外源施加鋅、硅肥對干旱脅迫下小麥旗葉生理特性及產(chǎn)量的影響.pdf

1、本試驗于2013-2014年度在河南農(nóng)業(yè)大學科教示范園區(qū)進行，采用盆栽試驗法，以冬小麥品種豫麥49-198為供試材料，通過設置不同水分處理（正常水分、輕度脅迫、重度脅迫），研究外源施加鋅肥、硅肥（CK、Zn+、Si+）對小麥旗葉光合特性、抗氧化系統(tǒng)等生理特性及小麥產(chǎn)量的影響。主要研究結果如下：
　　1、外源施加鋅、硅肥對干旱脅迫下小麥產(chǎn)量的影響
　　在正常水分條件下，外源施加鋅肥和硅肥可以顯著提高小麥籽粒產(chǎn)量。在輕度脅迫和重

2、度脅迫下，外源施加硅肥千粒重和產(chǎn)量均較對照處理顯著提高；其中，千粒重分別提高1.85％和4.00%，產(chǎn)量分別增加29.24%和33.33%；外源施加鋅肥處理的小麥籽粒產(chǎn)量分別較對照增加22.45%和28.23%。表明在干旱脅迫下，外源施加鋅肥和硅肥可以提高小麥植株對干旱的抵抗能力，增加籽粒產(chǎn)量。
　　2、外源施加鋅、硅肥對干旱脅迫下小麥旗葉光合特性的影響
　　干旱脅迫導致小麥旗葉光合色素含量降低，施加鋅、硅肥能增加小麥旗葉光

3、合色素含量。在輕度脅迫下，施加鋅肥和硅肥處理小麥旗葉SPAD值分別較未其施加處理平均（脅迫10天、20天）提高7.83%和11.93%；在重度脅迫下，施加鋅肥和硅肥處理小麥旗葉 SPAD值較未施加處理平均提高7.43%和17.20%。
　　干旱脅迫導致葉綠素熒光參數(shù)Fv/Fm、qP、ΦPSⅡ值降低，而外源施加鋅肥、硅肥處理可顯著提高其相應參數(shù)值。在干旱脅迫10天時，施加鋅肥處理在輕度脅迫、重度脅迫條件下的Fv/Fm值較對照分別增加

4、4.46%和5.49%；施加硅肥處理的Fv/Fm值較未施加處理分別增加5.11%和7.09%。在干旱脅迫20天時，施加鋅肥處理較未施加處理ΦPSⅡ值分別提高9.29%和23.40%；施加硅肥處理較未施加處理分別增加8.23%和16.99%。表明外源施加鋅、硅肥可以改善干旱脅迫條件下小麥旗的葉光合特性，有助于光合產(chǎn)物的積累。
　　3、外源施加鋅、硅肥對干旱脅迫下小麥旗葉抗氧化物質及相關酶活性的影響
　　干旱脅迫導致小麥旗葉丙二

5、醛、過氧化氫等過氧化物質含量的升高，而施加鋅、硅肥處理與對照相比則顯著降低了小麥旗葉丙二醛、過氧化氫含量。在輕度脅迫下施加鋅肥處理小麥旗葉丙二醛、過氧化氫含量較未施加處理分別平均降低11.71%和8.48%；在重度脅迫下平均下降9.11%和21.15%。在外源硅肥處理下，小麥旗葉丙二醛、過氧化氫含量較對照平均下降9.17%和12.31%。在干旱脅迫下，外源施加鋅肥、硅肥顯著提高了小麥旗葉超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）酶活

6、性。其中，施加鋅肥處理小麥旗葉SOD、POD酶活性較對照分別平均增加25.03%和11.60%；施加硅肥處理則分別增加21.03%和11.53%。
　　小麥旗葉總類黃酮、總酚、抗壞血酸、谷胱甘肽等抗氧化物質含量高低一定程度上反映了植株抵御逆境脅迫的能力。本研究結果表明，在干旱脅迫條件下，施加鋅肥處理小麥旗葉總類黃酮、總酚、谷胱甘肽和抗壞血酸含量較未施加處理顯著增加，其中總類黃酮和總酚含量平均增加31.02%和11.28%。在不同水

7、分條件下，外源硅肥均提高旗葉中相應抗氧化物含量，其中總類黃酮含量平均增加幅度最大，為30.52%。表明外源施加鋅肥和硅肥可以增加干旱脅迫條件下小麥植株抗氧化物含量，提高植株對干旱的抵抗能力。
　　4、外源施加鋅、硅肥對干旱脅迫下小麥旗葉多重抗氧化系統(tǒng)相關基因表達水平的影響
　　在輕度干旱脅迫下，施加鋅肥處理 TaSOD、TaCAT基因的相對表達量較未施加處理平均上調35.60%和29.06%，施加硅肥處理基因的相對表達量較未

8、施加處理則分別平均上調49.11%和36.96%；在重度干旱脅迫下，施加鋅肥和硅肥處理 TaSOD、TaCAT基因的相對表達量較未施加處理分別平均上調38.14%、51.36%和59.31%、108.88%。
　　外源施加鋅肥、硅肥可以提高干旱脅迫下旗葉抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)系統(tǒng)關鍵酶基因TaAPX、TaGR、TaGS、TaMDAR、TaDHAR的相對表達量。其中，在輕度干旱脅迫下，施用鋅肥處理較未施加處理各基因相對表達量平均上調

9、31.61%，施加硅肥處理則平均較未施加處理提高39.67%。在重度干旱脅迫10天時，施加鋅肥和硅肥處理TaAPX基因的相對表達量較未施加處理分別平均上調30.14%和87.67%；在干旱脅迫20天時，施肥處理與對照處理之間的TaDHAR基因相對表達量無顯著差異，而TaGR、TaGS和TaMDAR相對表達量在施鋅、硅肥與對照之間差異達顯著水平，其中TaGS較未施加處理分別平均提高98.14%和151.51%。
　　TaCHS、Ta

10、F3H、TaDFR、TaANS是類黃酮合成途徑關鍵基因，在干旱脅迫下，外源施加鋅肥、硅肥可以提高其基因相對表達量。其中，在輕度脅迫下以TaCHS和TaANS增加幅度較大，施鋅肥分別較對照提高40.66%和73.94%；硅肥處理較對照分別提高61.80%和72.11%。在重度脅迫下以TaDFR表達量上調幅度最大，分別上調91.73%和79.14%。
　　本研究結果表明，在干旱脅迫下外源施加鋅、硅肥可以通過在轉錄水平上調控小麥植株多重