高溫和弱光對(duì)不同品質(zhì)類型小麥品質(zhì)形成的影響及其生理機(jī)制.pdf

1、溫度和光照是影響小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)形成的重要環(huán)境因子。明確花后高溫和弱光逆境對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)形成的影響及其生理機(jī)制對(duì)于深化小麥品質(zhì)生理生態(tài)理論，指導(dǎo)專用小麥抗逆栽培具有重要的理論和實(shí)踐意義。本研究以蛋白質(zhì)含量差異顯著的小麥品種揚(yáng)麥9號(hào)(低蛋白)、豫麥34(高蛋白)為材料，利用人工氣候室設(shè)置高溫和弱光處理，綜合研究了高溫和弱光條件下不同類型小麥籽粒品質(zhì)形成、光合特性、物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)及衰老的變化規(guī)律，明確了花后高溫與弱光逆境對(duì)小麥籽粒品質(zhì)形成

2、的生理調(diào)控作用，為深化和拓展小麥品質(zhì)生理生態(tài)，指導(dǎo)專用小麥優(yōu)質(zhì)栽培提供了理論基礎(chǔ)。 獲得的主要研究結(jié)果如下： 1．高溫顯著促進(jìn)了灌漿前期蛋白質(zhì)、淀粉及其組分的含量，顯著提高了籽粒醇溶蛋白含量，導(dǎo)致籽粒蛋白質(zhì)含量顯著升高；但對(duì)灌漿后期淀粉合成不利。弱光顯著影響了灌漿后期蛋白質(zhì)、淀粉的合成，使籽粒谷蛋白顯著升高，提高了籽粒蛋白質(zhì)含量，弱光顯著抑制了灌漿后期支鏈淀粉的合成。高溫、弱光提高了灌漿前期籽粒HMW-GS的積累速率，使

3、HMW-GS積累的高峰期提前；弱光極大促進(jìn)了豫麥34灌漿后期HMW-GS的積累，揚(yáng)麥9號(hào)則相反。因此持續(xù)高溫對(duì)蛋白質(zhì)和淀粉的合成不利；弱光對(duì)蛋白質(zhì)的合成有利，對(duì)淀粉的合成不利。兩品種問比較，豫麥34的蛋白組分和HMW-GS的積累對(duì)溫度和光照較敏感，揚(yáng)麥9號(hào)淀粉的合成受溫度和光照影響更大。 2．溫度和光照逆境對(duì)小麥旗葉造成傷害的生理機(jī)制不同，高溫下旗葉葉綠素含量下降，但葉綠素含量的下降要晚于光合速率，因此前期光合速率的下降不是由葉

4、綠素的減少引起的，是由非氣孔限制如葉肉細(xì)胞活性下降或光破壞引起的。弱光下葉綠素和光合速率均沒有明顯下降，但氣孔導(dǎo)度較低，氣孔開放程度不夠，氣孔導(dǎo)度的降低是弱光下旗葉光合產(chǎn)物合成受抑的主要原因。高溫下旗葉的Fv/Fm值和FPSⅡ值降低，光能過剩，導(dǎo)致光抑制或是光破壞。溫度和光照在實(shí)際光化學(xué)效率FPSⅡ值上表現(xiàn)出明顯差異，弱光處理下的旗葉FPSⅡ值顯著低于高溫處理，表明高溫和弱光條件下能量利用效率機(jī)制上存在主要差異，弱光降低了PSⅡ中心能量

5、利用的能力。 3．弱光條件下旗葉MDA含量、SOD、CAT活性都明顯高于高溫處理，MDA含量和SOD、CAT酶活性同時(shí)升高，因此弱光下活性氧能及時(shí)被SOD、CAT酶清除，對(duì)光合機(jī)構(gòu)起到有效的保護(hù)作用，光合速率沒有下降；旗葉內(nèi)肽酶活性低，與之對(duì)應(yīng)的可溶性蛋白質(zhì)含量高，但蛋白質(zhì)降解慢，有利于衰老的延緩。高溫下旗葉MDA含量升高，SOD、CAT酶活性先升高后下降；高溫提高了內(nèi)肽酶活性，顯著降低了旗葉可溶性蛋白質(zhì)含量，加速了蛋白質(zhì)的降解

6、，隨著高溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，高溫對(duì)光合機(jī)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞以致在后期光合速率急劇下降，加速了衰老。高溫、弱光提高旗葉羧肽酶活性和游離氨基酸含量，尤其是弱光，有利于游離氨基酸的積累，從而有利于籽粒蛋白質(zhì)的合成。兩品種比較發(fā)現(xiàn)，高蛋白品種豫麥34旗葉具有較低的蛋白質(zhì)含量和較高的內(nèi)肽酶活性，而低蛋白品種揚(yáng)麥9號(hào)旗葉具有較高的蛋白質(zhì)含量和較低的內(nèi)肽酶活性，因此旗葉蛋白質(zhì)水解酶活性的高低與籽粒蛋白質(zhì)含量高低有關(guān)。 4．高溫顯著降低了植株可溶性總

7、糖含量，縮短了灌漿期，因此顯著降低了花后同化物的積累；弱光下可溶性糖下降較高溫緩慢，因此花后同化物質(zhì)的積累所受影響小于高溫。高溫和弱光都提高了旗葉游離氨基酸含量，但高溫下灌漿期嚴(yán)重不足導(dǎo)致高溫下花后氮素積累顯著下降；而弱光下雖然花前貯藏氮素的再運(yùn)轉(zhuǎn)受到抑制，但花后氮素積累量的顯著升高，導(dǎo)致弱光下籽粒含氮量相對(duì)升高。高溫和弱光互作無論對(duì)花前或花后物質(zhì)的積累和運(yùn)轉(zhuǎn)都產(chǎn)生極為不利的影響，揚(yáng)麥9號(hào)物質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)和積累受弱光的影響小于豫麥34。