灌溉与旱作条件下源库关系对小麦籽粒淀粉粒度分布的调节效应

在灌溉和旱作两种栽培条件下,研究了源库关系对小麦籽粒淀粉粒度分布特征的影响。结果表明,山农8355（大穗型）各处理A型淀粉粒体积分布、表面积分布百分比成熟期较灌浆中期明显提高,灌溉栽培条件下增幅分别在17.65%-22.88%、35.8%-39.05%,旱作栽培条件下增幅分别在1.46%-2.82%、7.05%-8.12%;山农8355各处理B型淀粉粒体积分布、表面积分布百分比成熟期较灌浆中期明显降低,灌溉栽培条件下降幅分别在34.78%-40.47%、11.73%-13.77%,旱作栽培条件下降幅分别在5.08%-7.67%、2.52%-3.43%。济南17（多穗型）各处理下成熟期与灌浆中期的A、B淀粉粒体积分布、表面积分布百分比,其变化趋势与山农8355相同,其中A型淀粉粒灌溉栽培条件下增幅分别在1.56%-5.98%、2.96%-9.92%,旱作栽培条件下增幅分别在1.76%-4.52%、1.28%-8.63%;B型淀粉粒灌溉栽培条件下降幅分别在3.46%-12.27%、1.02%-4.18%,旱作栽培条件下增幅分别在5.31%-9.87%、0.58%-3.13%。在灌溉和旱作栽培条件下源库调节对两品种A、B型淀粉粒粒度分布的影响趋势表现为,减源处理A型淀粉粒较同期同品种对照处理的体积分布、表面积分布百分比显著提高,减库处理较同期同品种对照处理显著降低,B型淀粉粒粒度分布变化趋势则与之相反。

灌浆期高温对小麦籽粒淀粉的积累、粒度分布及相关酶活性的影响

以不同耐热性品种济麦20和鲁麦21为材料,于花后5-9d进行高温处理,研究了小麦灌浆期高温对籽粒淀粉的积累、粒度分布及合成相关酶活性的影响。结果表明,灌浆期高温显著降低籽粒淀粉积累量,显著降低籽粒淀粉、支链淀粉含量,提高直链淀粉含量和直/支链淀粉比例。高温对济麦20籽粒淀粉积累的影响程度较鲁麦21大。灌浆期高温使小麦籽粒A型淀粉粒的体积、数量和表面积百分比显著增加,B型淀粉粒这3指标则显著降低。高温处理后,济麦20籽粒蔗糖合酶（SS）、ADPG焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合酶（SSS）、束缚态淀粉合酶（GBSS）活性与对照无显著差异,而鲁麦21上述酶活性则高于对照。济麦20、鲁麦21籽粒上述酶活性分别于花后15d和20d开始低于对照。与其他淀粉合成相关酶相比,高温对籽粒GBSS活性的影响程度较小。两品种处理间籽粒蔗糖含量及SS、AGPP、SSS和GBSS活性的变化趋势,与其籽粒淀粉积累量的变化趋势基本一致。灌浆期高温使籽粒淀粉积累量降低,主要因高温抑制了籽粒灌浆中后期的淀粉合成,这是由籽粒蔗糖供应不足和籽粒淀粉合成相关酶活性下降所造成的。

小麦灌浆过程中旗叶光合及抗氧化代谢与氮素营养关系研究

【目的】小麦灌浆过程中旗叶光合、抗氧化代谢与氮素营养密切相关,本研究通过田间试验,以进一步揭示其关系。【方法】试验选用多穗中粒(MM)型品种藁城8901(GC8901)和大穗大粒(LL)型品种山农1391(SN1391),设12gN·m-2(LN)和24gN·m-2(HN)2个氮肥处理,在田间条件下研究了小麦灌浆期旗叶光合色素含量、氮素含量、光合特性和抗衰老酶活性对氮素水平的响应。【结果】小麦开花后旗叶氮素含量与叶绿素含量呈下降趋势,净光合速率(Pn)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、开放的光系统Ⅱ反应中心的量子效率(Fv′/Fm′)和光化学猝灭系数(qp)在花后14d左右开始下降,光系统Ⅱ的最大光化学效率直到衰老末期才有小幅下降,而非光化学猝灭系数(NPQ)呈上升趋势。旗叶光能的吸收和利用之间存在矛盾,这是促其衰老的重要原因。与MM型小麦品种GC8901相比,LL型品种SN1391群体较小,籽粒灌浆后期旗叶的光合色素含量高,光系统Ⅱ的活性下降慢,净光合速率高;同时,抗衰老酶活性下降慢,膜脂过氧化程度轻。氮素水平对2个品种籽粒灌浆过程中旗叶的光合及抗氧化代谢的影响不同。LL型品种SN1391表现为,增施氮肥后旗叶光系统Ⅱ的开放程度和实际光化学效率提高,热耗散降低,净光合速率提高;旗叶的SOD、POD、CAT和APX活性均提高,膜脂过氧化程度降低。增施氮肥后MM型品种GC8901光系统Ⅱ活性下降,用于热耗散的能量增加,光合速率降低;抗氧化酶系活性下降,膜脂过氧化程度加重。【结论】小麦生育后期旗叶光能吸收和利用间的矛盾是促其衰老的重要原因。不同类型小麦品种旗叶生育后期的光合及抗氧化代谢存在显著差异。施用氮肥对小麦旗叶光合、衰老特性的影响因品种类型而不同。

