王 娜，董建力

(1.寧夏師范學(xué)院，寧夏固原 756000；2.寧夏醫(yī)科大學(xué)，寧夏銀川 750004；3.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心，寧夏銀川 750002)

?

不同旱脅迫對(duì)春小麥生育前期抗旱生理性狀的影響

王 娜1，2，董建力3*

(1.寧夏師范學(xué)院，寧夏固原 756000；2.寧夏醫(yī)科大學(xué)，寧夏銀川 750004；3.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心，寧夏銀川 750002)

摘要[目的]明確小麥生育前期旱脅迫對(duì)其抗旱生理性狀的影響。[方法]在4種水分處理、不同生育期條件下測(cè)定水旱2個(gè)小麥品種的葉綠素含量和葉含水量。[結(jié)果]從分蘗到開(kāi)花，葉綠素含量隨著旱脅迫的增強(qiáng)而增加。在相同水分條件下，抗旱品種的葉綠素含量較非抗旱品種低，葉綠素含量與抗旱性關(guān)系密切。[結(jié)論]試驗(yàn)結(jié)果為小麥抗旱節(jié)水研究提供了參考。

關(guān)鍵詞小麥；旱脅迫；葉綠素含量；抗旱性

我國(guó)西北干旱缺水成為小麥增產(chǎn)最重要的限制因素，開(kāi)展小麥抗旱節(jié)水相關(guān)性狀的研究對(duì)于選育抗旱、高產(chǎn)品種具有重要意義。葉綠素含量、旗葉含水量、離葉失水速率、脯氨酸含量等指標(biāo)對(duì)水分虧缺反應(yīng)敏感，常被用來(lái)作為小麥抗旱性鑒定的生理指標(biāo)[1-4]。多年來(lái)，我國(guó)對(duì)小麥葉綠素的研究主要集中在小麥葉綠素含量的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)[5]、葉綠素?zé)晒鈁6-8]等方面，在旱脅迫對(duì)小麥葉綠素含量等生理性狀影響的研究較少，旱脅迫主要在小麥生育后期[9-10]，而在小麥生育前期旱脅迫對(duì)抗旱生理性狀影響的研究報(bào)道極少。鑒于此，筆者研究了不同旱脅迫對(duì)春小麥生育前期抗旱生理性狀的影響，旨在為小麥抗旱節(jié)水研究提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況2012～2013年試驗(yàn)地設(shè)于寧夏農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物研究所(永寧縣王太)試驗(yàn)基地和寧夏固原市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地。農(nóng)作物研究所試驗(yàn)基地海拔為1 110 m，年降雨量為150～200 mm，蒸發(fā)量為1 700～1 900 mm，土壤類(lèi)型為灌淤土，含鹽量為0.55 g/kg，pH 7.99。寧夏固原市農(nóng)林科學(xué)研究所試驗(yàn)基地海拔為1 730 m，年降雨量為300～400 mm，蒸發(fā)量為1 700～1 900 mm。土壤類(lèi)型為黑壚土，全鹽質(zhì)量為0.65 g/kg，pH 7.97。

1.2材料水地品種為“寧春4號(hào)”，寧夏灌區(qū)育成，具高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性強(qiáng)特點(diǎn)，在灌區(qū)主宰30年。旱地品種為“Dasidey”，澳大利亞雨養(yǎng)地區(qū)推廣品種，具抗旱、抗病、優(yōu)質(zhì)。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)每個(gè)材料種5行，行距為0.15 m，行長(zhǎng)為1.00 m，3次重復(fù)。設(shè)4個(gè)處理：①正常灌水(CK)，全生育期灌4水(W4)，分別為分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿初期，灌水總量為3 600 m3/hm2；②輕度旱脅迫，灌2水(W2)，分別在分蘗期、孕穗期，灌水總量為1 800 m3/hm2；③中度旱脅迫，灌1水(W1)，在拔節(jié)期，灌水總量為900 m3/hm2；④重度旱脅迫，不灌水(W0)，即雨養(yǎng)。試驗(yàn)地四周及處理間壓入100 cm深的塑料薄膜以防水測(cè)滲，處理間相隔5 m，用量水堰監(jiān)測(cè)灌水量。

