發(fā)布時間：2017-06-06 23:13

  本文關(guān)鍵詞：旗葉蠟質(zhì)含量不同小麥近等基因系的抗旱性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本研究以多蠟質(zhì)(JM205和JM208)和少蠟質(zhì)(JM204和JM206)兩對蠟質(zhì)含量不同的近等基因系小麥為試驗材料,采用田間旱棚方式控制土壤水分達到中度干旱水平,探討了干旱脅迫下旗葉蠟質(zhì)含量對小麥旗葉的水分利用情況、光合特性以及產(chǎn)量的影響,從基因轉(zhuǎn)錄、蠟質(zhì)含量、形態(tài)結(jié)構(gòu)、抗旱生理、產(chǎn)量形成四方面進行全面系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明,不論是正常澆水還是干旱脅迫條件下,多蠟質(zhì)和少蠟質(zhì)品系旗葉正面或反面蠟質(zhì)形態(tài)均不同,多蠟小麥品系JM205和JM208旗葉正面和反面均覆蓋有大量的蠟質(zhì)晶體和較大的蠟質(zhì)塊,而少蠟小麥品系JM204和JM206旗葉正面和反面緊覆蓋少量蠟質(zhì)晶體。干旱條件下,多蠟質(zhì)小麥品系旗葉蠟質(zhì)含量平均為15.15mg/g,平均高出少蠟質(zhì)小麥品系79.8%,多蠟質(zhì)小麥葉片角質(zhì)層厚度約為1.24μm,少蠟質(zhì)小麥角質(zhì)層厚度大約為1.04μm,干旱處理使多蠟小麥葉片角質(zhì)層厚度顯著增加,并且與表皮細胞間出現(xiàn)間隙,這表明小麥旗葉蠟質(zhì)含量和形態(tài)與小麥的抗旱性有關(guān)。干旱處理后,多蠟質(zhì)小麥品系JM205和JM208旗葉水勢分別下降了0.19MPa和0.22MPa,而少蠟質(zhì)小麥品系JM204和JM206旗葉水勢分別下降了0.32MPa和0.25MPa。這說明干旱處理后,多蠟質(zhì)小麥品系旗葉水勢下降幅度明顯小于少蠟質(zhì)小品系,而且多蠟質(zhì)小麥品系水勢維持相對較高水平,另外,多蠟質(zhì)小麥品系水分散失率顯著低于少蠟質(zhì)小麥品系(P0.05),這說明多蠟質(zhì)小麥品系脫水速度慢,保水能力強。與正常澆水相比較,受到干旱脅迫后,JM206葉片水分利用效率降低了16.3%,JM204葉片的水分利用效率降低了32.2%,干旱脅迫下的多蠟質(zhì)小麥品系JM205和JM208葉片的水分利用效率與正常條件下的無差異,并且顯著高于少蠟質(zhì)小麥品系JM204和JM206,少蠟質(zhì)小麥品系旗葉相對含水量較正常澆水條件下增加了5.1%,而多蠟質(zhì)小麥品系旗葉相對含水量是正常澆水條件下的9.8%。所以,無論是正常澆水還是干旱脅迫條件下,多蠟質(zhì)小麥品系旗葉的水分利用效率以及相對含水量均明顯高于少蠟質(zhì)小麥品系(P0.05),由此說明,干旱脅迫下,多蠟質(zhì)小麥品系抗旱節(jié)水性高于少蠟質(zhì)小麥品系。另外,干旱脅迫后,少蠟質(zhì)小麥品系旗葉平均光合速率下降了9.8%,而多蠟質(zhì)小麥旗葉平均光合速率下降了7.5%,少蠟質(zhì)小麥品系旗葉的光合速率下降幅度較大,并且干旱條件下的多蠟質(zhì)品系光合速率較高。與正常澆水相比較,干旱脅迫后,多蠟質(zhì)品系JM205和JM208旗葉的Gs平均減小了5.1%,而少蠟質(zhì)品系小麥JM204和JM206旗葉的Gs明顯增加,平均增加了14.9%,,與此同時,多蠟質(zhì)小麥品系旗葉E較正常澆水時平均減小10.1%,但是,少蠟質(zhì)小麥品系旗葉E比正常澆水條件下增加了13.5%。干旱脅迫條件下,光合速率的下降導(dǎo)致細胞間隙CO_2的濃度增加,多蠟質(zhì)小麥品系旗葉Ci平均增加了4.3%,少蠟質(zhì)小麥品系旗葉Ci平均增加了7.5%,多蠟質(zhì)小麥品系Ci增加幅度小于少蠟質(zhì)小麥品系。說明多蠟小麥品系抗旱性能更好。與正常澆水相比,干旱脅迫后,多蠟小麥品系旗葉Fv/Fm平均下降幅度為74.9%,而少蠟小麥品系旗葉Fv/Fm平均下降幅度更大,平均下降幅度是正常澆水條件下的105.1%。以上研究結(jié)果表明,旗葉蠟質(zhì)能夠減輕干旱脅迫造成的Fv/Fm下降,使旗葉維持較高的光合速率。在正常澆水條件下,整個生育期少蠟質(zhì)小麥品系的蠟質(zhì)相關(guān)基因的相對表達量是先減少后增加的。抽穗期少蠟質(zhì)小麥JM204和JM206旗葉蠟質(zhì)相關(guān)基因相對表達量低于多蠟質(zhì)小麥JM205和JM208,到開花期時,蠟質(zhì)不同小麥品系蠟質(zhì)合成相關(guān)基因較抽穗期時相對表達量都減少,而到灌漿期時,基因表達量又相對提高。干旱條件下,少蠟質(zhì)小麥JM204和JM206的蠟質(zhì)相關(guān)基因相對表達量持續(xù)增加,多蠟質(zhì)JM205和JM208的蠟質(zhì)相關(guān)基因相對表達量在生育期是先增加然后隨干旱脅迫時間延長而下降。這說明受干旱脅迫后,不同蠟質(zhì)小麥通過提高蠟質(zhì)合成相關(guān)基因的表達量,從而提高旗葉中蠟質(zhì)含量,以抵御干旱脅迫。干旱條件下,多蠟質(zhì)小麥品系的平均籽粒產(chǎn)量則高于少蠟質(zhì)小麥品系,平均高出3.73%。且多蠟質(zhì)小麥JM205和JM208的抗旱指數(shù)(TOL)和干旱易感指數(shù)(SSI)分別為825.86、351.33、0.92和0.41;少蠟質(zhì)小麥JM204和JM206的抗旱指數(shù)(TOL)和干旱易感指數(shù)(SSI)分別為1120.64、1267.85、1.21和1.42,說明多蠟質(zhì)小麥品系比少蠟質(zhì)小麥品系更抗旱。本研究利用近等基因系小麥發(fā)現(xiàn)蠟質(zhì)能夠提高小麥的抗旱性,旗葉蠟質(zhì)含量可以作為小麥抗旱品種的選擇指標。
【關(guān)鍵詞】：小麥 近等基因系 蠟質(zhì)含量 抗旱性
【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】：2016
【分類號】：S512.1
【目錄】：