花后高温对不同耐热性小麦品种籽粒淀粉形成的影响

以耐热性不同的2个小麦品种济麦20和鲁麦21为材料,分别于花后5～9d(T1)和15～19d(T2)进行高温处理,研究了小麦花后不同阶段高温对籽粒淀粉积累、淀粉粒分布及相关酶活性的影响。结果表明,花后高温显著降低籽粒淀粉积累量;显著降低籽粒淀粉及支链淀粉含量,但提高直链淀粉含量、直/支链淀粉比例。处理间比较,T2处理对籽粒淀粉积累的影响程度较T1处理大。品种间比较,高温对济麦20的影响程度较鲁麦21大。高温使A型淀粉粒的体积、数量和表面积比例显著增加,B型淀粉粒的体积、数量和表面积比例显著降低。T1处理后,两品种籽粒蔗糖含量、蔗糖合酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性均略高于对照;但济麦20、鲁麦21上述指标分别于花后15、20d开始低于对照。T2处理后,两品种籽粒蔗糖含量、SS、AGPP、SSS、GBSS和SBE活性显著低于对照,济麦20上述指标的降幅较鲁麦21大。与其它淀粉合成相关酶相比,高温对籽粒GBSS活性的影响程度较小。两品种处理间籽粒蔗糖含量、SS、AGPP、SSS、GBSS及SBE活性的变化趋势,与淀粉积累量的变化趋势基本一致。说明灌浆期高温使籽粒淀粉积累量降低,一方面是由于籽粒蔗糖供应较低引起糖源不足;另一方面则是由于灌浆中后期淀粉合成相关酶活性下降使淀粉合成受抑所致。

不同土壤条件下山农12小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布特征

在沙壤、中壤和黏壤3种质地土壤条件下,以优质强筋小麦品种山农12为材料研究了小麦强势与弱势籽粒高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)积累特征及其与谷蛋白大聚合体(GMP)粒度分布的关系。结果表明,3种质地土壤上,小麦强、弱势籽粒HMW-GS花后14d均已形成,强势粒HMW-GS含量明显高于弱势粒,说明强势粒具有较强的HMW-GS积累能力。小麦籽粒HMW-GS含量和GMP含量均表现为黏壤土>中壤土>沙壤土,说明黏壤土有利于HMW-GS的积累。小麦GMP粒径分布范围在0.37～245μm之间;数目分布呈单峰曲线,体积和表面积分布呈双峰曲线。小麦强势粒GMP>100μm颗粒数目百分比和体积百分比均显著高于弱势粒,强势粒具有更多的大粒径GMP颗粒。小麦HMW-GS含量和GMP含量与<10μm和<100μmGMP颗粒体积百分比均呈显著或极显著负相关,与>100μmGMP颗粒体积百分比呈显著或极显著正相关,说明大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。

施磷对小麦旗叶氮代谢关键酶活性和子粒蛋白质含量的影响

在田间试验条件下,以强筋品种济麦20和弱筋品种山农1391为材料,研究了不同施磷水平对2类型品种小麦旗叶氮代谢关键酶活性和子粒蛋白质积累的效应。结果表明,在P_2O_50～135 kg/hm^2范围内,施磷明显提高济麦20灌浆前期旗叶硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性;但却降低山农1391旗叶NR、GS活性。强筋品种济麦20在灌浆中、后期旗叶内肽酶(EP)、羧肽酶(cP)活性和蛋白质含量因施磷而提高;而弱筋品种山农1391的EP、CP活性和子粒蛋白质含量则降低。施磷使济麦20子粒清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的含量提高,球蛋白含量有所降低;但弱筋品种山农1391子粒球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的含量因施磷而降低,清蛋白含量未见显著变化。说明小麦施磷应考虑不同品质类型品种氮代谢及子粒蛋白质含量对施磷的反应。

棉花子叶衰老过程中氮素的再利用

以陆地棉早熟品种中棉所58和中熟品种邯郸109为材料，研究子叶衰老过程中氮素的再利用率（NRE）及氮代谢相关指标的变化。结果表明：子叶衰老过程中，单位面积总N含量（NPA）逐渐降低，中棉所58 NRE为69．26％，邯郸109为54．45％；叶绿素、可溶性蛋白质含量和硝酸还原酶（NR）活性先上升后降低，NR最先降低，中棉所58和邯郸109分别在9d、14d开始下降；中棉所58各指标比邯郸109早下降4～8d。谷氨酸脱氢酶（GDH）活性先下降后上升，表明GDH可能是氮素再利用的关键酶。