發(fā)布時間：2020-06-07 15:09

【摘要】：小麥是世界上種植最廣泛的作物之一,占谷物種植面積的30%,全球35%~40%的人口以小麥為主食。然而,小麥也是需水量相當大的作物,冬小麥生長季節(jié)正值降水稀少的時期,干旱災害頻發(fā),對小麥的產(chǎn)量影響巨大。研究發(fā)現(xiàn),植物表皮蠟質(zhì)與抗旱性之間存在著極為密切的關(guān)系。為了探討葉片蠟質(zhì)含量對小麥抗旱性的影響,本研究以四個蠟質(zhì)含量不同的小麥近等基因系:多蠟質(zhì)品系JM205、JM208和少蠟質(zhì)品系JM204、JM206為實驗材料,采用田間旱棚方式控制土壤水分,探究干旱條件下小麥蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化以及蠟質(zhì)含量與小麥葉片水分散失、光合特性變化等的關(guān)系。為探究蠟質(zhì)小麥的抗旱能力,在人工氣候室采用逐漸干旱的方式測定了不同土壤相對含水量下小麥旗葉的水勢、氣體交換參數(shù)及葉綠素熒光參數(shù)。田間實驗結(jié)果顯示,在正常澆水條件下多蠟質(zhì)小麥JM205表面蠟質(zhì)明顯高于少蠟質(zhì)小麥JM204,干旱處理以后多蠟質(zhì)小麥和少蠟質(zhì)小麥表面蠟質(zhì)都明顯增加。旗葉正面與背面結(jié)構(gòu)不相同,正面主要是線狀結(jié)構(gòu),無序的分布在氣孔周圍,而背面主要為垂直片層狀和柱狀,蠟質(zhì)整齊,但同樣也分布在氣孔周圍。同一品系旗葉背面比正面的蠟質(zhì)多。在正常澆水條件下,多蠟質(zhì)品系與少蠟質(zhì)品系旗葉水勢和光合速率差異不明顯;干旱脅迫處理以后,多蠟品系與少蠟品系旗葉水勢和光合均降低,但少蠟品系降低幅度較大。盆栽實驗表明,在正常澆水條件下多蠟質(zhì)品系JM205和少蠟質(zhì)品系JM204旗葉水勢無顯著差異。隨著干旱時間的延長,多蠟質(zhì)品系和少蠟質(zhì)品系的旗葉水勢逐漸下降,但是少蠟的品系下降更快,特別是在處理第3天到第5天,土壤相對含水量由49%降至32%,多蠟品系JM205和少蠟質(zhì)品系JM204旗葉水勢大幅度下降,二者差異顯著,干旱五天后多蠟品系JM205和少蠟品系JM204旗葉水勢分別下降了12.7%和33%。當土壤相對含水量高于49%時,多蠟質(zhì)品系JM205與少蠟質(zhì)品系JM204旗葉的光合速率(Pn)無顯著差異,隨著干旱程度的加重,多蠟和少蠟質(zhì)品系的光合速率都逐漸降低,但少蠟質(zhì)品系JM204下降幅度更大。蒸騰速率(E)和胞間CO_2濃度(Ci)變化趨勢與光合速率類似;當土壤相對含水量高于49%時,少蠟質(zhì)品系JM204的氣孔導度高于多蠟質(zhì)品系,隨著干旱程度加重,少蠟質(zhì)品系氣孔導度下降的幅度更大。當土壤相對含水量降至32%時,少蠟和多蠟各氣體交換參數(shù)差異顯著。隨著干旱程度繼續(xù)加重,各氣體交換參數(shù)急劇下降,不同品系之間無顯著性差異。為了進一步驗證不同干旱脅迫條件下蠟質(zhì)對光合機構(gòu)的保護機理,當逐漸干旱脅迫達到45%、36%和31%,控制土壤含水量,進行不同干旱脅迫處理。在不同干旱脅迫下,少蠟質(zhì)品系的PSII實際光化學效率(ΦPSII)和最大光化學效率(Fv/Fm)下降更快,說明少蠟質(zhì)品系PSII電子傳遞受阻和光抑制程度更嚴重,JIP-test分析發(fā)現(xiàn)PSII電子傳遞受阻主要是因為受體側(cè)Q_A到Q_B電子傳遞限制。與之相反,多蠟質(zhì)品系在干旱條件下維持較高的光合能力,電子傳遞較通暢,過剩光能少,因此光抑制較輕。綜上所述,本研究初步闡明了多蠟質(zhì)品系JM205在土壤相對含水量49%~32%范圍內(nèi)多蠟質(zhì)品系JM205旗葉水勢更高,光抑制較輕,電子傳遞更通暢,具有較高的光合能力,與少蠟質(zhì)品系相比具有顯著的抗旱優(yōu)勢,結(jié)果為選育抗旱小麥新品種和栽培提供理論指導。
【圖文】：

