小麦抗衰老产量生理特性及多效唑对小麦叶片衰老的影响

摘要

近年来，小麦、水稻、玉米等多种作物的产量得到了大幅提高。尽管如此，由于世界人口的持续快速增长，粮食危机依然是一个严峻的问题。小麦是世界最重要的粮食作物，增产潜力巨大。小麦籽粒产量的形成主要来自小麦上三叶的光合同化产物，但是，小麦籽粒的灌浆时期正好伴随着叶片的衰老过程，小麦叶片的衰老缩短了有效光合作用持续期进而造成产量的大幅下降。因此，研究小麦上三叶在衰老期间的生理特性的变化，延缓叶片在灌浆期的衰老，使之能持续地向籽粒中运输光合产物是提高作物产量的一个经济而有效的方法。本文以“川农号”小麦为材料，研究了小麦抗衰老特性的生理基础及其与产量的相关性分析，同时，研究了不同浓度的多效唑对小麦叶片衰老及产量的影响。结果如下： 1“川农号”小麦CN17、CN18、CN19的叶绿素含量在整个灌浆期维持在一个较高的水平，长时间的高叶绿素含量表明“川农号”小麦净光合速率较高，这是“川农号”小麦CN17、CN18、CN19抗衰老特性重要的生理基础。 2.小麦在衰老期间，体内活性氧的数量会增加，而活性氧清除系统能力的降低致使细胞的生物膜和其它生物大分子的结构与功能受到破坏。“川农号”小麦CN17、CN18、CN19的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变幅不大，表明“川农号”小麦CN17、CN18、CN19具有较高的清除活性氧的能力。 3.膜脂过氧化是细胞衰老直接而重要的原因，它的中间产物自由基和最终产物丙二醛(MDA)都会严重地损伤生物膜。在生育期晚期，“川农号”小麦中的丙二醛含量明显低于对照小麦，这说明其体内并未发生严重的氧化作用，因而其光合器官也未受到损伤，致使叶绿素在整个灌浆期内均保持较高的水平。 4.植物体内的可溶性蛋白质在氮素代谢中起着代谢库的作用，其含量的降低与小麦叶片衰老密切相关。本研究结果表明，“川农号”小麦的可溶解性蛋白质含量高于对照小麦，这说明“川农号”小麦的衰老幅度比对照小麦慢。 5.与小麦衰老相关的生理生化指标在小麦衰老后期旗叶和倒二叶、倒三叶中有着相似的变化规律。 6.本研究参照病情指数模拟出衰老指数，对产量性状与衰老指数进行相关性分析，表明小麦的衰老指数和产量是有真实直线相关的，且衰老指数愈大，也就是说抗衰性愈差，小麦产量愈低。“川农号”小麦CN17、CN18、CN19的衰老指数低于对照小麦，说明“川农号”小麦具有较强的抗衰性，所以产量也高。 7.本研究表明，在小麦拔节期喷施适当浓度的多效唑，有利于提高功能叶在生育后期的生理活力，延长了叶绿素含量缓降期和光合速率高值持续期，增强了超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶的活性，延缓了小麦叶片的光合功能期，协调了产量构成因素的比例，从而增加了籽粒产量。

目录

文摘

英文文摘

声明

一文献综述

1植物衰老研究的历史与现状

1.1植物衰老的概念

1.2植物衰老的类型

1.3植物衰老研究的历史与现状

2植物衰老的机制和假说

2.1营养亏缺理论

2.2植物激素调控理论

2.3死亡因子假说

2.4气孔调控假说

2.5活性氧化学说

2.6衰老基因调控学说

3小麦的同步特性与源库理论

3.1小麦的同步特性

3.2源库理论

4植物叶片衰老的生理研究进展

4.1叶片衰老过程中叶绿素含量的变化

4.2叶片衰老过程中蛋白质含量的变化

4.3叶片衰老过程中自由基和活性氧清除系统的变化

4.4叶片衰老过程中丙二醛含量的变化

4.5叶片衰老过程中的基因表达与调控

5植物生长调节剂对小麦叶片衰老及其产量的影响

5.1植物生长调节剂简介

5.2植物生长调节剂在作物上的应用

5.3植物生长调节剂在草坪上的应用

5.4植物生长调节剂在花卉上的应用

二材料与方法

1实验材料

2实验方法

2.1取样

2.2试剂的配制

2.3粗酶液的提取

2.4叶绿素含量的测定

2.5超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定

2.6过氧化氢酶(CAT)活性的测定

2.7可溶性蛋白质含量的测定

2.8丙二醛(MDA)含量的测定

2.9小麦叶片净光合速率的测定

2.10农艺产量性状的调查

2.11衰老指数的计算

三结果与分析

1“川农号”小麦上三叶叶绿素含量的变化

2“川农号”小麦上三叶超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化

3“川农号”小麦上三叶过氧化氢酶(CAT)活性的变化

4“川农号”小麦上三叶可溶性蛋白质含量的变化

5“川农号”小麦上三叶丙二醛(MDA)含量的变化

6“川农号”小麦农艺性状的考察

6.1产量性状的考察

6.2产量性状与衰老指数的相关性分析

7不同浓度多效唑对小麦叶片衰老及产量的影响

7.1不同浓度多效唑对净光合速率和叶绿素含量的影响

7.2不同浓度多效唑对超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的影响

7.3不同浓度多效唑对可溶性蛋白质和丙二醛含量的影响

7.4不同浓度多效唑对小麦产量构成因素的影响

四讨论

1小麦衰老生理指标的探讨

2从“库—源—流”学说探讨小麦产量限制因子

3 “川农号”小麦抗衰老特性的生理基础及其高产的形成

4多效唑对小麦叶片衰老及产量的影响

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表和待发表的论文