





中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (10): 1848-1858.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.10.003
楚燕蒙(
), 毛颖超, 蔡剑, 周琴, 戴廷波, 王笑(
), 姜东
收稿日期:2022-08-24
接受日期:2023-01-09
出版日期:2023-05-16
发布日期:2023-05-17
通信作者:
王笑,E-mail:xiaowang@njau.edu.cn
联系方式:
楚燕蒙,E-mail:2020801194@stu.njau.edu.cn。
基金资助:
CHU YanMeng(
), MAO YingChao, CAI Jian, ZHOU Qin, DAI TingBo, WANG Xiao(
), JIANG Dong
Received:2022-08-24
Accepted:2023-01-09
Published:2023-05-16
Online:2023-05-17
摘要:
【目的】渍水胁迫是影响长江中下游麦区小麦产量提高的主要逆境因子之一。提高小麦耐渍性是实现该区域小麦稳产和增产的重要目标。本研究从植株光合色素含量、光合机构稳定、植株抗氧化能力等角度,明确二氢卟吩铁提高小麦对开花期渍水胁迫耐性的生理机制,为小麦抗渍栽培提供理论和技术支撑。【方法】以扬麦16为材料,通过设置开花期、灌浆期喷施3个浓度(0.0875、0.126、0.194 mmol·L-1)的二氢卟吩铁,筛选能够显著提高小麦产量的二氢卟吩铁适宜使用时期和浓度,在此基础上研究二氢卟吩铁施用对开花期渍水胁迫下小麦耐性的影响。【结果】与对照相比,不同浓度二氢卟吩铁在开花期喷施对小麦的增产幅度高于灌浆期喷施处理。研究发现开花期喷施浓度为0.126 mmol·L-1二氢卟吩铁处理(A2)可显著提高小麦花后干物质积累量,通过提高千粒重,增加籽粒产量。基于此探究二氢卟吩铁对小麦耐渍性的影响。开花期渍水胁迫显著降低了小麦叶片叶绿素含量、净光合速率和花后干物质积累量与转运率,导致籽粒产量下降。但在渍水胁迫下与未喷施处理相比,开花期喷施浓度为0.126 mmol·L-1二氢卟吩铁(AW2)处理表现出较高的光合色素含量、光系统Ⅱ稳定性、净光合速率,并且提高了抗氧化酶活性,降低了O2-产生速率、H2O2含量,降低了丙二醛含量积累,减轻了渍水胁迫导致的细胞膜脂过氧化伤害,有效缓解了渍水胁迫导致的小麦减产。【结论】开花期喷施0.126 mmol·L-1二氢卟吩铁可显著提高小麦产量,并通过减缓开花期渍水胁迫下植株衰老进程,减轻对光合机构损伤、增强抗氧化酶活性,减轻细胞膜脂过氧化伤害,提高小麦叶片光合能力,降低了减产幅度,增强小麦对渍水胁迫的耐性。
楚燕蒙, 毛颖超, 蔡剑, 周琴, 戴廷波, 王笑, 姜东. 二氢卟吩铁对小麦渍水胁迫耐性的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(10): 1848-1858.
CHU YanMeng, MAO YingChao, CAI Jian, ZHOU Qin, DAI TingBo, WANG Xiao, JIANG Dong. Effect of Phytochlorin Iron on Stress Tolerance to Waterlogging in Wheat[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(10): 1848-1858.
