【摘要】：高溫干旱是南方玉米生產(chǎn)易遭遇的主要非生物逆境。本文以國家南方糯玉米區(qū)域試驗對照品種蘇玉糯5號和渝糯7號為材料,研究了灌漿期高溫與高溫干旱脅迫對糯玉米植株物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運,葉片光合、衰老與抗氧化酶活性,籽粒灌漿,可溶性糖、淀粉和蛋白質(zhì)積累與相關(guān)酶活性以及內(nèi)源激素含量的影響。主要結(jié)論如下:1干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運和籽粒灌漿灌漿期高溫和高溫干旱脅迫顯著降低每穗粒數(shù)、粒重和產(chǎn)量,蘇玉糯5號和渝糯7號高溫下分別降低了 15.0%、19.4%、40.1%和15.9%、8.2%、26.8%,高溫干旱下分別降低了 29.8%、30.7%、53.0%和28.2%、23.0%、47.4%,表明蘇玉糯5號較渝糯7號對逆境脅迫敏感。灌漿期高溫脅迫減少了花后干物質(zhì)積累量、花后營養(yǎng)器官同化物轉(zhuǎn)運量及其對籽粒產(chǎn)量貢獻率,增加了花前營養(yǎng)器官轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率及其對籽粒產(chǎn)量貢獻率,且高溫干旱下脅迫加劇。灌漿期高溫與高溫干旱脅迫降低了籽粒干重、鮮重、鮮籽粒體積和籽粒含水率,表明灌漿進程受抑,灌漿期縮短,且高溫干旱脅迫效應較大。2葉片光合特性灌漿期高溫脅迫降低了葉片SPAD值、含水率、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和核酮糖二磷酸羧化酶活性,進而導致葉片光合速率、氣孔導度、蒸騰速率、PSII潛在光化學效率和PSII原初最大光能利用效率降低,胞間CO2濃度和初始熒光上升。高溫干旱脅迫對葉片光合特征參數(shù)影響大于高溫脅迫。3葉片衰老葉片衰老過程中,可溶性蛋白、葉綠素和類胡蘿卜素含量,抗氧化酶(過氧化氫酶、過氧化物酶和超氧化物歧化酶)活性先升后降,丙二醛含量逐漸升高。灌漿期高溫與高溫干旱降低葉片可溶性蛋白、葉綠素和類胡蘿卜素含量及抗氧化酶活性,增加葉片丙二醛含量。高溫干旱對葉片衰老相關(guān)參數(shù)影響大于高溫脅迫。4籽粒組分積累與相關(guān)酶活性灌漿期高溫脅迫下籽粒可溶性糖含量5-15DAP升高、20DAP降低,25-30DAP與常溫相似,高溫干旱脅迫下糖分積累顯著受抑。高溫脅迫下籽粒淀粉積累15DAP前較快,高溫干旱脅迫下10DAP前淀粉積累較快,之后顯著受抑。蛋白質(zhì)含量10-15DAP前脅迫條件下較低,后期脅迫條件下增加且高溫干旱脅迫下增幅較大。灌漿期高溫與高溫干旱脅迫顯著影響籽粒組分合成相關(guān)酶活性。蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合酶(合成方向)活性在脅迫條件下顯著降低且高溫干旱下降幅較大,而蔗糖合酶(分解方向)活性15DAP前脅迫條件下升高,升幅渝糯7號高溫干旱下較大,蘇玉糯5號高溫下較大,20DAP后各處理間無顯著差異。ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分支酶活性在脅迫條件下均顯著降低,且高溫干旱脅迫下降幅較大。谷氨酰胺合成酶活性脅迫條件下顯著降低且高溫干旱下降幅較大。谷氨酸合酶活性各時期高溫下顯著升高,且5-10DAP高溫干旱下升幅較大,后期表現(xiàn)因品種和年度而異。5籽粒內(nèi)源激素含量灌漿期高溫和高溫干旱脅迫使籽粒中生長素、細胞分裂素和玉米素前期升高,后期降低。生長素前期升幅2014年度高溫下較高,2015年度高溫干旱下較高,后期降幅高溫干旱下較大。細胞分裂素前期高溫下升幅較大,后期降幅渝糯7號高溫下較大,蘇玉糯5號高溫干旱下較大。玉米素前期升幅高溫下較大,后期降幅高溫干旱下較大。脫落酸含量脅迫條件下顯著增加且高溫干旱下增幅較大。赤霉素含量在各時期脅迫條件下亦顯著升高,渝糯7號升幅前期高溫下較大,后期高溫干旱下較大,蘇玉糯5號年度間表現(xiàn)不一。乙烯含量兩品種高溫干旱下各時期顯著降低,高溫下5-25DAP時高于對照。綜上,灌漿期高溫和高溫干旱脅迫增加了籽粒敗育數(shù)量,抑制了籽粒生長,縮短了籽粒灌漿期并降低粒重,進而降低籽粒產(chǎn)量。灌漿期高溫和高溫干旱脅迫通過降低葉片含水率、SPAD值、光合酶和抗氧化酶活性,抑制葉片光合作用,加快葉片衰老,減少光合同化物供應。灌漿期高溫和高溫干旱降低了淀粉合成相關(guān)酶,谷氨酰胺合成酶,蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合酶(合成方向)活性,增加了蔗糖合酶(分解方向)和谷氨酸合酶活性;生長素、細胞分裂素和玉米素含量前期脅迫條件下顯著升高,后期降低;而赤霉素和脫落酸含量脅迫條件下顯著升高,乙烯含量高溫干旱脅迫下顯著降低,高溫脅迫下5-25DAP時高于對照。籽粒組分合成酶活性和內(nèi)源激素含量的變化使籽粒淀粉積累受抑�？傮w上,葉片光合和衰老、物質(zhì)積累、籽粒灌漿、組分積累在高溫干旱脅迫下受抑較大。
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【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S513;S423

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