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早衰小麦近等基因系旗叶生理生化特性及强光诱导小麦叶片花青素的研究

作　者: 王贵
导　师: 刘曙东
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 小麦早衰近等基因系生理生化特性花青素
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

小麦是我国的重要粮食作物之一,其产量高低对粮食安全具有至关重要的作用。小麦籽粒产量主要来源于后期功能叶的光合同化产物,因此,旗叶的功能强弱和时间长短对籽粒产量具有重要的作用。早衰小麦明显缩短了后期功能叶片的光合时间,降低了光合效率,严重影响其籽粒产量。研究早衰小麦的生理生化和遗传基础,对于理解小麦早衰成因、选育高产小麦品种具有重要的理论和实践意义。本实验以从小偃54×8602的F8高代品系中分离出的早衰和正常小麦近等基因系为试验材料,研究二者的主要农艺性状差异、生育后期的光合作用及生理生化特性,旨在探讨早衰小麦的表现特征和生理生化成因。抗氧化物质花青素是近年来研究的热点。本研究以京411为试材,小偃54为对照研究了经强光诱导后花青素在小麦叶片中的含量、分布、种类并进行花青素合成基因定位。主要结果如下:1.与正常小麦品系相比,早衰小麦开花后绿素b降解早,降解迅速,导致叶绿素含量急剧下降;净光合速率下降时间早,降低幅度剧烈,光合速率高值持续期短,光合能力降低。2.早衰小麦旗叶全展初期,SOD活性低,.O₂^-清除受限,且迅速积累。与正常对照品系相比,早衰小麦AsA-GSH循环中抗氧化物质和相关酶活性整体差异不显著。仅在灌浆后期,AsA-GSH体系活性较正常对照品系才稍有下降。因此,.O₂^-的积累可能是早衰小麦活性氧代谢失衡的重要原因之一。活性氧的积累,使膜脂产生过氧化,MDA迅速积累,叶片膜系统受损。3.早衰小麦糖代谢过程中SPS、SS的酶活性强,旗叶中蔗糖含量显著高于正常小麦品系;旗叶中硝酸还原酶NR活性极显著地低于正常对照品系,叶片中全氮含量减少。因此,碳氮代谢失调是小麦早衰的主要原因。4.强光诱导的花青素种类可能是天竺葵色素。老叶首先积累花青素,其含量随叶片自下而上依次降低。同一叶片自叶尖部至叶基部花青素含量依次降低。将控制花青素性状的基因定位在7A染色体上。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章文献综述  11-23
  1.1 衰老与早衰  11-12
  1.2 植物衰老的几种假说  12-14
  1.3 小麦植株衰老相关指标  14-22
    1.3.1 光合特性  15-16
    1.3.2 活性氧自由基代谢  16-20
    1.3.3 碳氮代谢与物质转运  20-22
  1.4 本研究的目的意义  22-23
第二章早衰小麦近等基因系表型及光合特性研究  23-30
  2.1 试验材料  23
  2.2 试验方法  23-24
    2.2.1 田间种植  23
    2.2.2 光合速率测定  23
    2.2.3 叶绿素含量测定  23-24
    2.2.4 考种  24
    2.2.5 数据分析  24
  2.3 结果与分析  24-28
    2.3.1 早衰小麦表型  24-25
    2.3.2 早衰小麦与对照品系光合速率变化  25-26
    2.3.3 早衰小麦与正常品系叶绿素的变化  26-28
    2.3.4 早衰小麦与正常品系类胡萝卜素的变化  28
  2.4 小结与讨论  28-30
第三章早衰近等基因系旗叶活性氧代谢系统研究  30-44
  3.1 试验材料  30
  3.2 试验方法  30-34
    3.2.1 田间种植和取样  30
    3.2.2 丙二醛含量测定  30
    3.2.3 超氧阴离子含量测定  30-31
    3.2.4 过氧化氢含量测定  31