• 中文摘要7-9
• Abstract9-12
• 1 前言12-26
• 1.1 蠟質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能14-16
• 1.1.1 蠟質(zhì)含義和結(jié)構(gòu)14-16
• 1.1.2 蠟質(zhì)的生物功能16
• 1.2 蠟質(zhì)的生物合成轉(zhuǎn)運途徑及蠟質(zhì)組分16-20
• 1.3 蠟質(zhì)對生物脅迫的影響20-21
• 1.3.1 蠟質(zhì)對抵御病菌危害的影響20
• 1.3.2 蠟質(zhì)對植食性昆蟲的影響20-21
• 1.4 蠟質(zhì)對非生物脅迫的影響21-25
• 1.4.1 蠟質(zhì)對溫度、CO_2濃度、紫外線輻射等非生物脅迫的響應(yīng)22-23
• 1.4.2 蠟質(zhì)與環(huán)境污染23
• 1.4.3 蠟質(zhì)對植物抗旱性的影響23-25
• 1.5 本實驗的目的意義25-26
• 2 材料與方法26-31
• 2.1 實驗材料和設(shè)計26
• 2.2 測定指標與方法26-30
• 2.2.1 蠟質(zhì)含量測定27
• 2.2.2 掃描電鏡樣品的制備與觀察27
• 2.2.3 土壤水勢、旗葉水勢和旗葉水分散失速率的測定27-28
• 2.2.4 小麥旗葉光合特性和葉綠素熒光參數(shù)的測定28
• 2.2.5 蠟質(zhì)合成相關(guān)基因表達量的測定28-30
• 2.2.6 近等基因系產(chǎn)量測定和抗干旱脅迫衡量指標30
• 2.3 數(shù)據(jù)分析30-31
• 3 結(jié)果與分析31-45
• 3.1 干旱脅迫對不同蠟質(zhì)近等基因系小麥蠟質(zhì)的影響31-35
• 3.1.1 干旱脅迫對不同蠟質(zhì)近等基因系小麥葉片蠟質(zhì)含量的影響31-33
• 3.1.2 干旱脅迫對不同蠟質(zhì)近等基因系小麥葉片蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響33-35
• 3.2 干旱脅迫對不同蠟質(zhì)含量小麥近等基因系旗葉水分利用情況的影響35-38
• 3.2.1 干旱脅迫對小麥近等基因系旗葉水勢和水分散失速率的影響35-36
• 3.2.2 干旱脅迫對不同蠟質(zhì)小麥近等基因系旗葉水分利用效率和相對含水量的影響36-38
• 3.3 干旱脅迫對不同蠟質(zhì)小麥近等基因系旗葉光合特性的影響38-41
• 3.3.1 干旱脅迫對小麥近等基因系旗葉光合特性的影響38-39
• 3.3.2 干旱脅迫對不同蠟質(zhì)小麥近等基因系旗葉熒光參數(shù)的影響39-41
• 3.4 干旱脅迫對不同蠟質(zhì)小麥近等基因系旗葉蠟質(zhì)相關(guān)基因表達量的影響41-43
• 3.5 小麥近等基因系籽粒產(chǎn)量比較和抗旱性評價43-45
• 4 討論45-49
• 4.1 干旱脅迫對小麥旗葉蠟質(zhì)含量及形態(tài)的影響45
• 4.2 旗葉蠟質(zhì)對小麥旗葉水分利用情況和光和特性的影響45-47
• 4.3 旗葉蠟質(zhì)含量對小麥旗葉蠟質(zhì)相關(guān)基因表達的影響47
• 4.4 旗葉蠟質(zhì)可以提高小麥抗旱性47-49
• 5 結(jié)論49-50
• 參考文獻50-63
• 致謝63-64
• 攻讀學位期間發(fā)表論文情況64

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