灌浆期高温对小麦旗叶与非叶器官光合和抗氧化酶活性的影响

为揭示小麦叶与非叶器官抗氧化系统对灌浆期高温胁迫的反应特征,探讨不同品种和不同器官耐热性差异机制,以小麦强耐热品种石家庄8号和弱耐热性品种河农341为材料,于灌浆期用塑料膜搭棚进行增温处理（花后第8天至第22天）,研究高温胁迫对旗叶光合速率（Pn）、叶绿素含量、旗叶和非叶器官中丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性的影响。高温处理下,两品种Pn比正常温度下（对照）低18.7%~24.9%,叶绿素含量低5.7%~6.2%;旗叶、旗叶鞘、穗下节、颖片和籽粒的MDA含量和Pro含量均升高,其中MDA升高幅度为旗叶〉非叶器官,Pro升高幅度为非叶器官〉旗叶。旗叶、颖片、籽粒的SOD活性和旗叶、旗叶鞘、籽粒的CAT活性以及旗叶、旗叶鞘、颖片的POD活性在高温胁迫初期即诱导增强,而其他器官的抗氧化酶活性则在高温持续一段时间后诱导增强,之后随着高温的持续各器官抗氧化酶活性多表现为低于对照,高温解除后旗叶鞘、穗下节、颖片的SOD活性和旗叶、颖片、籽粒的POD活性有恢复迹象,高温对其他器官的SOD和POD活性以及所有器官的CAT活性造成不可逆影响;总体来看,非叶器官持续抗氧化能力和耐热性强于叶片。石家庄8号叶与非叶器官细胞膜稳定性、抗氧化酶活性均高于河农341,显示其整株耐热性强于河农341,这是石家庄8号在高温胁迫下产量下降幅度低于河农341的重要生理基础。因此认为,非叶器官在小麦适应灌浆期高温逆境中发挥重要作用。

北京地区不同年代冬小麦品种籽粒微量元素含量的变化及其对水分的响应

为探讨北京地区小麦品种更替过程中籽粒微量元素含量的演变规律,选用20世纪60年代以来小麦品种更替过程中的7个主要推广品种,分别种植在春不浇水和春浇二水条件下,测定了小麦籽粒中Fe、Zn、Mn、Cu、蛋白质含量以及籽粒产量。结果表明,北京地区小麦品种更替过程中,随着产量的提高,籽粒微量元素含量并没有出现明显的稀释效应,而且有些营养成分含量(如Fe、Mn)随着年代更替出现明显提高的趋势;春不浇水降低了籽粒Fe、Zn、Cu和蛋白质含量,但提高了籽粒Mn含量。相关分析表明,小麦籽粒Fe、Zn、Cu含量与蛋白质含量呈正相关,Fe、Zn、Mn、Cu、蛋白质含量与籽粒产量、穗粒数和千粒重以及年代之间也呈正相关,说明在产量改良的过程中有望同步提高籽粒微量元素和蛋白质含量。

花后高温和干旱对冬小麦光合、抗氧化特性及粒重的影响

为了解花后高温和干旱双重胁迫对小麦的效应,以石麦15为材料,于花后15d到21d进行高温（34~36℃）和干旱（土壤含水量为田间持水量的40%~45%）处理,研究了高温和干旱胁迫对小麦旗叶光合性能、旗叶丙二醛（MDA）含量和抗氧化酶活性、籽粒淀粉含量和千粒重的影响。结果表明,胁迫第7d（花后21d）时,干旱和高温-干旱双重胁迫显著降低了小麦旗叶净光合速率（Pn）和叶绿素相对含量（SPAD值）,胁迫解除后Pn降幅缩小,高温胁迫下Pn和SPAD值与对照的差异不显著。高温-干旱双重胁迫显著降低了旗叶Fv/Fm值,且胁迫解除后恢复程度较小。胁迫期间,旗叶MDA含量和过氧化物酶（POD）活性持续升高,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均呈先升后降趋势,SOD和CAT活性对干旱、高温-干旱双重胁迫更敏感,胁迫第7天时高温-干旱双重胁迫下降幅度最大。旗叶Pn和SPAD的变化趋势与籽粒淀粉积累量和千粒重变化趋势基本一致,说明灌浆期高温、干旱胁迫下小麦籽粒淀粉积累量和粒重的降低与质膜过氧化、叶绿素的降解和旗叶早衰导致的光合性能下降密切相关,在双重胁迫下光合性能受抑加剧。

去叶和去小穗对小麦籽粒微量元素和蛋白质含量的影响

为了解小麦不同部位叶片对籽粒微量元素(Zn、Fe、Mn和Cu)和蛋白质含量的影响以及不同品种微量元素和蛋白质含量的源库限制程度,以8个冬小麦品种为材料,通过开花后去倒一叶、倒二叶、倒三叶和去50%小穗处理,分析成熟期籽粒中Zn、Mn、Fe、Cu和蛋白质含量与籽粒重的变化及其相互关系。结果表明,不同部位叶片的去除均降低了籽粒重和蛋白质含量,也降低了籽粒中Zn、Mn、Fe和Cu含量;几个品种平均来看,去倒一叶处理籽粒重下降幅度最大,为14.43%,去倒二叶处理籽粒微量元素含量下降幅度最大,Zn、Mn、Fe和Cu含量分别下降11.31%、15.27%、10.29%和8.32%,去倒三叶处理籽粒蛋白质含量下降幅度最大,为11.63%,各品种对去叶的反应有差异。去小穗减少库,剩余籽粒Zn、Mn、Fe、Cu和蛋白质含量分别提高26.02%、25.01%、8.93%、8.99%和3.51%,剩余籽粒粒重提高10.41%,说明籽粒Zn、Mn、Fe、Cu和蛋白质含量主要受各元素供源限制,且受源限制程度因品种而异。籽粒中4种微量元素含量之间及其与蛋白质含量之间具有一定的正相关性,说明籽粒微量元素含量与蛋白质含量存在同步提高的可能性,蛋白质含量可作为衡量Fe、Zn等元素含量高低的参考。