發(fā)布時(shí)間：2020-06-18 15:59

【摘要】：本試驗(yàn)于2015-2016和2016-2017年度在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教示范園區(qū)進(jìn)行,采用盆栽種植,以抗旱性不同的兩個(gè)冬小麥品種洛旱7號(hào)(高抗)和西農(nóng)979(低抗)為供試材料,通過設(shè)置正常水分(土壤相對(duì)含水量70%~80%)和中度干旱(土壤相對(duì)含水量45~55%)兩種水分處理,研究干旱脅迫下兩個(gè)抗旱性不同小麥品種旗葉光合特性、抗氧化系統(tǒng)以及莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量的變化;同時(shí)從基因轉(zhuǎn)錄水平探討了參與果聚糖合成代謝相關(guān)酶基因表達(dá)量的差異,以期為抗旱品種選育利用以及抗旱栽培提供參考。主要研究結(jié)果如下:1、干旱脅迫下不同抗旱品種產(chǎn)量及構(gòu)成因素差異分析干旱顯著降低了洛旱7號(hào)(LH7)和西農(nóng)979(XN979)籽粒產(chǎn)量,其中干旱脅迫下LH7產(chǎn)量較對(duì)照下降6.8%,而XN979下降26.3%;并且干旱脅迫下LH7的產(chǎn)量高于同樣脅迫下XN979的產(chǎn)量。表明干旱脅迫下高抗品種減產(chǎn)幅度小,能減緩干旱對(duì)產(chǎn)量的影響。從本試驗(yàn)的產(chǎn)量構(gòu)成因素來看,兩個(gè)品種穗數(shù)和千粒重在干旱脅迫和正常處理之間均沒有顯著差異,但是干旱脅迫顯著降低了穗粒數(shù),表明在小麥生育中后期開始的中度干旱脅迫對(duì)產(chǎn)量性狀中穗粒數(shù)影響較大。2、干旱脅迫下不同抗旱品種光合特性差異分析干旱脅迫下LH7和XN979旗葉SPAD均較對(duì)照下降,其中在20DAS(DAS,干旱脅迫后天數(shù))和30DAS的LH7和XN979分別較對(duì)照下降18.8%、33.0%和11.4%、32.8%。LH7旗葉SPAD值在干旱和正常處理下均高于相應(yīng)處理下XN979的數(shù)值。和XN979相比,LH7保持較高的最大光合效率,特別是在30DAS,這可能是因?yàn)楦呖蛊贩NLH7具有較強(qiáng)的光合同化能力,從而在脅迫下有助于減少穗粒數(shù)的降低,從而使其產(chǎn)量下降較小。3、干旱脅迫下不同抗旱品種抗氧化系統(tǒng)響應(yīng)的差異干旱脅迫下旗葉MDA含量顯著高于對(duì)照處理,其中在30DAS,LH7和XN979干旱脅迫下MDA平均含量分別較對(duì)照增加10.5%和48.3%;兩個(gè)品種之間比較,XN979在10DAS和20DAS旗葉MDA含量高于相應(yīng)處理下LH7。干旱脅迫下兩個(gè)品種旗葉SOD活性均顯著高于高于對(duì)照。LH7旗葉SOD和POD酶活性均高于XN979的酶活性,這可能與LH7的高抗旱性有關(guān),表明高抗品種具有較高的活性氧清除能力。4、干旱脅迫下不同抗旱小麥品種干物質(zhì)量及莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物變化特征在干旱處理的不同時(shí)間內(nèi),葉片和莖鞘的干重變化不同。干旱脅迫下LH7葉干重在10DAS和40DAS分別較正常處理低10.5%和22.0%;而干旱脅迫下XN979葉干重在20DAS、30DAS和40DAS分別較正常處理低3.5%、46.0%、44.8%。兩個(gè)品種莖鞘干重的變化趨勢(shì)與葉片相似,在灌漿后期(40DAS),脅迫下干重顯著低于正常處理。花后莖鞘中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量先增加后降低,在20DAS含量最大,成熟期含量最低。干旱脅迫降低了莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量,其中花后10天(20DAS)LH7和XN979最大含量分別降低3.9%和10.9%。干旱處理前期的糖組分含量增加,隨著干旱程度的增加,糖含量顯著小于正常處理。作為暫儲(chǔ)性器官,倒二莖鞘(PEN)和余莖鞘(LOW)的糖含量顯著大于穗下節(jié)(PED),在低位莖鞘儲(chǔ)存較多的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物,可能在提高植株抗旱性中具有更重要的作用。5、干旱脅迫下不同小麥品種果聚糖代謝相關(guān)酶基因表達(dá)量變化隨著灌漿的進(jìn)行(或脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)),不同節(jié)位果聚糖合成相關(guān)酶基因總體呈下降趨勢(shì),在10DAS相對(duì)表達(dá)量最高。其中LH7和XN979穗下節(jié)的1-SST-A1基因在20DAS表達(dá)量分別較10DAS下降58%和80%;相應(yīng)的倒二節(jié)基因表達(dá)量下降46%和86%;兩品種余節(jié)在20DAS的基因表達(dá)量分別升高183%和79%。LH7莖鞘中果聚糖合成酶基因的表達(dá)量高于XN979。干旱脅迫下不同基因在不同時(shí)間段變化趨勢(shì)不同,其中在干旱脅迫初期(10DAS),穗下節(jié)、倒二節(jié)和余節(jié)多數(shù)基因表達(dá)量均較對(duì)照下降,而隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),不同基因在不同節(jié)位呈增加的趨勢(shì)。不同果聚糖水解酶基因表達(dá)量隨灌漿進(jìn)程的變化趨勢(shì)不同。其中1-FEH-W1基因在脅迫中期表達(dá)量較高,而1-FEH-W2和1-FEH-W3在后期表達(dá)量較高。INV3在后期表達(dá)量較高,而INV1則在灌漿期的變化趨勢(shì)不明顯。LH7的多數(shù)水解酶基因在脅迫前期表達(dá)量高,而XN979是在脅迫后期的表達(dá)量較高。干旱脅迫下,不同節(jié)位不同基因響應(yīng)模式存在時(shí)間上的差異;干旱脅迫初期,多數(shù)基因在穗下節(jié)的表達(dá)量低于對(duì)照,而在后期高于對(duì)照;而多數(shù)基因倒二節(jié)的表達(dá)量則在灌漿初期高于對(duì)照。果聚糖合成酶基因在前期的高表達(dá)有助于莖鞘中積累較多的果聚糖,增強(qiáng)抗逆;而后期水解酶基因的高表達(dá)有利于果聚糖的分解,從而促進(jìn)碳水化合物向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn),增加穗粒重。
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S512.1
【圖文】：

