干旱胁迫对燕麦生长及叶片光系统Ⅱ活性的影响

以‘燕科2号’燕麦品种为试验材料,采用盆栽控水的方式分别设置正常供水(75%田间持水量)、中度干旱胁迫(60%田间持水量)、重度干旱胁迫(45%田间持水量)3个水分处理,利用叶绿素荧光技术研究了不同水分梯度下燕麦生长和叶片光反应系统Ⅱ(PSⅡ)功能的变化,探讨干旱胁迫对燕麦叶片光合性能的影响。结果表明:(1)干旱胁迫导致燕麦株高变矮,叶片数、主茎数、穗数减少,叶片失绿发黄及籽粒产量显著下降。(2)与正常供水相比,重度干旱胁迫下燕麦叶片最大光化学效率(Fv/Fm)和光合性能指数(PIABS)显著降低。(3)重度干旱胁迫导致燕麦叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)和单位反应中心耗散掉的能量(DI0/RC)明显下降,单位反应中心用于电子传递的能量(ET0/RC)和单位反应中心捕获的光能(TR0/RC)明显升高;有活性反应中心的开放程度(Ψ0)和电子传递链的量子产额(φE0)明显下降、非光化学淬灭最大量子产额(φD0)明显升高,VJ、VK、VL 3个位点的相对荧光强度明显升高,OJIP曲线初始斜率Mo明显升高。研究发现,燕麦叶片PSⅡ对中度干旱胁迫具有较强的适应能力,而重度干旱胁迫严重伤害其叶片PSⅡ反应中心,导致其反应中心能流分配失衡,电子传递受阻和PSⅡ稳固性减弱,进而影响燕麦光合作用,最终导致燕麦生长受到抑制。

重度干旱胁迫下燕麦叶片活性氧清除系统对喷施腐植酸水溶肥的响应

以燕麦品种‘燕科2号’为试验材料,采用盆栽方式,设置正常供水(CK)、正常供水下喷施腐植酸水溶肥(CKH)、重度干旱胁迫(SS)和重度干旱胁迫下喷施腐植酸水溶肥(SSH)4个处理,对燕麦叶片中活性氧水平、抗氧化酶活性、总抗氧化剂含量及产量等进行测定,以明确腐植酸水溶肥(HA)对重度干旱胁迫下燕麦叶片活性氧清除系统的调控效应,并探讨HA对燕麦耐旱性的影响及其作用机制。结果表明:(1)与CK相比,燕麦叶片超氧阴离子(O^(-·)_(2))、羟自由基(·OH)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量、以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性在重度干旱胁迫下显著提高,且均在喷施HA后比重度干旱胁迫处理显著降低,但此时活性氧的水平仍显著高于CK。(2)与CK相比,燕麦叶片过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱氨肽还原酶(GR)和谷胱氨肽过氧化物酶(GPX)活性在重度干旱胁迫下显著降低,而其总抗氧化能力(T-AOC)显著提高,它们在喷施HA后均比重度干旱胁迫处理显著提高,但各酶活性仍不同程度低于CK。(3)与CK相比,燕麦籽粒产量和生物产量在重度干旱胁迫下显著下降,喷施HA后又比重度干旱胁迫显著升高,但仍显著低于CK。研究认为,喷施HA可有效提高重度干旱胁迫下燕麦叶片抗氧化酶活性,促进抗氧化物质再生,增强叶片的总抗氧化能力,从而有效清除重度干旱胁迫引起的活性氧积累,降低重度干旱胁迫对植物细胞膜的氧化损伤,最终缓解重度干旱胁迫对燕麦造成的伤害,一定程度上能够减少籽粒产量的损失。

盐碱地不同燕麦品种的品质及产量比较

为筛选出适宜盐碱地种植的燕麦品种,以国内外17个燕麦品种为供试材料,对各品种主要农艺、品质及产量性状进行了比较和聚类分析。结果发现,17个燕麦品种可聚为5类,第一类为G148、G113两个品种,表现为粗蛋白含量、β-葡聚糖含量及产量较高,粗脂肪与粗纤维含量低;第二类包括G145、G125、G141、G142、G124、G149、白燕2号、草莜1号、蒙燕1号、蒙农大燕1号、蒙农大燕2号共11个品种,表现为β-葡聚糖含量高,其他性状差异较大;第三类为G144、G140两个品种,表现为粗蛋白含量低,β-葡聚糖、粗脂肪、粗纤维含量较高;第四类1个品种(G132),表现为粗蛋白、β-葡聚糖、粗脂肪、粗纤维含量均较高;第五类1个品种(G138),表现为粗蛋白含量及产量较低,β-葡聚糖、粗脂肪、粗纤维含量较高。在盐碱地条件下,籽粒产量较高的品种为G148和蒙农大燕2号,分别达到2 240kg·hm^(-2)和2 040kg·hm^(-2);饲草产量最高的品种为蒙燕1号;高蛋白、低脂肪的品种为G148和G113;综合指标最好的品种为G113。

