春季低温对小麦颖果发育的影响

为了探明春季低温(倒春寒)导致小麦减产的细胞学机理,以扬麦15为材料,在小麦幼穗处于雌雄蕊分化期至药隔期之间时,设置-3℃低温处理,通过树脂半薄切片对颖果不同发育时期的形态结构进行观察。结果表明:(1)在颖果发育早期,低温促进了颖果的长度生长,抑制了宽度生长;与对照相比,低温处理组小麦颖果发育进程缩短;(2)低温处理组颖果果皮发育早,中果皮降解速度快;(3)低温处理增加了胚乳淀粉体的积累量,降低了蛋白体的积累量,发育后期胚乳充实度显著低于对照组;(4)与对照相比,低温处理后颖果韧皮部面积和珠心突起传递细胞面积增大。以上结果表明,春季低温处理更有利于养分运输组织的发育,使得灌浆时间缩短,最终导致淀粉积累量增加及颖果早熟。

EMS处理对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

甲基磺酸乙酯(EMS)是一种常用的诱变剂,在作物诱变育种上应用广泛。EMS在诱变种子的同时也是一种非生物胁迫,能显著降低种子的发芽率。该实验以小麦‘扬麦15’种子为实验材料,设置了7个EMS浓度处理梯度(0%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%和1.6%),每个浓度设置3个处理时间(10 h、12 h、14 h),在种子萌发后测定发芽势和发芽率,并对种子进行生物量测定和形态结构观察,探讨EMS处理对小麦种子萌发和幼苗生长的影响机制。结果表明:(1)随着EMS浓度的提高和处理时间的延长,小麦种子的萌发率逐渐降低;幼苗的生长逐渐变得缓慢,根长和叶长明显变短。(2)随着EMS处理浓度的升高和处理时间的延长,小麦种子胚乳内淀粉体的降解速率变缓。(3)同一处理时间下,EMS的浓度越高,小麦根系越短,根部横截面积、维管束面积以及皮层面积也越小。研究发现,EMS处理会明显降低小麦种子的发芽率,减缓种子贮藏物质的降解速度,抑制小麦根系的生长。

小麦乙烯响应转录因子基因wfzp突变体颖果发育的研究

小麦WFZP基因编码的乙烯响应因子是植物中特有的转录因子,参与果实成熟、花叶器官衰老、脱落和种子发育等过程。为探明wfzp基因突变对小麦颖果发育的影响,以甲基磺酸乙酯诱变的两个wfzp基因突变体(wfzp1和wfzp2)和野生型小麦品种济麦22为材料,运用树脂超薄切片和显微观察技术观察小麦WFZP基因突变体颖果的形态结构发育特征。结果显示,wfzp突变体颖果发育有如下特征:(1)在颖果发育早期,两个突变体的外果皮发育进程较快,中果皮降解时间提前;wfzp1内果皮管细胞消失较快,与wfzp1突变体相比,wfzp2突变体的管细胞发育缓慢;(2)两个突变体胚乳细胞的分化和发育明显较快,细胞中淀粉和蛋白体的积累量明显增多,细胞的充实度高,尤其在wfzp2突变体中表现较为明显;(3)两个突变体胚乳传递细胞与糊粉层传递细胞的生长分化进程加快。研究结果为进一步探究乙烯响应转录因子调控小麦颖果发育提供了形态学参考。