注：DAS：干旱脅迫后天數(shù)；CK ：對(duì)照處理；DS：干旱處理。每個(gè)柱狀圖代表三個(gè)數(shù)據(jù)的平均值。柱形圖上相同小寫字母表示不同處理之間不存在顯著差異（p<0.05），下同。圖 1 干旱脅迫下旗葉 SPAD 值和葉綠素?zé)晒鈪��?shù)變化Fig.1 SPAD and Fv/Fm of wheat flag leaves under drought stress4.3 干旱脅迫下不同小麥品種旗葉 MDA 和 H2O2含量變化丙二醛（MDA）和過氧化氫（H2O2）含量是表征膜脂過氧化和脅迫程度的重要指標(biāo)。圖 2 結(jié)果表明：從 10DAS 到 30DAS，兩個(gè)品種 MDA 含量呈先增加后降低的趨勢(shì)，其中 LH7的 MDA 含量在 20DAS 和 30DAS 分別較 10DAS 增加 75.5%和 14.9%；XN979 的 MDA 含量在 20DAS 較 10DAS 增加 126%。干旱脅迫下的 MDA 含量較正常處理顯著增加，干旱脅迫下 LH7 在 20DAS 和 30DAS 的 MDA 含量分別較正常處理增加 30.5%和 10.5%。XN979 的MDA 含量在 10DAS、20DAS、30DAS 分別較正常處理增加 40.5%、55.5%、48.7%。表明干旱脅迫增加了植株的 MDA 含量，且 XN979 升高的幅度高于 LH7。干旱脅迫后 30 天（30DAS）和 10DAS 相比，正常處理下 H2O2含量顯著增加，LH7 在30DAS 的 H2O2含量較 10DAS 升高 7.0%；而 XN979 在 30DAS 的 H2O2含量較 10DAS 高

圖 2 干旱脅迫對(duì)旗葉 MDA 和 H2O2含量的影響Fig.2 Effect of drought stress on MDA and H2O2of flag leaves4.4 干旱脅迫下不同小麥品種抗氧化酶活性變化圖 3 可以看出，正常處理下兩個(gè)品種的 POD 酶活性總體呈先降低后增加趨勢(shì)，LH7 和XN979 在 20DAS 的 POD 酶活性比 10DAS 分別降低 18.3%和 16.5%，而 30DAS 的 POD 酶活性分別比 20DAS 高 49.6%和 11.6%。其中 LH7 的 POD 酶活性在 10DAS、20DAS 和 30DAS分別比 XN979 高 5.85%、3.55%、38.7%，表明 LH7 的 POD 酶活性高于 XN979，且隨著灌漿期的進(jìn)行，其差值越大。干旱脅迫下兩個(gè)品種 POD 酶活性在 10DAS 和 30DAS 均顯著下降，LH7 和 XN979 分別較正常處理下降 7.8%、18.1%和 22.6%、17.2%。SOD 能夠清除活性氧，減弱膜脂過氧化程度，減緩干旱脅迫對(duì)小麥植株的傷害。隨著灌漿和脅迫的進(jìn)行，SOD 酶活性的變化趨勢(shì)和 POD 一致，均呈先減小后增加趨勢(shì)。兩個(gè)品種 LH7 和 XN979 在 20DAS 的 SOD 酶活性比 10DAS 分別降低 5.0%和 0.8%，30DAS 的 SOD酶活性分別比 20DAS 高 27.3%和 49.0%。兩個(gè)品種之間比較發(fā)現(xiàn)，LH7 在 10DAS 和 20DAS 的 SOD 酶活性較 XN979 高 21.0%和

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2719494