    3.2.5 活性氧酶促系统的测定  31-32
    3.2.6 活性氧非酶促系统的测定  32-34
    3.2.7 数据分析  34
  3.3 结果与分析  34-43
    3.3.1 早衰小麦与正常品系旗叶全展后丙二醛的变化  34
    3.3.2 早衰小麦与正常品系旗叶全展后可溶性蛋白的变化  34-35
    3.3.3 早衰小麦与正常品系旗叶全展后超氧阴离子含量的变化  35
    3.3.4 早衰小麦与正常品系旗叶全展后过氧化氢含量的变化  35-36
    3.3.5 早衰小麦与正常品系旗叶全展后SOD 活性的变化  36-37
    3.3.6 早衰小麦与正常品系旗叶全展后POD 活性的变化  37
    3.3.7 早衰小麦与正常品系旗叶全展后APx 活性的变化  37-38
    3.3.8 早衰小麦与正常品系旗叶全展后CAT 活性的变化  38
    3.3.9 早衰小麦与正常品系旗叶全展后MDAR 活性的变化  38-39
    3.3.10 早衰小麦与正常品系旗叶全展后DHAR 活性的变化  39
    3.3.11 早衰小麦与正常品系旗叶全展后GR 活性的变化  39-40
    3.3.12 早衰小麦与正常品系旗叶全展后抗坏血酸的变化  40-41
    3.3.13 早衰小麦与正常品系旗叶全展后谷胱甘肽的变化  41-42
    3.3.14 早衰小麦与正常品系旗叶全展后抗氧化物质活性的变化  42-43
  3.4 小结与讨论  43-44
第四章早衰近等基因系碳氮代谢的研究  44-51
  4.1 试验材料  44
  4.2 试验方法  44-46
    4.2.1 叶片中可溶性糖的提取与测定  44-45
    4.2.2 叶片中全氮的提取与测定  45
    4.2.3 叶片中碳循环相关酶的提取与测定  45-46
    4.2.4 叶片中氮循环相关酶的提取与测定  46
    4.2.5 数据分析  46
  4.3 结果与分析  46-50
    4.3.1 早衰小麦旗叶全展后蔗糖含量的变化  46-47
    4.3.2 早衰小麦旗叶全展后葡萄糖含量的变化  47
    4.3.3 早衰小麦旗叶全展后可溶性糖含量的变化  47-48
    4.3.4 早衰小麦旗叶全展后全氮含量的变化  48
    4.3.5 早衰小麦旗叶全展后蔗糖磷酸酶活性变化  48-49
    4.3.6 早衰小麦旗叶全展后蔗糖合成酶活性变化  49
    4.3.7 早衰小麦旗叶全展后硝酸还原酶的活性变化  49-50
  4.4 小结与讨论  50-51
第五章强光诱导小麦叶片花青素的积累  51-58
  5.1 材料与方法  51-52
    5.1.1 试验材料  51
    5.1.2 材料培养与处理  51-52
    5.1.3 花青素测定  52
    5.1.4 花青素光吸收测定  52
    5.1.5 PAL 活性测定  52
  5.2 结果与分析  52-57
    5.2.1 不同温度对强光下小麦叶片花青素积累的影响  52-53
    5.2.2 强光下不同叶位叶片花青素含量的比较  53
    5.2.3 强光下同一叶片不同部分花青素含量比较  53-54
    5.2.4 强光下PAL 活性的变化  54-55
    5.2.5 强光诱导花青素积累的品种间差异  55-56
    5.2.6 强光处理48 h 不同小麦品种光吸收变化  56-57
  5.3 小结与讨论  57-58
第六章结论与讨论  58-61
  6.1 讨论  58-59
    6.1.1 活性氧与早衰  58
    6.1.2 碳氮平衡与早衰  58
    6.1.3 强光与花青素积累  58-59
  6.2 结论  59-61
参考文献  61-67
致谢  67-68
作者简介  68

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