硅对秆锈菌侵染燕麦叶片病程相关蛋白活性及酚类物质代谢的影响

以易感秆锈病的燕麦品种‘坝莜1号’为试验材料,采用盆栽技术,分析施硅对侵染秆锈病菌后燕麦叶片的病程相关蛋白酶活性及酚类物质代谢的影响,以明确硅提高燕麦抗秆锈病的生理机制,为燕麦秆锈病新型病害防治措施提供理论依据。结果表明:(1)接种秆锈病菌后,施硅处理下燕麦秆锈病严重度显著降低,且叶片秆锈病菌孢子量明显减少。(2)在不接种秆锈病菌的情况下,施硅与否对燕麦叶片的病程相关蛋白酶活性无显著影响;在接种秆锈病菌后,施硅与不施硅处理的燕麦叶片几丁质酶活性均快速升高,并且分别在接种第1天和第3天达到峰值后开始降低;在接种情况下,施硅与不施硅处理叶片β-1,3葡聚糖酶活性均先升后降,并均在接种第3天达到峰值;施硅后可显著提高燕麦叶片几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶活性。(3)在不接种秆锈病菌的情况下,施硅与否对燕麦叶片酚类物质代谢无显著影响;接种秆锈病菌能使燕麦叶片多酚氧化酶(PPO)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、总可溶性酚(TSP)含量及木质素含量快速上升,施硅处理和不施硅处理均在接种后第3天达到峰值后开始快速下降,且施硅能显著提高酚类物质中各组分的含量及相关酶活性。研究认为,施硅可通过诱导燕麦叶片中病程相关蛋白酶活性和酚类物质代谢能力的提升来增强燕麦对秆锈病的抗性。

不同燕麦品种抗氧化系统对秆锈病菌侵染的响应

【目的】明确秆锈病菌侵染对不同燕麦品种抗氧化系统的影响。【方法】选取感病品种坝莜1号、蒙燕1号和抗病品种坝莜18号、白燕5号为试验材料,以蒸馏水为对照(CK),分析接种秆锈病菌1、3、5、7、9 d后燕麦叶片活性氧含量及其抗氧化酶活性的变化。【结果】感、抗病燕麦品种接菌后,叶片活性氧变化不同,抗病燕麦品种叶片H_(2)O_(2)含量积累多于感病燕麦品种,感病燕麦品种·O_(2)^(-)含量上升幅度大于抗病燕麦品种。秆锈病菌侵染后燕麦叶片SOD、POD、PAL、CAT活性较CK有所上升。接菌后,感、抗病燕麦品种叶片SOD活性分别在3、9 d达到峰值,感病品种蒙燕1号较CK分别显著上升63.2%、47.5%(P<0.05),坝莜1号较CK分别显著上升50.0%、73.8%(P<0.05)。接菌后7~9 d,感病品种坝莜1号、蒙燕1号叶片CAT活性较CK分别显著上升24.8%~30.7%和20.4%~30.0%(P<0.05);接菌后5~9 d,抗病品种坝莜18号、白燕5号叶片CAT活性分别显著上升27.6%~55.8%和37.2%~48.3%(P<0.05)。【结论】接种秆锈病菌后,燕麦抗病品种通过快速产生活性氧、提高防御酶活性,较感病品种更早地产生防御反应,提高抗病性。

秆锈病菌侵染对燕麦光合特性的影响

为明确秆锈病菌侵染对燕麦叶片光合生理特性的影响,选取感病品种坝莜1号、蒙燕1号和抗病品种坝莜18号、白燕5号为供试材料,研究接种秆锈病菌1、3、5、7、9 d后燕麦叶片叶绿素含量、光合参数的变化。结果表明:秆锈病菌侵染使燕麦叶片净光合速率先上升后下降,且抗病品种叶片净光合速率上升早于感病品种;抗病品种在接种秆锈病菌后3 d叶片净光合速率较CK显著增高20.2%、17.9%(P<0.05);侵染5 d后感、抗病品种除胞间CO_(2)浓度外,其他光合参数较对照均显著下降;抗病品种通过维持较高的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和较低的胞间CO_(2)浓度提高植物的抗性。