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干旱胁迫条件下外源褪黑素提高小麦穗花发育和穗粒数的机理
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作者 王璐媛 刘淋茹 +8 位作者 袁鑫茹 张艳艳 张荣 段剑钊 贺利 冯伟 王志强 王永华 郭天财 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1477-1489,共13页
【目的】探究外源褪黑素(melatonin,MT)对水分胁迫下小麦穗花发育及抗氧化能力的调控效应,为采用化控方法有效缓解干旱胁迫对小麦的危害提供技术支撑。【方法】以多穗型品种‘豫麦49-198’和大穗型品种‘周麦22’为试验材料,设置3种土... 【目的】探究外源褪黑素(melatonin,MT)对水分胁迫下小麦穗花发育及抗氧化能力的调控效应,为采用化控方法有效缓解干旱胁迫对小麦的危害提供技术支撑。【方法】以多穗型品种‘豫麦49-198’和大穗型品种‘周麦22’为试验材料,设置3种土壤含水量处理:田间持水量的70%~80%(W1)、60%~70%(W2)、50%~60%(W3)。在小麦小花退化高峰期前进行叶面喷施100μmol/L外源MT处理,并以清水为对照(CK),自叶面喷施MT 3天起至开花期,每3天取1次样,在EMZ-TR解剖镜下观察小麦主茎幼穗分化进程,记录分化小花数、可孕小花数及小花分化各阶段特征。然后将小麦植株分为茎(茎+叶鞘)、叶、穗三部分,调查干重、含水量、顶展叶片过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量,以及抗氧化相关酶(SOD、POD)活性。【结果】与W1处理相比,W2和W3处理下两品种小麦小花总分化小花数、退化结点小花数、可孕小花数和穗粒数均降低,同时小麦植株含水量下降,顶展叶片H_(2)O_(2)和MDA含量升高。喷施外源MT可以改善两品种小麦小花发育质量,减少小花退化,增加退化结点小花数、可孕小花数,提高结实穗粒数,对品种周麦22的促进效应高于豫麦49-198。外源MT有效降低了小麦顶展叶片H2O2和MDA含量,其中豫麦49-198和周麦22的H2O2降幅分别为6.83%~15.16%、7.60%~17.06%,MDA降幅分别为5.80%~15.31%、6.94%~16.83%;有效提高了两品种顶展叶片SOD和CAT抗氧化酶活性,豫麦49-198和周麦22的SOD活性提升幅度分别为4.25%~13.39%和5.62%~14.49%,CAT活性提升幅度分别为4.86%~15.68%和5.42%~16.50%,对品种周麦22的调控效应高于豫麦49-198。喷施外源MT有效提高了两品种小麦抗氧化能力和抗旱性,进而促进干物质生产和提高穗器官干物质积累量,在喷施处理后第15天时,豫麦49-198和周麦22喷施MT处理的穗器官干物质积累量相比于喷施清水处理分别平均提高6.66%~11.72%和8.06%~12.52%,为小花的生长发育提供了营养物质保障。【结论】在小麦小花退化高峰前喷施外源MT可以有效改善植株水分状况,提高干旱胁迫下小麦叶片的抗氧化能力和叶片质膜的稳定性,近而提升小麦物质生产能力,为小花发育和结实提供充足的营养保障,提高可孕小花数和结实穗粒数。 展开更多
关键词 水分胁迫 褪黑素 穗花发育 抗氧化特性 干物质积累
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不同营养复配剂叶面喷施对冬小麦干热风抗性及产量的影响 被引量:13
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作者 刘文欢 李胜楠 +3 位作者 侯阁阁 杨家蘅 段剑钊 朱云集 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1600-1606,共7页
[目的]干热风在我国冬麦区灌浆期频发,对小麦生产造成危害。本试验配制不同新型营养复配剂在小麦灌浆前期进行叶面喷施,研究其对冬小麦干热风抗性的影响,旨在确立减轻干热风灾害高效实用的方法。[方法]以冬小麦品种‘豫农 186’和‘国麦... [目的]干热风在我国冬麦区灌浆期频发,对小麦生产造成危害。本试验配制不同新型营养复配剂在小麦灌浆前期进行叶面喷施,研究其对冬小麦干热风抗性的影响,旨在确立减轻干热风灾害高效实用的方法。[方法]以冬小麦品种‘豫农 186’和‘国麦 301’为供试材料,在河南农业大学科教园区进行田间试验。花后第 14 天在叶面喷施 5 种营养复配剂,即 CK (10 mg/kg 吐温 80)、A (0.2%硫酸锌、0.3%磷酸二氢钾、1%尿素和 10 mg/kg 吐温 80)、B (A + 0.02%壳寡糖)、C (A + 0.1%海洋多糖)和 D (0.3%磷酸二氢钾和 10 mg/kg 吐温80)。