河南主推小麦品种对春季低温胁迫的生理响应及耐寒性分析

摘要

随着全球气候的变化，黄淮麦区在小麦生育中后期出现低温倒春寒的频率在逐年增大，为探讨春季低温胁迫对小麦生产的影响，我们选取河南麦区推广应用的12个小麦品种，就其在拔节期（-6℃）和孕穗期（0℃）对人工模拟低温的响应进行了研究。利用主成分分析和聚类分析的方法对不同品种耐寒性的强弱进行了评价，筛选出与小麦品种春季耐寒性密切相关的生理指标，同时分析了低温对籽粒蛋白质和淀粉含量的影响。本文的主要研究结果如下：
　　通过对12个小麦品种的幼穗发育进程的观察以及与低温下叶片和分蘖节生理指标的变化分析，结果表明，幼穗发育进程慢的强耐寒性品种的叶片和分蘖节中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性在低温条件下的增幅总体大于幼穗发育进程快的弱耐寒性品种，丙二醛（MDA）含量的增幅表现出相反的趋势；拔节期和孕穗期低温处理后，所有小麦品种穗数、穗粒数、千粒重以及产量均下降，拔节期低温对穗数和千粒重的影响更为严重，孕穗期低温则对穗粒数和产量的影响更为严重；低温处理后所有小麦品种的干物质重均降低，以拔节期低温对干物质重的影响更为严重。
　　主成分分析和聚类分析将12个品种耐寒性的结果分为三种类型，第一类为强耐寒性的品种（H），第二类为中度耐寒性的品种（M），第三类为弱耐寒性的品种（L）。拔节期低温处理后，叶片D值聚类的结果为：H类品种包括郑麦366、矮抗58、豫农211，M类品种包括周麦26、豫麦49-198、西农979，L类品种包括郑麦7698、周麦22、周麦27、平安8号、开麦21、衡观35；分蘖节D值聚类的结果为：H类品种包括郑麦366、矮抗58、周麦27，M类品种包括周麦22、周麦26、豫农211、豫麦49-198，L类品种包括郑麦7698、平安8号、开麦21、衡观35、西农979；拔节期产量降幅聚类的结果为：H类品种包括郑麦366、矮抗58、周麦27，M类品种包括郑麦7698、周麦22、周麦26、平安8号，L类品种包括豫农211、豫麦49-198、开麦21、衡观35、西农979。孕穗期低温处理后，叶片D值聚类的结果为：H类品种包括矮抗58、豫农211，M类品种包括郑麦366、周麦27、豫麦49-198，L类品种包括郑麦7698、周麦22、周麦26、平安8号、开麦21、衡观35、西农979；分蘖节D值聚类的结果为：H类品种包括矮抗58，M类品种包括郑麦366、周麦26、周麦27、豫农211、豫麦49-198，L类品种包括郑麦7698、周麦22、平安8号、开麦21、衡观35、西农979；孕穗期产量降幅聚类的结果为：H类品种包括矮抗58、豫农211、衡观35、西农979，M类品种包括郑麦366、周麦22、周麦26、周麦27、开麦21，L类品种包括郑麦7698、豫麦49-198、平安8号。
　　春季耐寒性评价指标的筛选鉴定结果表明，拔节期低温处理后，叶片可溶性蛋白含量和CAT活性增幅与寒害级别达到极显著的负相关，脯氨酸含量和SOD活性增幅与寒害级别达到显著的负相关，MDA含量增幅与寒害级别达到显著正相关；分蘖节可溶性糖和脯氨酸含量增幅与寒害级别达到极显著的负相关，CAT活性增幅与寒害级别达到显著负相关，MDA含量增幅与寒害级别达到极显著正相关。孕穗期低温处理后，相关性的分析结果表明，叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量和SOD、POD和CAT活性的增幅与寒害级别达到显著的负相关，MDA含量的增幅与寒害级别达到极显著正相关；分蘖节可溶性糖、可溶性蛋白含量和CAT活性增幅与寒害级别达到显著负相关，MDA含量的增幅与寒害级别达到极显著正相关。
　　拔节期和孕穗期低温对籽粒蛋白质和淀粉含量的影响结果表明，所有小麦品种籽粒蛋白质含量升高，而淀粉含量降低。以蛋白质含量的增幅和淀粉含量的降幅为聚类的标准进行聚类，将12个小麦品种划分为3类，第1类为籽粒蛋白质和淀粉对低温反应最为敏感的品种，第2类品种为对低温反应不敏感的品种，第3类为中间型的品种。拔节期和孕穗期第1、2、3类小麦品种籽粒蛋白质含量的平均增幅分别为88.76％和97.70%、6.86%和8.54%、44.70%和50.52%，拔节期和孕穗期第1、2、3类小麦品种籽粒淀粉含量的平均降幅分别为27.51%和25.27%、12.25%和7.75%、19.79%和15.19%，故以孕穗期对籽粒蛋白质含量的影响更为严重，以拔节期对籽粒淀粉含量的影响更为严重。

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中文摘要

1 文献综述

1.1研究背景

1.2低温胁迫对产量及构成要素的影响

1.3低温胁迫对渗透调节物质的影响

1.4低温胁迫对抗氧化酶类及膜脂特性的影响

1.5小麦耐寒性的评价方法及鉴定指标初探

1.6低温胁迫对不同小麦品种籽粒蛋白质和淀粉含量的影响

1.7研究目的与意义

2 引言

3 材料与方法

3.1试验材料和设计

3.2测定项目与方法

3.3统计分析

4 结果与分析

4.1拔节期和孕穗期低温胁迫下不同小麦品种的寒害级别及主茎幼穗分化进程的观察

4.2拔节期和孕穗期低温胁迫对不同小麦品种产量及干物质重的影响

4.3拔节期和孕穗期低温胁迫对不同小麦品种生理指标的影响及其耐寒性评价

4.4拔节期和孕穗期低温对不同小麦品种籽粒蛋白质与淀粉含量的影响及聚类分析

5 结语与讨论

5.1拔节期和孕穗期低温对不同小麦品种产量的影响以及差异性分析

5.2拔节期和孕穗期低温对不同小麦品种叶片和分蘖节生理指标的影响及耐寒性评价指标的筛选

5.3不同小麦品种拔节期和孕穗期耐寒性的评价及差异性分析

5.4拔节期和孕穗期低温对不同小麦品种籽粒蛋白质和淀粉含量的影响及差异性分析

参考文献

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