不同发育时期小麦种子活力的变化及其对环境温度的响应

以济麦22和山农23号为试验材料,利用标准发芽试验法对不同年份小麦种子发育过程中的种子活力变化进行研究,分析环境温度对不同发育时期小麦种子活力变化的影响,为早期小麦种子的利用及高活力种子的生产提供参考依据.结果表明: 伴随着小麦种子发育,鲜种子在花后26 d左右出现发芽能力,之后其发芽率整体呈上升趋势;干种子发芽势、发芽率和发芽指数在花后5～8 d迅速升高,之后保持相对稳定,活力指数主要受到幼苗单株干质量的影响而持续升高,一般在完熟前4～6 d达到最大值;不同发育时期小麦干种子的田间种植及其后代种子的活力测定表明,济麦22花后17 d以后的干种子田间出苗较好,并可成穗结实,其后代种子的发芽率和活力指数在不同样品间无显著差异.环境温度对不同发育时期小麦种子活力变化的影响显著,小麦花后日平均温度均值、日最高气温均值以及日最低气温均值均高,且花后日温差均值大的年份,种子发育时间短、百粒重及种子活力达到最大值的时间较早;反之,发育时间较长、百粒重及种子活力达到最大值的时间较晚,但完熟期积温高,种子活力较高.     

逆境条件下小麦种子活力与种子萌发相关酶活性及其基因表达的关系

分析不同基因型小麦品种逆境萌发过程中种子萌发相关酶活性及基因表达差异,明确在逆境条件下,种子活力与种子萌发相关酶活性及基因表达量的关系.通过标准发芽试验和逆境(冷浸、人工老化、干旱胁迫)发芽试验,测定4个小麦品种种子活力、萌发过程中可溶性总糖和可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性、半胱氨酸蛋白酶活性及相关基因表达量.结果表明:干旱、人工老化和冷浸胁迫3种逆境对种子活力都有一定影响.不同萌发条件下,可溶性总糖含量呈现先小幅度升高后小幅度降低再迅速升高的趋势;而可溶性蛋白含量随着萌发时间的延长呈现逐渐下降的趋势.α-淀粉酶活性整体呈现逐渐升高的趋势,但在冷浸胁迫处理后,豫农949和轮选061的α-淀粉酶活性在萌发60 h后出现下降.半胱氨酸蛋白酶活性整体呈先降低后升高的趋势,但在干旱胁迫条件下,豫农949、豫麦49-198和轮选061的半胱氨酸蛋白酶活性呈现先升高后降低再升高的趋势.不同逆境萌发条件下,α-AMY(α-淀粉酶基因)表达量整体呈先上升后下降的趋势.冷浸胁迫处理后,轮选061的α-AMY表达量高于对照,在其他逆境萌发条件下,4个品种的α-AMY表达量均低于对照;人工老化处理后,长4738的CP(半胱氨酸蛋白酶基因)表达量与对照差异不显著,在其他逆境萌发条件下,4个品种的CP表达量均高于对照.种子萌发期间,不同萌发条件下α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与其基因表达并没有直接关系,α-淀粉酶活性与可溶性总糖含量达到显著正相关,半胱氨酸蛋白酶活性与可溶性蛋白含量的相关性不显著.在标准发芽条件下,α-淀粉酶活性与活力指数呈显著正相关,而在逆境萌发过程中,其相关性不显著.冷浸胁迫处理后,半胱氨酸蛋白酶活性与活力指数呈显著正相关,但在标准发芽、干旱胁迫、人工老化处理后,其相关性不显著.     

基于小麦种子发芽逆境抗逆指数的种子活力评价

以16个小麦品种的种子为材料,通过标准发芽、逆境发芽和田间出苗试验,测定不同基因型小麦品种的种子活力,以不同发芽条件下种子活力指数的抗逆指数和田间出苗率作为衡量抗逆性的指标,利用主成分分析、聚类分析对种子活力进行综合评价.结果表明: 干旱胁迫、人工老化和冷浸胁迫3种逆境对种子活力都有一定的影响.人工老化抗逆指数和冷浸胁迫抗逆指数与田间出苗率呈显著正相关,干旱胁迫抗逆指数与田间出苗率的相关性不显著.通过主成分分析和聚类分析将16个小麦品种划分为3类、豫农949、豫麦49-198、鲁原502、郑育麦9987、石麦21、山农23号、石新828为高活力品种;许农5号、豫农982、唐麦8号、济麦20、济麦22、济南17号、山农20为中活力品种;长4738和轮选061属低活力品种.