灌浆期内 5 月 9 28 日,每隔 3 天,取样测定旗叶 SPAD 值、旗叶甜菜碱含量、籽粒灌浆速率、根系活力,收获后测产并考种。[结果]干热风胁迫下,与喷施 A 相比,喷施 B 和 C 能显著提高小麦灌浆期绿色功能叶数量,显著提高旗叶 SPAD 值和甜菜碱含量,B 处理效果优于 C 处理。相比于 CK,喷施 A、B 和 C 营养复配剂均能提高小麦根系活力,三个处理在灌浆期变化不一。喷施其它营养复配剂均能有效提高灌浆速率,B 处理效果最显著;喷施 B 营养总配剂对强势粒灌浆速率的促进作用最大,喷施 C 营养总配剂对弱势粒灌浆速率的提升效果最好。4 个营养复配剂均能增加‘豫农 186’和‘国麦 301’千粒重和籽粒产量,增幅分别为3.24%~15.0%和 3.11%~31.4%,具体表现均为 B > C > A > D > CK,其中 B、C 与 A 三处理间均差异显著。[结论]干热风危害下,在常规磷酸二氢钾、硫酸锌、尿素等组成的营养复配制剂中添加壳寡糖和海洋多糖能有效增强根系活力,提高旗叶 SPAD 值和甜菜碱含量,延缓叶片衰老,促进籽粒灌浆,增加千粒重,提高收获指数,实现减害稳产的目的,添加海洋多糖的效果不如壳寡糖。 展开更多
关键词 冬小麦 营养复配剂 壳寡糖 海洋多糖 干热风抗性 产量
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不同穗型小麦品种小花发育成粒对氮肥的响应 被引量:3
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作者 赵丽 杨家蘅 +4 位作者 李胜楠 查菲娜 远彤 段剑钊 朱云集 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期1636-1642,共7页
为探索不同穗型小麦品种小花发育成粒对氮肥的响应,本试验以大穗型品种‘周麦16’和多穗型品种‘豫麦49’为供试材料,设置不同施氮水平0 kg(N)·hm^(-2)、180 kg(N)·hm^(-2)和360 kg(N)·hm^(-2),观察分析了两个穗型小麦... 为探索不同穗型小麦品种小花发育成粒对氮肥的响应,本试验以大穗型品种‘周麦16’和多穗型品种‘豫麦49’为供试材料,设置不同施氮水平0 kg(N)·hm^(-2)、180 kg(N)·hm^(-2)和360 kg(N)·hm^(-2),观察分析了两个穗型小麦品种小花发育动态模式和结实特性。结果显示,随着生长度日(GDD)的增加,不同氮水平下2品种小花发育动态变化趋势相似,小花分化均符合二次曲线方程模式,退化和败育符合一次线性方程,R2均达显著水平。大穗型品种‘周麦16’小花分化总数显著高于多穗型品种‘豫麦49’,在360 kg(N)·hm^(-2)处理差异极显著;大穗型品种‘周麦16’表现出随施氮量增加,小花分化和退化速率提高,有利于可孕小花的形成、增加结实粒数,最终180 kg(N)·hm^(-2)处理结实粒数显著高于其他处理,较360 kg(N)·hm^(-2)处理平均每穗粒数增加2.04粒;多穗型品种‘豫麦49’尽管分化小花总量不高,但小花退化和可孕小花败育速率较低,在180 kg(N)·hm^(-2)施氮水平表现出高的可孕小花数量和结实粒数,但与高施氮处理相比差异不显著。表明就增加穗粒数而言,两品种均以180 kg(N)·hm^(-2)较为适宜,从最终产量及产量构成分析结果来看,‘豫麦49’表现出与穗粒数相同的结果,而‘周麦16’在高施氮条件下可通过增加成穗数和穗粒数提高产量。 展开更多
关键词 小麦 氮水平 穗型 小花分化 动态模式 结实特性
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干旱胁迫下喷施14-羟基芸苔素甾醇对冬小麦穗花发育及碳氮代谢的调控 被引量:10
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作者 刘北城 张艳艳 +7 位作者 戎亚思 魏永康 段剑钊 贺利 王永华 郭天财 刘万代 冯伟 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1004-1015,共12页
