进差异程度越来越大;从乳熟初期到乳熟末期,冠层温度与各源活性指标的相关系数均有增加的趋势,并在乳熟后期和末期均达到极显著水平;冠层温度与各库活性指标的相关系数在乳熟末期均达到显著水平.研究发现,小麦籽粒灌浆期品种间冠层温度差异随生育期推进而愈加显著,冠层温度与源库活性的关系以乳熟后期和末期最密切.     

春小麦田喷灌的水量分布及小气候效应

春小麦喷灌的田间观测表明,在灌浆初期,春小麦冠层的截留水量可达25％－30％,冠层截留水量可使冠层下方的均匀系数比冠层上方提高10.1%-12.7%。喷灌的水分飘移蒸发损失可达总水量的20％－25％。春小麦喷灌可以降低空气和土壤温度,增加空气实际水汽压和相对湿度,这对抑制作物蒸腾将起一定作用。     

低温小麦种质叶片结构及某些生理特性

通过对小麦冠层温度的长期观测,发现自然界存在冠层温度持续偏低的低温种质和冠层温度持续偏高的高温种质.在扬花结实期,低温种质冠层温度比高温种质低1～4 ℃.低温种质功能叶片叶肉细胞小,排列紧密,层数较多,通常比高温种质多1～2层叶肉细胞.低温种质陕229、901和小偃6号3片功能叶的平均厚度分别为166、192和165 μm,平均比高温种质薄26 μm;3片功能叶叶脉的平均间距分别为257、231和245 μm,平均比高温种质小31 μm;3片功能叶大叶脉平均横截面积分别为5 961、6 580和5 603 μm²,平均比高温种质大837 μm²;小叶脉平均横截面积分别为1 624、1 521和1 472 μm²,平均比高温种质大246 μm².在扬花结实期,低温种质陕229、901和小偃6号3片功能叶平均叶绿素含量分别为2.8749、2.8162和2.4129 g·100 g^-1 FW;净光合速率分别为10.8640、10.8003和10.1939 μmol·m^-2·s^-1;蒸腾速率分别为0.0076、0.0074和0.0067 mol·m^-2·s^-1,均明显高于高温种质.结果表明,植物的冠层温度与植物本身的器官结构和生理功能联系密切.