1.4測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1葉綠素含量。用日本產(chǎn)SPAD-502型葉綠素計(jì)從分蘗期至成熟每個(gè)生育時(shí)期測(cè)1次，每次每個(gè)材料測(cè)同一天抽穗掛牌編號(hào)的10株旗葉中部，取平均值(SPAD)。

1.4.2土壤水分測(cè)定。采用時(shí)域反射儀(TDR)對(duì)不同灌水量下的土壤含水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每個(gè)生育時(shí)期測(cè)1次，灌水前后加測(cè)1次，測(cè)定深度為0～200 cm，每20 cm 為1個(gè)測(cè)定段。

1.5數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003和DPS3.11數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2結(jié)果與分析

2.1不同旱脅迫下葉綠素含量的變化特征由圖1、圖2可知，水旱2個(gè)品種在4種水分處理中總的變化趨勢(shì)是分蘗期葉綠素含量開(kāi)始逐漸增加，到開(kāi)花期達(dá)最高值然后開(kāi)始降低。從分蘗至開(kāi)花期，4種灌水處理的葉綠素含量隨旱脅迫的增強(qiáng)而增加，增加的大小順序是W0>W1>W2>W4。從開(kāi)花期到灌漿期，4種灌水處理的葉綠素含量開(kāi)始降低，降低的大小順序是W4>W2>W1>W0，從灌漿期到蠟熟期，4種灌水處理的葉綠素含量仍在迅速降低，但在降低過(guò)程中4種灌水處理的葉綠素含量出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，即葉綠素含量降低的大小順序是W0>W1>W2>W4。從蠟熟期至成熟期，4種灌水處理的葉綠素含量降低更加迅速，其大小順序是W0>W1>W2>W4，說(shuō)明受旱脅迫越重，葉綠素含量降低越快。

圖1　不同水分處理“寧春4號(hào)”葉綠素含量的變化

圖2　不同水分處理“Drasidey”葉綠素含量的變化

2.2不同旱脅迫對(duì)葉綠素含量的影響由圖3可知，從W4到W04種水分條件下水、旱2個(gè)品種的平均葉綠素含量隨旱脅迫的增強(qiáng)而遞增，水地品種“寧春4號(hào)”分別遞增0.21、0.27、0.36，旱地品種“Drasidey”分別遞增0.42、0.83、0.62，表明抗旱品種受旱脅迫后葉綠素含量的增加較水地品種略高。在4種水分條件下抗旱品種“Drasidey”的葉綠素含量低于非抗旱品種“寧春4號(hào)”，從W4到W0相同水分條件下抗旱品種“Drasidey”的葉綠素含量較非抗旱品種“寧春4號(hào)”分別低3.06、2.85、2.29和2.03。

圖3　不同旱脅迫下葉綠素含量的差異

3討論

關(guān)于旱脅迫對(duì)小麥葉綠素含量影響的報(bào)道很少，且旱脅迫主要在小麥生育后期，大多數(shù)研究結(jié)果認(rèn)為旱脅迫導(dǎo)致葉綠素含量降低，光合速率減弱。該研究側(cè)重于小麥生育前期(開(kāi)花期前)旱脅迫對(duì)葉綠素含量的影響，其結(jié)果與有些報(bào)道不同，即在小麥生育前期，旱脅迫下同一品種的葉綠素含量高于正常灌水，且隨旱脅迫的增強(qiáng)葉綠素含量隨之增加，這一結(jié)果與胡頌平等[11]的研究結(jié)果一致。該研究結(jié)果中生育后期葉綠素含量逐漸降低與大多數(shù)研究結(jié)果相同，且隨旱脅迫的增強(qiáng)，葉綠素含量降低加劇。

該研究結(jié)果還表明，不同生態(tài)區(qū)小麥品種葉綠素含量存在較大差異，旱地品種的葉綠素含量相對(duì)水地品種低，說(shuō)明旱地、水地小麥品種的葉綠素含量是在特定生態(tài)條件下為了適應(yīng)環(huán)境而形成的本質(zhì)特性，而且葉綠素含量是由多基因控制的數(shù)量性狀，受環(huán)境影響的變化而有所改變，因此，在不同水分條件下進(jìn)行新品種選育，要根據(jù)當(dāng)?shù)馗珊党潭却_定抗旱指標(biāo)的量。