【目的】明确外源芸苔素甾醇类化合物(brassinosteroids,BRs)中14-羟基芸苔素甾醇(14-hydroxylated brassinosteroid,14-HBR)对干旱胁迫下冬小麦穗花发育成粒的调控效果,为小麦大田生产减轻干旱胁迫危害提供技术支撑。【方法】以大穗型... 【目的】明确外源芸苔素甾醇类化合物(brassinosteroids,BRs)中14-羟基芸苔素甾醇(14-hydroxylated brassinosteroid,14-HBR)对干旱胁迫下冬小麦穗花发育成粒的调控效果,为小麦大田生产减轻干旱胁迫危害提供技术支撑。【方法】以大穗型品种周麦16(ZM16)和多穗型品种豫麦49-198(YM49-198)为试验材料,试验处理包括中等干旱条件下(0-40 cm土层相对含水量47.38%~61.91%),在小麦拔节后20天设置叶面喷施0.05μmol/L的14-HBR(DBR)和喷施清水对照(DCK);拔节期正常灌水条件下(灌水750 m^(3)/hm^(2))喷清水对照(WCK)。调查两品种小麦幼穗可孕小花发育动态,不同器官干物质积累和碳氮代谢动态,小麦产量及其构成因素。【结果】两品种3个处理的每穗小花数均表现为WCK>DBR>DCK趋势,干旱胁迫下喷施14-HBR与喷施清水相比,能有效降低小花退化和败育,增加可孕小花成粒数,但其效果仍不能完全抵消中等缺水的胁迫效应。喷施14-HBR处理6天后,两品种穗器官和非穗器官干物质重和氮素积累量、穗可溶性糖含量、穗/叶可溶性糖值、穗/非穗器官氮积累量值、穗器官的碳/氮(C/N)值均高于干旱对照处理,而穗/非穗器官干物质值、叶片可溶性糖含量、叶器官C/N值则均低于干旱对照处理。与干旱对照处理相比,两品种的灌水和喷施14-HBR处理均能显著提高穗粒数和产量,穗粒数增幅分别为50.69%和16.04%(ZM 16),38.98%和15.07%(YM 49-198);产量增幅分别为99.44%和28.93%(ZM 16),92.86%和26.86%(YM 49-198);喷施14-HBR处理和干旱对照处理的穗数和千粒重差异不显著。就产量三因子调控效应而言,干旱条件下喷施14-HBR主要是通过提高穗粒数进而增加产量,且对大穗型品种ZM16的增粒增产效果好于多穗型品种YM49-198。【结论】干旱胁迫下在小麦小花退化前外源喷施14-HBR可以促进源器官物质生产,调节穗和叶可溶性糖,穗和非穗器官干物质重及氮素的分配,降低叶的C/N值而增加穗的C/N值,增强糖和氮从叶源器官向穗库器官的转运能力,进而优化穗花发育,提高干旱耐受性。 展开更多
关键词 冬小麦 干旱胁迫 14-羟基芸苔素甾醇 碳氮代谢 小花发育
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外源14-羟基芸苔素甾醇对冬小麦小花成粒及生理特性的影响 被引量:3
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作者 刘北城 段剑钊 +5 位作者 戎亚思 张艳艳 贺利 王永华 郭天财 冯伟 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1143-1154,共12页
为探索14-羟基芸苔素甾醇(14-HBR)对小麦穗花发育成粒的影响,以多穗型品种‘豫麦49-198’(V1)和大穗型品种‘周麦16’(V2)为材料,在小麦拔节后20 d叶面喷施0.05μmol∙L^(−1)的14-HBR,通过观察穗花发育进程,测定旗叶碳氮代谢酶和不同器... 为探索14-羟基芸苔素甾醇(14-HBR)对小麦穗花发育成粒的影响,以多穗型品种‘豫麦49-198’(V1)和大穗型品种‘周麦16’(V2)为材料,在小麦拔节后20 d叶面喷施0.05μmol∙L^(−1)的14-HBR,通过观察穗花发育进程,测定旗叶碳氮代谢酶和不同器官碳氮含量及产量构成因素,分析外源14-HBR对穗花发育的调控效应及促粒增产的生理机制。结果表明,外源14-HBR可以有效增加小麦可孕小花数量,提高可孕小花和小穗结实率,对大穗型品种V2促进效果更明显。喷施14-HBR可以提高小麦旗叶Rubisco酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)以及谷氨酰胺合成酶(GS)和硝酸还原酶(NR)的活性,且总体上对品种V2的促进效应更高。外源14-HBR可以提高穗和非穗器官的可溶性糖和氮含量及干物质积累量,促进可溶性糖向穗部转运,提高穗器官C/N比,为穗花发育提供充足的碳营养,且总体对品种V2的促进效果更好。考察V1和V2两品种产量及其构成因素发现,喷施14-HBR对两品种穗数和千粒重影响较小,而对穗粒数和产量促进效果显著,其中产量增幅分别为9.31%和12.03%,穗粒数增幅分别为9.85%和11.40%。喷施14-HBR主要通过提高小麦碳同化能力,增强氮素吸收与积累,促进碳营养物质向穗部转运和分配,从而为穗花发育提供良好的物质基础以减少可孕小花的退化和败育,进而提高小花结实数和结实率,且对大穗型品种的影响更明显。 展开更多
关键词 冬小麦 14-羟基芸苔素甾醇 小花发育 生理特性 穗粒数
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