不同倍性小麥對(duì)旱后復(fù)水的生理生態(tài)響應(yīng).pdf

1、小麥?zhǔn)侨祟愔饕募Z食作物之一，世界上70％的小麥播種面積分布在干旱和半干旱地區(qū)，干旱是一個(gè)世界性的難題，作物對(duì)干旱脅迫響應(yīng)的研究不僅涉及水資源的高效利用，而且也涉及糧食生產(chǎn)問題，因而顯得尤為重要。植物在水分脅迫下的生理響應(yīng)機(jī)制以及抗旱機(jī)理已有很多研究，并且取得了一定的突破。然而，干旱和短時(shí)濕潤(rùn)交替是半干旱區(qū)作物生長(zhǎng)的水分環(huán)境特點(diǎn)。作物自身對(duì)干旱和旱后復(fù)水不斷變化外界條件，逐漸產(chǎn)生并形成了對(duì)水分虧缺反應(yīng)．傷害．修復(fù)．適應(yīng)．補(bǔ)償?shù)臋C(jī)制。因此

2、在水分脅迫下研究作物抗旱機(jī)理的同時(shí)進(jìn)一步探索旱后復(fù)水對(duì)作物的保護(hù)和生理修復(fù)機(jī)制也同等重要。為此本文選取了6個(gè)在進(jìn)化中典型的不同染色體倍性小麥(二倍體小麥：野生一粒，栽培一粒；四倍體小麥：野生二粒，栽培二粒；六倍體小麥：普通小麥，小偃6號(hào))為材料，在盆栽條件下，測(cè)定了小麥不同生長(zhǎng)時(shí)期旱后復(fù)水條件下葉片生理生態(tài)相關(guān)指標(biāo)(水分狀況、光合參數(shù)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、抗氧化酶等)，就不同染色體倍性小麥進(jìn)化過程中干旱對(duì)葉片生理特征的演變規(guī)律，和不同生育期復(fù)

3、水對(duì)葉片修復(fù)適應(yīng)生理特征的演變規(guī)律以及最終產(chǎn)生的產(chǎn)量補(bǔ)償進(jìn)行了探討與研究，主要研究結(jié)果如下： 1．水分脅迫影響小麥生長(zhǎng)、生理到產(chǎn)量形成等一系列過程。在中度干旱脅迫下，不同染色體倍性小麥的RWC(葉片相對(duì)水分含量)、水勢(shì)、滲透勢(shì)、Pn(光合速率)、Tr(蒸騰速率)、Gs(氣孔導(dǎo)度)以及生物量和產(chǎn)量性狀均呈降低趨勢(shì)；脯氨酸、K<'+>含量、SOD(超氧化物歧化酶)、APX(抗壞血酸過氧化物酶)、MDA(丙二醛)含量以及膜透性卻呈升高

4、的趨勢(shì)。干旱條件下，二倍體小麥葉片具有相對(duì)較弱的葉片持水力，六倍體小麥維持較高的滲透勢(shì)，二倍體和六倍體均表現(xiàn)較強(qiáng)的抗氧化能力；水分脅迫對(duì)小麥各生理指標(biāo)的影響因小麥染色體倍性的差異和所處生育階段的不同而表現(xiàn)各異。拔節(jié)期光合速率降幅二倍體>六倍體>四倍體；開花期四倍體維持較大的降幅。拔節(jié)期干旱對(duì)不同染色體倍性小麥生理生態(tài)傷害顯著高于開花期干旱，表明小麥在受到干旱時(shí)存在傷害．適應(yīng)的過程。 2．拔節(jié)期為虧缺敏感期，復(fù)水后不同染色體倍性小

5、麥的水分狀況，生理生長(zhǎng)代謝得到一定程度的恢復(fù)，和干旱處理相比各生理生態(tài)指標(biāo)都顯著提高。其中葉片RWC、水勢(shì)、Pn、Tr以及膜透性的恢復(fù)達(dá)到并超過正常供水，產(chǎn)生補(bǔ)償效應(yīng)。脯氨酸、K<'+>含量、SOD、APX、MDA含量均降低，產(chǎn)生旱后生理的恢復(fù)補(bǔ)償。其中野生一粒和小偃6號(hào)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的光合補(bǔ)償效應(yīng)，可能由于拔節(jié)期干旱引起光合降低的氣孔限制被有效解除，同時(shí)伴隨較強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)和抗氧化修復(fù)能力，促進(jìn)了PSП的光化學(xué)活性提高，減少了光合抑制，進(jìn)

6、而形成光合的補(bǔ)償。 3．脅迫至開花期復(fù)水，可發(fā)現(xiàn)影響小麥生長(zhǎng)、生理到產(chǎn)量形成等一系列過程各項(xiàng)指標(biāo)都趨向不利于小麥發(fā)育和產(chǎn)量形成的方向變化，同時(shí)各指標(biāo)恢復(fù)能力顯著低于拔節(jié)期。開花期復(fù)水后，葉片RWC、水勢(shì)、Pn、Tr以及膜透性的恢復(fù)均未達(dá)到正常水平，但是進(jìn)行拔節(jié)和開花兩次復(fù)水的處理光合速率、蒸騰速率以及膜透性的恢復(fù)接近正常水平，產(chǎn)生補(bǔ)償效應(yīng)；兩次復(fù)水處理其它各生理指標(biāo)恢復(fù)優(yōu)勢(shì)顯著高于僅一次開花復(fù)水處理。開花期復(fù)水，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的恢

7、復(fù)變化方向不一，野生小麥維持較強(qiáng)的抗氧化恢復(fù)能力。 4．干旱顯著減產(chǎn)，復(fù)水相對(duì)于干旱處理明顯增加產(chǎn)量，產(chǎn)生補(bǔ)償效應(yīng)。拔節(jié)期復(fù)水處理促進(jìn)了株高和地上生物量的發(fā)育，根冠比變小，收獲指數(shù)降低，光合大幅增加，最終引起小麥增產(chǎn)。開花復(fù)水處理，地上生物量和穗數(shù)明顯受到抑制，各部分干物質(zhì)積累降低，光合產(chǎn)物的積累也降低，但促進(jìn)了根干重和千粒重的發(fā)育，根冠比變大，開花期復(fù)水未能顯著引起增產(chǎn)。拔節(jié)開花復(fù)水處理對(duì)于產(chǎn)量構(gòu)成一穗粒數(shù)、千粒重和穗數(shù)，由于