旗叶蜡质含量不同小麦近等基因系的抗旱性

于2013—2014和2014—2015年度,以多蜡质和少蜡质的4个小麦近等基因系为材料,采用田间旱棚方式控制土壤水分,研究了蜡质含量与小麦抗旱性的关系。结果表明,干旱处理后,多蜡质小麦品系旗叶的蜡质含量平均为15.15 mg g^(-1),较少蜡质小麦品系(8.43 mg g^(-1))高79.8%;多蜡质小麦品系旗叶的水势较高,干旱处理后下降幅度明显小于少蜡质小麦品系,水分散失率也显著低于少蜡质品系(P<0.05);多蜡质小麦品系旗叶的光合速率平均下降7.5%,而少蜡质小麦品系下降9.8%;多蜡质小麦品系旗叶PSII最大光化学效率(Fv/Fm)平均下降幅度为3.4%,少蜡质小麦品系下降幅度达到5.8%;多蜡质小麦品系的籽粒产量高于少蜡质品系,平均高3.7%;多蜡质小麦品系的抗旱指数和干旱敏感指数均显著低于少蜡质小麦品系(P<0.05)。以上结果表明,蜡质能够提高小麦的抗旱性,旗叶蜡质含量可以作为抗旱小麦品种的选择指标。

烟草叶片表面蜡质成分及含量研究

为了研究烟草(Nicotiana tabacum L.)叶片表皮蜡质组成以及蜡质的含量,以NC89为材料,对其叶片进行蜡质提取,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID)对提取的蜡质进行定性和定量分析。同时采用扫描电镜(SEM)观察其叶片表面蜡质超微结构。结果表明:烟草叶表皮蜡质经GC-MS分析,共鉴定出化合物23种,主要为直链烷烃与支链烷烃,并含有少量的初级醇以及三萜类化合物;表皮蜡质含量为(5.578±0.463)μg/cm2,直链烷烃[(2.717±0.345)μg/cm2]与支链烷烃[(2.052±0.120)μg/cm2]为蜡质主要组分。直链C31烷烃含量最高,初级醇和三萜类化合物含量相对较低。扫描电镜观察到烟草叶片上下表面蜡质层都较平滑,无明显的蜡质晶体。

甘蓝型油菜表皮蜡粉遗传规律及其抗逆效应研究

油菜表皮蜡粉是油菜抵御外界不利因素的屏障之一,对其开展研究有益于选育抗逆稳产的油菜品种,改进栽培技术。本研究以我们发现的光叶突变体DL22B077-1和有蜡粉野生型DL22B077-2为材料,通过杂交、回交和自交等手段研究了该性状的遗传规律,结果表明,突变体DL22B077-1的光叶性状受显性单基因控制。然后利用气相色谱法检测了突变体与野生型叶片和茎秆蜡粉含量及其组成,结果发现野生型叶片和茎秆表皮蜡粉含量分别为47.40μg/cm^(2)和76.93μg/cm^(2),光叶突变体叶片和茎秆蜡粉含量分别为40.40μg/cm^(2)和61.01μg/cm^(2),与野生型相比,分别减少14.77%和20.79%,差异均达到显著水平(P=0.05)。而且无论是光叶突变体还是野生型,叶片蜡粉含量均低于茎秆表皮含量,差异也达到显著水平(P=0.05)。蜡粉组成成分间的差异既存在于光叶与野生型间,也存在于植株的叶片与茎秆之间。光叶突变体与野生型间蜡粉成分总体上相似,但是4种成分差异显著,其中三种(正三十六烷、十六烷氧基硅烷和15-Triacontanone)在野生型的叶片和茎秆表皮蜡粉中显著高于光叶突变体表皮。另外,光叶突变体材料表皮蜡粉中也存在一种成分(1,40-Tetraconanediol)显著高于野生型。本研究还通过田间自然低温冻害比较光叶突变体与野生型的抗寒差异。结果表明,野生型比光叶突变体抗寒性强,光叶突变体出现严重冻害(受冻率100%,冻害指数达到0.80),野生型明显抗寒(受冻率15%,冻害指数只有0.25)。野生型与光叶突变体的抗寒性差异还反映在低温对二者植株的农艺性状的影响上。返青前,光叶突变体的单株长势比野生型差,其中光叶突变体的单株株高、单株干重分别只有其野生型的51.83%和29.08%。说明表皮蜡粉能够显著提高油菜抗寒能力。最后,在花期通过人工接种,考察二者对菌核病的抗性差异,鉴定结果显示,光叶突变体及其野生型的菌核病抗性无显著差异。

植物表皮蜡质的研究进展

植物的表皮蜡质覆盖于植物各器官和组织表面,是植物进行自我防护的一道屏障,在植物适应干旱环境以及各种非生物和生物逆境过程中发挥重要作用。对植物表皮蜡质的组成、形态结构、合成途径及其功能等方面的研究进行综述,并探讨其存在的问题与研究前景。