目前，水稻葉綠素含量已進(jìn)行了QTL分析[11]，而小麥在該方面的研究還比較滯后。在不同水分條件下研究葉綠素含量與光合速率間的關(guān)系，通過(guò)QTL分析不同水分條件下葉綠素含量的分子遺傳基礎(chǔ)，將小麥高光效育種和抗旱育種結(jié)合進(jìn)行，成為小麥抗旱高產(chǎn)育種的新課題。

參考文獻(xiàn)

[1] 景蕊蓮.作物抗旱研究的現(xiàn)狀和思考[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1999，17(2)：79-84.

[2] 王金嶺，張憲政，蘇正淑.小麥對(duì)干旱的生理反應(yīng)及抗性機(jī)理[J].國(guó)外農(nóng)學(xué)-麥類(lèi)作物，1994(5)：44-46.

[3] 周桂蓮．小麥抗旱性鑒定的形態(tài)指標(biāo)及其分析評(píng)價(jià)[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1996(4)：33-34.

[4] 馬瑞昆，賈秀領(lǐng)，張全國(guó).冬小麥離體葉片失水速率和農(nóng)藝性狀的同步選育效應(yīng)[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，25(2)：4-9.

[5] 隋新霞，樊慶琦，李根英，等.不同穗型冬小麥品種春生葉片葉綠素含量的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005(3)：25-27.

[6] 白志英，李存東，孫紅春，等.干旱脅迫對(duì)小麥葉片葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量的影響及染色體調(diào)控[J]．華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2009，24(1)：1-6.

[7] 張秋英，李發(fā)東，劉孟雨，等.水分脅迫對(duì)小麥旗葉葉綠素a熒參數(shù)和光合速率的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2002，20(3)：80-84.

[8] 張永強(qiáng)，毛學(xué)森，孫宏勇，等.干旱脅迫對(duì)冬小麥葉綠素?zé)晒獾挠绊慬J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2002，10(4)：13-15.

[9] 梁新華，許興，徐兆楨.滲透脅迫對(duì)苗期不同品種春小麥葉片葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)的影響[J].寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，23(4)：356-358.

[10] 白志英，李存東，孫紅春.干旱脅迫對(duì)小麥染色體代換系旗葉相對(duì)含水量和離體失水速率的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2008，23(1)：62-65.

[11] 胡頌平，梅捍衛(wèi)，鄒桂花，等.正常與水分脅迫下水稻葉片葉綠素含量的QTL分析[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，30(3)：479-486.

Effects of Different Dry Stress on Drought Resistance Physiological Trait of Spring Wheat in Early Growth Period

WANG Na1,2, DONG Jian-li3*(1. Ningxia Teachers University, Guyuan, Ningxia 756000; 2. Ningxia Medical University, Yinchuan, Ningxia 750004; 3. Ningxia Agricultural Bio-Technological Laboratory, Yinchuan, Ningxia 750002)

Abstract[Objective] To clear effects of different dry stress on drought resistance physiological trait of spring wheat in early growth period. [Method] We determined chlorophyll content and leaf water content of two varieties wheat under four different water dispose and in different growing seasons. [Result] From tillering to blossom period, the chlorophyll content increased with the increase of drought stress. Under the same water condition, compared with the non-drought resistant variety, the drought resistant variety contained lower chlorophyll content, and the chlorophyll content was closely related to drought resistance. [Conclusion] The results provide reference for study on resisting drought and saving water of rice.

Key wordsWheat; Dry stress; Chlorophyll content; Drought resistance

收稿日期2015-11-26

作者簡(jiǎn)介王娜(1982- )，女，寧夏銀川人，講師，碩士，從事抗性生理研究。*通訊作者，研究員，從事小麥抗旱生理及生物技術(shù)育種研究。

基金項(xiàng)目國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31160285)；寧夏教育廳2012年普通高?？蒲许?xiàng)目。

中圖分類(lèi)號(hào)S 423

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)36-201-02