花后高溫對不同類型專用小麥品質(zhì)形成的影響及其生理機(jī)制.pdf

1、2003～2005年利用人工智能溫室，研究花后高溫對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，分析高溫脅迫對淀粉含量、淀粉粒形態(tài)等淀粉特性和蛋白質(zhì)含量的影響，并從酶學(xué)、激素方面分析其影響機(jī)理，探討緩解花后高溫脅迫的栽培措施，為專用小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。試驗主要結(jié)果如下。 1.花后高溫影響每穗粒數(shù)、粒重和單穗產(chǎn)量?；ê?5天(15DAA)內(nèi)，溫度超過25℃，每穗粒數(shù)、粒重和單穗產(chǎn)量均低于自然溫度下生長的對照；25℃、30℃處理，每穗

2、粒數(shù)雖低于對照，但處理間差異不顯著，當(dāng)溫度超過30℃時，隨溫度升高，每穗粒數(shù)急劇下降。以6～8DAA35℃以上高溫脅迫對每穗粒數(shù)影響較大，1～3DAA處理影響其次，15DAA以后，25℃以上高溫對每穗粒數(shù)基本沒有影響。 同一時期不同溫度處理，溫度超過25℃時，隨溫度的升高、高溫時間的延長或高溫頻率的增加，粒重和單穗產(chǎn)量呈下降趨勢。不同時期高溫處理對粒重和單穗重的影響以6～8DAA高溫脅迫影響較大；1～3DAA影響其次；36～38

3、DAA則影響較小。晝/夜高溫或溫差小，粒重降低。當(dāng)土壤含水量占田間最大持水量的65-75％時，大氣相對濕度由30％增加到70％，粒重呈增加的趨勢，超過70％，則有所下降。高溫漬害處理的粒重最低，其次是高溫干旱處理?；ê蟾邷貙Σ煌愋蛯Ｓ眯←溋Ｖ氐挠绊懗潭缺憩F(xiàn)為：弱筋小麥＜強(qiáng)筋小麥＜中筋小麥?；ê蟛煌邷睾筒煌瑫r期高溫對小麥種子活力的影響與對粒重的影響相似。 2.花后高溫對小麥籽粒淀粉特性的影響。33DAA以內(nèi)，25℃以上高溫處理

4、籽粒中支鏈淀粉和總淀粉含量顯著低于常溫生長的對照，溫度越高，下降越顯著，33DAA以后30℃以下高溫影響較小，超過30℃以上高溫脅迫，仍有較大影響，并達(dá)顯著水平。不同時期高溫對淀粉含量有不同的影響，在籽粒形成期(15DAA內(nèi))，6～8DAA35℃以上高溫脅迫顯著影響支鏈淀粉和總淀粉含量，1～3DAA的影響其次；在灌漿的中后期，25～27DAA高溫脅迫對支鏈淀粉和總淀粉含量的影響較大，36～38DAA的影響較小。隨高溫時間的延長或高溫頻率

5、的增加，總淀粉含量呈下降的趨勢。晝/夜高溫或溫差小，不利于總淀粉的積累。當(dāng)土壤含水量占田間最大持水量的65-75％時，大氣相對濕度由30％增加到70％，淀粉含量上升，超過70％，則下降。高溫漬害處理的淀粉含量最低，高溫干旱處理其次。不同類型品種在高溫處理下淀粉RVA譜共同表現(xiàn)出：25℃和30℃處理的RVA譜相近，溫度超過30℃時，峰值粘度、低谷粘度、最終粘度、稀懈值和反彈值下降。中筋小麥揚(yáng)麥12在RVA特征指標(biāo)上較弱筋小麥揚(yáng)麥9號敏感。

6、 高溫脅迫后，弱筋小麥揚(yáng)麥9號淀粉粒呈橢圓型，與蛋白質(zhì)鞘結(jié)合較疏松，角質(zhì)化程度低，但淀粉粒的形態(tài)特征沒有改變，30℃高溫脅迫，不同時期處理間差異不大，但40℃高溫脅迫，淀粉粒變小，不同時期處理間差異顯著，6～8DAA處理的淀粉粒與蛋白質(zhì)鞘結(jié)合最疏松，其次是1～3DAA、13～15DAA、25～27DAA、19～21DAA，33～35DAA受影響最??；中筋小麥揚(yáng)麥12高溫脅迫后，其淀粉粒受到傷害，呈扁圓形，并出現(xiàn)裂紋。1～3DAA

7、、6～8DAA和13～15DAA40℃高溫脅迫后成熟期淀粉粒出現(xiàn)裂紋，30℃處理則沒有。19～21DAA和33～35DAA30℃高溫脅迫結(jié)束后第1d和成熟期，淀粉粒上沒有裂紋，40℃高溫處理皆有裂紋。25～27DAA30℃和40℃高溫處理的第1d淀粉粒上開始出現(xiàn)裂紋，30℃處理只是零星出現(xiàn)，40℃處理則已大量出現(xiàn)有裂紋的淀粉粒，隨高溫時間的延長，有裂紋的淀粉粒不斷增多，裂紋不斷加深，高溫脅迫第3d和脅迫結(jié)束后的第1d有裂紋的淀粉粒已占據(jù)

