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花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦产量和品质形成的影响及其生理机制

作　者: 李诚永
导　师: 姜东
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 小麦渍水锻炼产量品质光合抗过氧化能力
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

渍害是影响小麦生产的主要逆境之一,灌浆期是小麦籽粒产量和品质形成的关键时期,因此灌浆期渍害严重降低小麦籽粒产量,影响品质。本文试图探讨开花前短暂渍水锻炼对花后渍害的缓解效应及其生理机制。研究在盆栽试验条件下进行,花前设置七叶一心期、九叶一心期和抽穗期3次短期渍水锻炼,花后7天设置对照和渍水两个水分处理,处理时间为7天,试验最终形成四个处理：花前渍水锻炼和花后渍水处理(WW)、花前渍水锻炼而花后不渍水处理(WC)、花前和花后都不渍水的对照处理(CC)、花前不进行渍水锻炼而花后渍水的处理(CW)四个处理。进而研究了花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦旗叶光合荧光特性、抗氧化系统、碳/氮代谢等的影响。主要研究结果如下：1.花前渍水锻炼提高了花后渍水逆境条件下小麦旗叶光合能力。与未锻炼处理相比,花前渍水锻炼显著提高了花后渍水逆境条件下小麦旗叶的叶绿素含量(SPAD)、气孔导度(Cs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、实际光化学效率(ΦPSⅡ),进而提高了电子传递速率和光化学效率,最终提高了旗叶光合能力。2.花前渍水锻炼提高了花后渍水逆境条件下小麦旗叶抗过氧化能力。与未锻炼处理相比,花前渍水锻炼显著提高了花后渍水逆境条件下小麦旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,而显著降低了丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性；同时花前渍水锻炼显著降低了叶绿体中MDA含量,02-的产生速率和POD活性,而提高了SOD活性；花前渍水锻炼显著提高了旗叶中可溶性糖含量和相对含水量(RWC)。3.花前渍水锻炼调控了花后渍水逆境条件下小麦碳氮积累与转运,提高了籽粒产量,影响了籽粒和面粉的品质。与未锻炼处理相比,花前渍水锻炼显著提高了花后光合同化量及其对籽粒的贡献率,最终显著提高了籽粒干物质积累量；花前渍水锻炼虽然提高了花后氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率,但更显著降低了花前积累氮素运转量及其对籽粒氮素的贡献率,进而导致籽粒蛋白质含量和积累量降低；花前渍水锻炼显著提高了花后渍水逆境下小麦的千粒重,进而显著提高了籽粒产量；花前渍水锻炼还提高了籽粒球蛋白含量,但显著降低清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白及总氮含量、以及干湿面筋含量和沉降值；花前渍水锻炼提高了籽粒直链淀粉和总淀粉含量和降落值,降低了支/直链淀粉比,显著提高了面粉峰值粘度、低谷粘度、崩解值、最终粘度、回冷值和峰值时间,但对糊化温度无显著影响。综上所述,花前渍水锻炼显著提高了花后渍水逆境条件下小麦旗叶光合能力和抗过氧化胁迫能力,并有效调节了营养器官的碳/氮转运,最终显著提高了花后渍水胁迫下的小麦籽粒产量,并影响了籽粒品质。

全文目录

摘要 7-9ABSTRACT 9-12第一章文献综述 12-30 1 渍水逆境下小麦的受害症状和渍害敏感期 13 2 渍水逆境下小麦生理生化机制研究 13-16 2.1 水分和营养代谢 13-14 2.2 光合作用 14-16 2.2.1 光合特性 14 2.2.2 叶绿素荧光特性 14-15 2.2.3 叶绿体中活性氧代谢 15 2.2.4 同化物运输 15-16 3 渍水逆境下小麦的适应性 16-19 3.1 形态解剖适应性 16-17 3.1.1 诱发不定根,形成根际通气组织 16 3.1.2 形成有氧根际,免受还原性金属毒害 16-17 3.2 渗透调节 17 3.3 活性氧清除系统 17-18 3.4 抗渍锻炼 18-19 4 渍水对小麦产量和品质的影响 19-20 4.1 产量 19 4.2 品质 19-20 5 试验目的和意义 20-22 参考文献 22-30第二章花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦旗叶光合特性和抗氧化系统的影响 30-52 1 材料与方法 31-34 1.1 试验设计 32 1.2 取样和测定方法 32-34 1.2.1 取样 32 1.2.2 测定方法 32-34 1.3 数据分析 34 2 结果与分析 34-41 2.1 花后渍水对土壤氧化还原电位(Eh)的影响 34 2.2 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶RWC及可溶性糖含量的影响 34-35 2.3 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶光合及SPAD值的影响 35-37 2.4 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶叶绿素荧光动力学参数的影响 37-38 2.5 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶可溶性蛋白及MDA含量的影响 38 2.6 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶抗氧化酶活性的影响 38-40 2.7 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶叶绿体中抗氧化酶系统的影响 40-41 2.8 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦干物质积累及贮藏物质再转运的影响 41 3 讨论 41-44 3.1 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶RWC和可溶性糖的影响 41-42 3.2 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶光合及SPAD值的影响 42 3.3 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶荧光动力学参数的影响 42-43 3.4 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦旗叶抗氧化系统的影响 43-44 3.5 花前渍水锻炼对灌浆期渍水下小麦干物质积累及贮藏物质再转运的影响 44 4 结论 44-45 参考文献 45-52第三章花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦籽粒产量和品质的影响 52-63 1 材料与方法 52-54 1.1 试验设计 52-53 1.2 测定项目与方法 53 1.3 数据分析 53-54 2 结果与分析 54-58 2.1 花前渍水锻炼对花后渍水胁迫下小麦籽粒灌浆速率与干物质积累的影响 54 2.2 花前渍水锻炼对花后渍水胁迫下小麦产量及其构成因素的影响 54-55 2.3 花前渍水锻炼对花后渍水胁迫下小麦籽粒蛋白质及组分含量的影响 55-56 2.4 花前渍水锻炼对花后渍水胁迫下小麦花前积累氮素运转和花后氮素积累的影响 56 2.5 花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦籽粒淀粉及其组分含量与淀粉产量的影响 56-57 2.6 花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦籽粒面粉品质性状及糊化特性的影响 57-58 3 讨论 58-60 3.1 花前渍水锻炼对花后渍水胁迫下小麦产量的影响 58 3.2 花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦籽粒氮素代谢及面粉品质性状的影响 58-59 3.3 花前渍水锻炼对花后渍水胁迫小麦籽粒淀粉含量及面粉糊化特性的影响 59-60 4 结论 60 参考文献 60-63第四章讨论与结论 63-67 1 讨论 63-66 1.1 花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦籽粒产量和品质性状的影响 63 1.2 花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦籽粒产量和品质形成的生理机理 63-65 1.2.1 花前渍水锻炼对花后渍水逆境下小麦光合特性的影响 64 1.2.2 花前渍水锻炼对花后渍水逆境下抗氧化系统的影响 64-65 1.2.3 花前渍水锻炼对花后渍水逆境下碳氮代谢的影响 65 1.3 研究展望 65-66 1.4 本研究创新之处 66 2 结论 66-67参考文献 67-72致谢 72-74攻读硕士期间发表的学术论文 74

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