蒸騰速率迅速下降。植物在干旱脅迫下會通過關(guān)閉氣孔，降低蒸騰速來減少水分的散失，維持植物正常的水分平衡。植物光合速率的下降受氣孔限孔限制兩種因素的影響，在輕度和中度干旱的脅迫條件下時，植物主要受到氣限制，但當植物受到重度干旱脅迫時，其光合機構(gòu)遭到破壞，非氣孔限制成為限制因素（Chaitanya et al., 2003；Ni et al., 1992；郭慧等，2009）。史玉煒等（植物代謝的變化也會對其光合速率產(chǎn)生影響，在相同的干旱脅迫條件下，不同者同一植物的不同品種對干旱脅迫的響應(yīng)也是不同的。植物角質(zhì)層蠟質(zhì)的概述 植物角質(zhì)層蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)角質(zhì)層是覆蓋在大部分高等植物地上部分表皮細胞外的一層脂肪性的物質(zhì)，直環(huán)境接觸，，是植物應(yīng)對生物脅迫和非生物脅迫的重要屏障。不同種屬植物的角

圖 1-2 脂肪酸延長酶（FAE）復合物通過重復的雙碳加成循環(huán)合成長鏈脂肪酸（JiríFriml et al., 2009）在一個循環(huán)中，F(xiàn)AE 復合物的四種酶順序工作以將來自丙二酰輔酶 A（碳供體）的兩個碳縮合成生長的�；o酶 A 鏈（碳受體），然后進行還原，脫水和另一個還原反應(yīng)，產(chǎn)生完全飽和的�；�-CoA。Fig. 1-2 Fatty acid elongase (FAE) complex synthesizes very long chain fatty acids (C20 and longer) by repeated cyclesof two-carbon addition (Jiri Friml et al., 2009)In one cycle, the four enzymes of the FAE complex work sequentially to carry out the condensation of two carbonsfrom malonyl-CoA (carbon donor) to the growing acyl-CoA chain (carbon acceptor), followed by reduction, dehydration,and another reduction reaction, resulting in a fully saturated acyl-CoA.（3）烷烴合成途徑：烷烴合成途徑又叫脫羰途徑，植物的脫羰途徑可以產(chǎn)生烷烴、脂肪醛、次級醇及酮類等物質(zhì)。該途徑中，超長鏈脂肪酰基-輔酶 A 前體在脂酰輔酶還原酶（FAR）的作用下還原成脂肪醛，脂肪醛又在醛脫羧酶（Aldehyde Decarbonylase）的作用下直接進行脫羧（Cheesbrough et al., 1984），從�；绑w失去一個碳原子，并釋放一氧化碳，從偶數(shù)碳鏈轉(zhuǎn)向奇數(shù)碳鏈，生成烷烴。該途徑產(chǎn)生的直鏈烷烴占到了表皮蠟質(zhì)的 70%以上（Bernard et al., 2012），烷烴再通過烷烴羥化酶對其碳鏈進行羥基化作
【學位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S512.1

【參考文獻】

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本文編號：2701603