干旱胁迫下小麦非结构性碳水化合物变化及外源葡萄糖对小麦氮代谢的影响

摘要

本研究利用室内水培的方法，以6个抗旱性不同的小麦品种晋麦47、矮抗58、周麦22、洛旱6号、郑麦9023、西农979为试验材料，设置15％和20%两个胁迫水平，以正常营养液为对照，系统研究了不同干旱胁迫条件下小麦叶片和根系中主要非结构性碳水化合物含量的变化规律，分析了小麦非结构性碳水化合物的改变率与干旱敏感系数的相关性。2013-2014年分别在人工气候室和大田条件下，以抗旱性较强的晋麦47和抗旱性较弱的郑麦9023为试验材料，研究了室内营养液里添加以及大田外源喷施0.5mmol·L-1的葡萄糖对干旱胁迫下小麦幼苗的抗旱性和大田小麦产量性状的影响。主要研究结果分别如下：
　　1、干旱胁迫下6个小麦品种叶片和根系中可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量均随着胁迫时间的延长呈先增加后降低的趋势，而淀粉和果聚糖含量则呈降低的趋势，复水后各非结构性碳水化合物含量逐渐恢复到对照水平；6个小麦品种中，干旱敏感性越高的品种，在干旱胁迫下其组织中各非结构性碳水化合物含量的改变率越小；干旱敏感系数与干旱胁迫下各非结构性碳水化合物含量的改变率均呈负相关性，其中可溶性总糖、果糖、淀粉、果聚糖含量在干旱胁迫下的改变率与干旱敏感系数的相关性达到显著水平。干旱胁迫明显降低了小麦干物质量，6个小麦品种在不同胁迫水平下的抗旱性均表现为晋麦47＞矮抗58＞周麦22＞洛旱6号＞郑麦9023＞西农979。
　　2、干旱胁迫下，小麦的干物质重以及株高和根长在一定范围内随着外源喷施葡萄糖浓度的增加而增加，当葡萄糖的浓度大于0.5 mmol·L-1时，小麦的干物质重以及株高和根长随着葡萄糖的浓度增加而表现出降低的趋势，说明0.5 mmol·L-1葡萄糖是调控小麦生长的一个比较合适的浓度。
　　3、干旱胁迫下，小麦幼苗叶绿素含量明显降低，并且与对照相比，差异达到显著水平，葡萄糖处理，可以有效地缓解小麦幼苗叶绿素含量的降低，但是不能恢复到对照水平；正常条件下营养液里添加葡萄糖之后，小麦幼苗的叶绿素含量明显升高，与对照相比，达到显著水平；干旱胁迫下小麦幼苗中SOD和POD的活性明显降低，丙二醛的含量升高，营养液里添加0.5 mmol?L-1葡萄糖之后，SOD和POD的活性得到了提高，丙二醛的积累被抑制，然而CAT活性的变化规律并不明显。此外，干旱条件下可溶性蛋白、氨态氮、硝态氮的积累被抑制，然而，营养液里添加葡萄糖促进了这三种产物在小麦幼苗内的积累。在抗旱性较强的品种的氮代谢途径的关键酶NR和GS的活性高于抗旱性弱的品种中。干旱胁迫下，这两种酶的活性降低，葡萄糖处理之后，可以明显的促进酶活性的升高，这与它们相对应的产物氨态氮和硝态氮的含量的变化规律是一致的。大田研究结果表明：随着生育期的进行，小麦叶片的SPAD值呈现出先增加后减少的趋势，干旱胁迫使SPAD值减小，但是，外源喷施葡萄糖，引起SPAD值增加，并且与干旱条件下相比达到显著水平，干旱胁迫下添加葡萄糖促进了SPAD值的升高，并且与对照相比达到显著水平，这与室内研究的小麦幼苗的叶绿素含量的变化规律是一致的。对小麦的产量以及产量三要素的研究结果发现，干旱条件下，小麦的亩穗数、穗粒数、千粒重以及产量均是降低的。用葡萄糖对其处理之后，小麦的亩穗数、穗粒数、千粒重以及产量增加，且达到显著，但是仍然低于对照水平。正常条件下添加葡萄糖之后，几项指标均有升高，但是只有千粒重与产量与正常条件下相比达到显著水平。因此，葡萄糖有利小麦体内氮代谢关键酶的活性提高以及相关产物的积累。

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文献综述

1.1植物的抗旱性研究进展

1.2 化学调控对植物抗逆性的影响

1.3外源可溶性糖对植物生长发育的影响

2 引言

3材料和方法

3.1干旱胁迫下小麦体内非结构性碳水化合物和小麦抗旱性关系的研究

3.2干旱胁迫下，葡萄糖对小麦氮代谢的影响的研究

3.3试验测定项目和方法

3.4数据统计与分析

4 结果与分析

4.1干旱胁迫下，小麦体内非结构性碳水化合物变化规律及其与小麦抗旱性的关系

4.2葡萄糖浓度的筛选

4.3室内研究干旱胁迫下葡萄糖对小麦氮代谢影响

4.4大田干旱胁迫下葡萄糖对小麦叶片SPAD值以及产量形成的影响

5小结与讨论

5.1干旱胁迫对小麦非结构碳水化合物的影响及其与小麦抗旱性的关系

5.2 葡萄糖对干旱胁迫下小麦幼苗株高、根长和生物量的影响

5.3 葡萄糖对干旱胁迫下小麦幼苗叶绿素的影响

5.4 葡萄糖对干旱胁迫下小麦幼苗抗氧化酶活性以及丙二醛含量的影响

5.5 葡萄糖对干旱胁迫下小麦幼苗可溶性蛋白含量的影响

5.6 外源葡萄糖对于干旱胁迫下小麦幼苗的氮素同化相关代谢产物以及相关酶的影响

参考文献

英文摘要