8、大部分。高溫脅迫結(jié)束后放置自然條件下，30℃處理自身開始修復(fù)，有裂紋的淀粉粒逐漸減少，脅迫結(jié)束后的第5d，淀粉粒上的裂紋已消失，成熟期，30℃處理的淀粉粒上已看不到裂紋，而40℃高溫脅迫的淀粉粒上的裂紋仍清晰可見。由此說明，高溫脅迫對兩品種淀粉粒形態(tài)產(chǎn)生影響，且存在品種間差異，高溫對揚(yáng)麥9號淀粉粒的傷害輕于揚(yáng)麥12。高溫導(dǎo)致糊粉層和皮層結(jié)構(gòu)疏松。 3.花后高溫對淀粉合成相關(guān)酶活性的影響。高溫脅迫結(jié)束后至成熟期，劍葉PEPcase

9、、SPS酶活性和籽粒SS、Inv、SBE、SSS、AGPP、GBSS酶活性均呈下降趨勢。成熟期以25～30℃處理的PEPcase、SPS、SS、Inv、SBE、SSS、AGPP酶活性較高，40℃處理的酶活性較低。SSS酶活性對溫度較敏感。揚(yáng)麥9號籽粒中GBSS活性以35℃處理最高，超過35℃，呈下降趨勢，揚(yáng)麥12當(dāng)溫度升至30℃時，GBSS活性提高，超過30℃，GBSS活性下降。 4.花后高溫對籽粒蛋白質(zhì)特性的影響。花后高溫與蛋

10、白質(zhì)和GMP含量呈正相關(guān)?；ê?3d以內(nèi)，30℃以上高溫處理籽粒中蛋白質(zhì)含量顯著高于常溫生長的對照，溫度越高，上升越顯著，33DAA以后遇高溫脅迫對蛋白質(zhì)含量影響相對較輕。6～8DAA35℃以上高溫脅迫對蛋白質(zhì)和GMP含量影響最大，1～3DAA影響次之，36～38DAA處理影響最小。隨高溫時間的延長或高溫頻率的增加，籽粒蛋白質(zhì)和GMP含量呈上升的趨勢。晝/夜溫差小，蛋白質(zhì)和GMP含量升高。大氣相對濕度的增加，蛋白質(zhì)和GMP含量下降。高溫

11、干旱處理的蛋白質(zhì)和GMP含量較高，高溫漬害處理較低。高蛋白質(zhì)含量品種其蛋白質(zhì)和GMP含量受高溫脅迫較中低蛋白質(zhì)含量品種穩(wěn)定。蛋白質(zhì)合成對高溫的反應(yīng)不如淀粉合成敏感。劍葉NR、GS、GOGAT酶活性和可溶性蛋白含量以25℃處理較高，隨溫度的升高酶活性降低，GDH酶活性以30℃較高，AS酶活性以35℃較高。葉片比根系更易受高溫的影響。高溫脅迫后，小麥葉片和籽粒中的全蛋白均發(fā)生變化，35℃以下隨溫度升高，相同分子量譜帶顏色加深，并可檢測到一些

12、新的蛋白質(zhì)譜帶，當(dāng)溫度超過35℃時，蛋白質(zhì)譜帶的顏色變淺。 5.花后高溫對植株衰老的影響。溫度越高，抗氧化酶活性越低，MDA含量越高。揚(yáng)麥12劍葉SOD、CAT、AAO活性下降的幅度大于揚(yáng)麥9號，揚(yáng)麥9號POD活性下降的幅度大于揚(yáng)麥12，揚(yáng)麥12MDA含量增加的幅度大于揚(yáng)麥9號，隨溫度升高植株衰老加劇，不同品種間變化趨勢基本一致，葉片中MDA含量比根系更易受高溫的影響。隨溫度的升高，POD同工酶譜帶數(shù)下降，譜帶顏色變淺，酶活性下

13、降。隨溫度的升高，劍葉和根系中IAA、ZR、iPA含量下降，ABA含量上升。根系中的內(nèi)源激素較劍葉穩(wěn)定。 6.花后高溫脅迫的緩解措施。選用耐熱品種和開花噴施植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，是減輕作物高溫脅迫的有效方法。本試驗結(jié)果表明，在弱筋小麥品種中，高溫脅迫對寧麥9號的影響較小，揚(yáng)輻麥2號和揚(yáng)麥13次之，揚(yáng)麥9號較敏感；在中筋小麥品種中，高溫脅迫對徐麥27的影響較小，揚(yáng)麥11次之，揚(yáng)麥12較敏感；在強(qiáng)筋小麥品種中，高溫脅迫對煙農(nóng)19的影響較

14、小，秦麥11次之，煙2801較敏感。其次是選擇噴施一些生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，可減輕高溫脅迫。本試驗結(jié)果表明，弱筋小麥揚(yáng)麥9號和中筋小麥揚(yáng)麥12花后3d噴施KH2PO4、粉銹寧和硼砂均有提高粒重、淀粉含量、發(fā)芽率、種子活力、α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性和減少損傷淀粉的效果，蛋白質(zhì)和GMP含量亦相對下降，噴施尿素則可提高蛋白質(zhì)和GMP含量，對在籽粒灌漿期的高溫脅迫有較好的緩解效果，比遇高溫后再噴施對高溫脅迫的緩解作用大。弱筋小麥揚(yáng)麥9號花后噴施K