水分胁迫对小麦碳同化物分配及穗部显微结构的影响

摘要

水分是我国北方小麦生长的限制因子。小麦在不同生育期经常受到水分胁迫的影响，从而导致粮食减产。本研究选用不同小麦品种，采用盆栽试验，通过水分胁迫处理以及剪叶、包穗、包茎处理，研究了水分亏缺下不同器官光合产物对籽粒产量的贡献以及穗轴显微结构的变化，测定了水分亏缺下小麦不同生育期叶片保护酶活性、蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性以及光合特性等生理指标。获得以下主要研究结果： 1．剪叶、包穗、包茎等处理研究结果表明，不同器官光合产物对穗粒重的贡献率差异显著。尤其水分亏缺下叶、穗对粒重的贡献率有所增加，而茎鞘和茎鞘贮存物的贡献率则大幅下降。 2．不同水分处理下西农1043、陕253、长武134和郑引1号小麦旗叶SPS活性在开花期与灌浆期变化不同。开花期中度水分亏缺SPS活性升高，而重度水分亏缺则明显降低。灌浆期四种小麦旗叶SPS活性随着水分胁迫程度的增加而降低。在抽穗、开花和灌浆期小麦旗叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)随着水分亏缺程度的增加而降低。灌浆期郑引1号、陕253小麦旗叶SPS活性与Pn呈显著正相关。 3．水分亏缺对抽穗期小麦穗轴维管束系统产生一定的影响，穗轴中大、小维管束数目、横截面积、导管直径和韧皮部面积沿穗轴自下而上依次减小，但下降幅度因维管束种类、穗轴部位而异。同正常供水处理相比，中度水分亏缺下穗轴中大、小维管束数目、面积、导管直径和韧皮部面积有所减小。重度水分亏缺则使穗轴中大、小维管束数目、面积、导管直径和韧皮部面积明显减小。表明水分亏缺显著改变了小麦穗轴维管束系统的显微解剖结构。 4．水分亏缺对四种抗旱性不同的小麦叶片保护酶系统活性的影响表明，抽穗与开花期中度水分亏缺下旗叶保护酶活性高于对照，重度水分亏缺下保护酶活性降低；灌浆期超氧化物歧化酶(SOD)活性存在种间差异，过氧化物酶(POD)活性随着水分亏缺程度的增加而升高，过氧化氢酶(CAT)，活性变化则同前两个时期一致。其中，SOD活性在抽穗期最高，POD活性在灌浆期最高，CAT活性则明显低于其它时期。表明在不同生育期保护酶系统活性的变化在水分亏缺条件下有明显差异。

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第一章综述

1.1植物抗旱的研究进展

1.1.1渗透调节在植物抗旱中的作用

1.1.2抗氧化酶在植物抗旱中的作用

1.2水分胁迫对小麦碳同化物分配的影响

1.2.1小麦不同器官光合产物对籽粒干物质贡献的研究进展

1.2.2不同器官光合产物对籽粒干物质贡献的研究进展

1.3水分利用效率

1.4水分胁迫对植物解剖结构的影响

1.4.1水分胁迫对根的影响

1.4.2水分胁迫对叶的影响

1.4.3水分胁迫对小麦穗部显微结构的影响

1.5小麦穗部的维管束的结构特征的研究概况

1.6本研究的目的及意义

第二章水分胁迫对小麦旗叶蔗糖磷酸合成酶及光合特性的影响

2.1材料与方法

2.1.1材料

2.1.2试验设计

2.1.3蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性

2.1.4叶片净光合速率测定

2.2结果与分析

2.2.1不同水分处理下不同品种小麦蔗糖磷酸合成酶活性的变化

2.2.2不同水分处理下不同品种小麦Pn、Gs、和Tr的变化

2.3讨论

第三章水分胁迫对小麦叶片保护酶活性的影响

3.1材料与方法

3.1.1材料

3.1.2试验设计

3.1.3保护酶活性测定

3.2结果与分析

3.2.1抽穗期水分亏缺对叶片保护酶活性的影响

3.2.2开花期水分亏缺对叶片保护酶活性的影响

3.2.3灌浆期水分亏缺对叶片保护酶活性的影响

3.3讨论

第四章水分胁迫对小麦抽穗期穗轴维管束系统的影响

4.1材料与方法

4.1.1试验材料

4.1.2盆栽试验

4.1.3石蜡切片

4.2结果与分析

4.2.1小麦抽穗期穗部维管束的发育特点

4.2.2水分亏缺下抽穗期小麦穗轴维管束数目变化

4.2.3水分亏缺下小麦穗轴中大导管直径比较

4.2.4水分亏缺下抽穗期小麦穗轴中韧皮部和维管束面积比较

4.3讨论

第五章水分胁迫下不同器官光合产物对籽粒产量的影响

5.1材料与方法

5.1.1试验材料

5.1.2盆栽试验

5.1.3处理方法

5.2结果与分析

5.2.1干旱和剪叶处理对不同品种小麦的产量性状的影响

5.2.2包穗剪叶对小麦产量性状的影响

5.2.3包穗留叶、茎对小麦产量性状的影响

5.2.4剪叶包茎对小麦产量性状的影响

5.2.5不同光合器官对籽粒的贡献率

5.3讨论

结论

参考文献

附录

致谢

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