药隔期倒春寒对小麦根际细菌群落结构的影响

以抗倒春寒性强的小麦品种烟农19(YN)和抗倒春寒性弱的小麦品种新麦26(XM)为实验材料,于小麦幼穗分化的药隔形成期利用智能超低温培养箱进行4℃(T1)和-4℃(T2)低温胁迫处理,以15℃作为对照(CK),利用高通量测序技术对开花期小麦根际土壤细菌群落进行测定,研究药隔期倒春寒对小麦根际细菌多样性和群落结构的影响。结果表明:(1)倒春寒危害后两品种小麦根际土壤细菌的ACE指数较CK均有所降低,且对抗倒春寒性弱的品种XM影响显著(P<0.05)。(2)两品种小麦根际土壤细菌群落主要由变形菌门(53.20%~57.55%)、放线菌门(13.34%~21.69%)、拟杆菌门(10.56%~12.37%)和芽单胞菌门(6.17%~9.19%)等33个门及819个属的细菌组成,且不同程度倒春寒处理间各菌门相对丰度表现出差异性,其中放线菌门(Actinobacteria)相对丰度在YN中升高9.79%~19.11%,在XM中降低26.43%~38.47%。(3)根际土壤细菌功能预测分析显示,药隔期倒春寒提高了膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢、复制与修复功能基因在YN根际土壤中的相对丰度,降低了其在XM根际土壤中的相对丰度。综上所述,药隔期倒春寒降低了小麦根际土壤细菌群落的丰富度,改变了细菌群落结构,影响了细菌群落的膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢和复制与修复功能。

药隔期低温胁迫对小麦生理及产量的影响

为揭示小麦春季耐寒性的生理生化机制,以不同春季耐寒性的8个小麦品种为材料,采用田间盆栽和药隔期低温胁迫的方法,探讨了药隔期低温胁迫后小麦的生理及产量变化。结果表明,药隔期低温胁迫后,小麦单株产量明显下降,平均降幅为68.4%,其中淮麦20、皖麦38、西农979和矮丰3号表现出较好的春季耐寒性,单株产量降幅均小于65%,而陕麦139、郑366、小偃22和郑麦9023单株产量降幅较大(>70%),耐寒性相对较差;小麦叶片丙二醛含量、SOD活性、POD活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量均不同程度升高,其中淮麦20、皖麦38、西农979和矮丰3号丙二醛含量的增幅明显小于平均增幅,SOD活性、POD活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量的增幅显著大于平均增幅,表现出较低的细胞膜受损程度和较强的耐寒性。在生理指标中,SOD活性、POD活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量与产量的关联度高,因此可作为春季低温下小麦耐寒性鉴定的重要指标。

药隔期低温对小麦生长发育的影响

选用6个冬小麦品种为材料,采用人工气候室盆栽和药隔期低温胁迫的方法,研究药隔期低温对冬小麦生长发育和穗部结实率的影响。结果显示,药隔期-2℃低温胁迫24 h和48 h对小麦的生长状态、结实率及千粒重均有不同程度的影响,低温胁迫24 h大部分品种结实率降低不明显,胁迫48 h降低幅度明显增大,表明-2℃低温胁迫时间越长,小麦受害越重。根据结实率的变化判定,6个品种的耐倒春寒能力表现为济麦22、临麦4号﹥烟农19﹥鲁原502、济南17和周麦18。

药隔期低温胁迫对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响

为探明药隔期低温胁迫对小麦产量的影响,以烟农19、新麦26为供试材料,在小麦药隔期进行不同程度(T1:2℃/4h、T2:0℃/4h、T3:–2℃/4h)的低温处理,研究药隔期低温胁迫对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响。结果表明:药隔期低温胁迫显著降低小麦干物质积累量,不同抗倒春寒性小麦品种间干物质积累量存在差异,抗倒春寒性弱的小麦品种降幅更大。其中烟农19的T1、T2、T3处理分别降低33.4%、46.2%和54.7%,而新麦26则分别降低了50.1%、59.3%和72.4%。不同处理小麦籽粒、穗轴+颖壳、茎鞘+叶的干物质积累量均低于CK,且随着低温胁迫程度的加重呈明显降低趋势。小麦花前干物质的转运量、转运效率以及花前贮藏干物质对籽粒的贡献率均随着低温胁迫程度加重呈降低趋势。同时低温胁迫显著降低小麦籽粒和穗轴+颖壳的干物质分配比例,增加茎鞘+叶的分配比例。T1、T2和T3处理显著降低了小麦的穗粒数和千粒重及籽粒产量,烟农19的T1、T2和T3处理分别减产56.06%、86.36%和98.10%;新麦26的T1、T2和T3处理分别减产96.15%、98.07%和98.46%。药隔期低温胁迫显著降低小麦干物质的积累量、花前干物质的转运量、转运效率以及花前贮藏干物质对籽粒的贡献率和籽粒干物质分配比例,严重减少光合同化物向穗部的转运和分配,影响穗部小花的正常发育,从而导致穗粒数的减少,这是造成小麦减产的主要原因。