节节麦不同生育期叶片蜡质组成和超微形态的变化

为了解节节麦(Aegilops tauschii Coss.)不同生育期叶片表皮蜡质组成及晶体形态的变化,对节节麦叶片蜡质进行提取,利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID)对蜡质进行了定性和定量分析,并采用扫描电镜(SEM)对叶片表面蜡质晶体形态进行了观察。结果表明,节节麦叶表皮蜡质经GC-MS分析,共鉴定出化合物21种,主要以初级醇为主(苗期、抽穗期和灌浆期相对含量分别为85%、84%和70%),并含有少量的烷烃、醛、酮和脂肪酸;随着节节麦的生长发育,蜡质总量不断积累,烷烃含量极显著地升高,其中以C29烷烃的增加最明显,而初级醇含量显著降低,其中C26醇的相对含量降低最明显(苗期、抽穗期和灌浆期相对含量分别为80%、76%和63%),其他各类化合物组分变化不大。经扫描电镜观察,节节麦叶片近轴和远轴面的蜡质晶体形态无明显差别,苗期均为片状,抽穗期大部分仍以片状形态存在,并且蜡质晶体的密集程度比苗期稀疏,灌浆期蜡质晶体的密集程度变得更加稀疏。这些变化可能与抽穗期、灌浆期烷烃含量的增加和初级醇含量的减少有关。

反射光谱法估计小麦叶片表皮蜡质含量的初步研究

为了探讨利用冠层反射光谱技术估计小麦叶片表皮蜡质含量的可行性,以小麦高叶片表皮蜡质含量材料2912与低叶片表皮蜡质含量品种普冰201和晋麦47及其杂交构建的F2:3株系为材料,通过氯仿提取称重法测定了小麦抽穗期的旗叶表皮蜡质含量,并采用FieldSpec 3测定了冠层反射光谱,分析小麦冠层反射光谱与叶片表皮蜡质含量之间的关系。结果表明,三个亲本以及株系间蜡质含量差异显著。高蜡质材料的可见光波段反射率整体高于低蜡质材料,短波长波段光谱反射率与叶片表皮蜡质含量相关性较高。以550和675nm波长的反射光谱为基础的单波/差值指数[R550/(R550-R675)]能较好地反映小麦叶片蜡质含量,两F2:3群体拟合模型的r2值分别为0.761和0.679,回归方程分别为y=0.07x-0.575和y=0.088x-1.481。

种子引发对甜高粱角质层蜡质及其抗性的影响

种子引发是一种可有效提高植物抗性及产量的方法,但引发是否可以调节作物生长期角质层蜡质沉积,从而参与植物抗性,目前尚不清楚。以甜高粱为试验对象,其种子用15%聚乙二醇(PEG)、150 mg·L^(-1)水杨酸(SA)、20 mg·L^(-1)脱落酸(ABA)、5 mg·L^(-1)赤霉素(GA)或水进行引发处理,之后在田间种植(2020年),分析测定了不同生长阶段(苗期、拔节期、抽穗期、成熟期)叶片角质层蜡质含量、叶片失水率、叶绿素浸提率;收获的种子进行第二年种植(2021年),分析种子引发对植株叶片角质层蜡质的跨代效应。结果表明,PEG、SA和ABA引发分别显著增加苗期蜡质总量57.6%,50.8%和80.3%。引发也可增加不同生育期蜡质烷烃组分的含量,其中,ABA引发效果显著,分别显著增加苗期、抽穗期与成熟期烷烃含量58.7%、35.5%和36.5%。具有不同碳链长度的蜡质组分丰度同样受引发影响,特别是C_(27)、C_(29)、C_(33)烷,C_(28)~C_(32)醛与C_(28)醇相对丰度。与此同时,引发后高粱叶片相对含水量增加,叶片失水率、叶绿素浸提率均下降。综合分析认为,PEG、SA和ABA引发均可起到调节作物角质层蜡质沉积、提高角质层抗性的作用。此外,种子引发对蜡质合成的影响具有跨代“记忆”,可为生产中培育抗性品种提供新方法。

尖叶石竹蜡质突变体的耐盐生理响应

盐胁迫会引起植物的渗透胁迫、离子毒害,导致细胞失水、光合和呼吸作用受到抑制,进而影响植物的生长和发育。植物表皮蜡质可以阻止叶片的非气孔失水,减少蒸腾,减缓植物因胁迫而引起的生理干旱。本研究以观赏性草坪草尖叶石竹(Dianthus spiculifolius)的野生型(wild-type,WT)和表皮蜡质增强突变体(wax mutant,WM)为材料,比较了两者在NaCl胁迫下的表型和生理生化指标的变化规律。结果表明:蜡质突变体在NaCl胁迫下维持了更高的水分含量从而表现出更好的耐盐表型。此外,蜡质突变体在NaCl胁迫下显示出更高的过氧化物酶和过氧化氢酶活性、可溶性糖含量、脯氨酸含量、光合能力以及更低的丙二醛含量。脱蜡试验显示,蜡质突变体与野生型在盐胁迫下的相对含水量和持水力差异与表皮蜡质直接相关。本研究表明表皮蜡质在植物应答盐胁迫中具有重要作用。