表1
试验一的处理"
| 处理 Treatment | 处理方式 Treatment method |
|---|---|
| CK | 喷施清水 Spray with water |
| A1 | 开花期喷施二氢卟吩铁0.0875 mmol·L-1 0.0875 mmol·L-1 phytochlorin iron at anthesis stage |
| A2 | 开花期喷施二氢卟吩铁0.126 mmol·L-1 0.126 mmol·L-1 phytochlorin iron at anthesis stage |
| A3 | 开花期喷施二氢卟吩铁0.194 mmol·L-1 0.194 mmol·L-1 phytochlorin iron at anthesis stage |
| G1 | 灌浆期喷施二氢卟吩铁0.0875 mmol·L-1 0.0875 mmol·L-1 phytochlorin iron at grain filling stage |
| G2 | 灌浆期喷施二氢卟吩铁0.126 mmol·L-1 0.126 mmol·L-1 phytochlorin iron at grain filling stage |
| G3 | 灌浆期喷施二氢卟吩铁0.194 mmol·L-1 0.194 mmol·L-1 phytochlorin iron at grain filling stage |
表3
二氢卟吩铁对小麦籽粒产量及其构成因素的影响"
| 处理 Treatment | 穗数 Spikes (×104·hm-2) | 穗粒数 Kernels per spike | 千粒重 1000-kernel mass (g) | 实际产量 Grain yield (kg·hm-2) |
|---|---|---|---|---|
| CK | 339.3a | 46.4a | 37.0b | 5486.9b |
| A1 | 351.3a | 47.3a | 39.2ab | 5767.1ab |
| A2 | 350.0a | 48.4a | 41.0a | 6022.6a |
| A3 | 360.0a | 47.9a | 37.4b | 5886.6a |
| G1 | 339.3a | 46.8a | 37.2b | 5733.8ab |
| G2 | 359.3a | 47.5a | 37.0b | 5769.3ab |
| G3 | 336.0a | 47.1a | 38.3ab | 5818.7a |
表4
二氢卟吩铁处理对小麦干物质积累与转运的影响"
| 处理 Treatment | RAP (mg/stem) | REP (%) | CTA (%) | PAA (mg/stem) | CPA (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| CK | 704.7a | 22.3a | 38.4a | 1131.5b | 61.6b |
| A1 | 618.0b | 19.9bc | 31.7b | 1345.4ab | 68.3a |
| A2 | 612.2b | 22.8a | 31.5b | 1337.8ab | 68.5a |
| A3 | 616.3b | 19.7c | 30.2b | 1423.0a | 69.8a |
| G1 | 654.7ab | 21.8abc | 32.5b | 1360.3a | 67.5a |
| G2 | 650.5ab | 22.2ab | 32.6b | 1348.0ab | 67.4a |
| G3 | 640.0ab | 22.0abc | 31.7b | 1381.3a | 68.3a |
| [1] |
|
| [2] |
doi: 10.1007/s11738-016-2324-2 |
| [3] |
蔡永萍, 陶汉之, 张玉琼. 土壤渍水对小麦开花后叶片几种生理特性的影响. 植物生理学通讯, 2000, 36(2): 110-113.
|
|
|
|
| [4] |
范雪梅, 姜东, 戴廷波, 荆奇, 曹卫星. 花后干旱和渍水下氮素供应对小麦旗叶衰老和粒重的影响. 土壤学报, 2005, 42(5): 173-177.
|
|
|
|
| [5] |
|
| [6] |
吴晓丽, 汤永禄, 李朝苏, 吴春, 黄钢. 不同生育时期渍水对冬小麦旗叶叶绿素荧光及籽粒灌浆特性的影响. 中国生态农业学报, 2015, 23(3): 309-318.
|
|
|
|
| [7] |
曹阳, 蔡士宾, 方先文, 朱伟. 利用马卡小麦的强耐湿性创造新的耐湿种质. 江苏农业科学, 1998(1): 20-21.
|
|
|
|
| [8] |
王飞, 彭少兵. 水稻绿色高产栽培技术研究进展. 生命科学, 2018, 30(10): 1129-1136.
|
|
|
|
| [9] |
|
| [10] |
pmid: 17660351 |
| [11] |
doi: 10.1146/phyto.1980.18.issue-1 |
| [12] |
郭丽华, 唐为爱, 李万梅. 0.02%二氢卟吩铁DP调节油菜生长的药效试验. 上海蔬菜, 2016(2): 53-54.
|
|
|
|
| [13] |
马博闻, 李庆, 蔡剑, 周琴, 黄梅, 戴廷波, 王笑, 姜东. 花前渍水锻炼调控花后小麦耐渍性的生理机制研究. 作物学报, 2022, 48(1): 151-164.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2022.11005 |
|
doi: 10.3724/SP.J.1006.2022.11005 |
|
| [14] |
丁锦峰, 苏盛楠, 梁鹏, 江孟孟, 郑丽洁, 汪先鹏, 李春燕, 朱新开, 郭文善. 拔节期和花后渍水对小麦产量、干物质及氮素积累和转运的影响. 麦类作物学报, 2017, 37(11): 1473-1479.
|
|
|
|
| [15] |
doi: 10.1093/jxb/ery315 pmid: 30239847 |
| [16] |
doi: 10.1007/s11738-014-1746-y |
| [17] |
doi: 10.1007/s11099-008-0005-0 |
| [18] |
赵世杰, 许长成, 邹琦, 孟庆伟. 植物组织中丙二醛测定方法的改进. 植物生理学通讯, 1994, 30(3): 207-210.
|
|
|
|
| [19] |
doi: 10.1007/s11099-013-0039-9 |
| [20] |
李赟, 李霞, 李慕嵘, 杨蕊, 王小燕. 开花期渍水对小麦产量及氮素分配的影响. 麦类作物学报, 2022, 42(6): 1-9.
|
|
|
|
| [21] |
doi: 10.1016/j.envexpbot.2016.09.003 |
| [22] |
李霞, 李赟, 李慕嵘, 尹立俊, 王小燕, 漆栋良. 开花期渍水对土壤不同形态氮素含量及小麦氮素积累运转和产量的影响. 南方农业学报, 2022, 53(7): 1883-1892.
|
|
|
|
| [23] |
doi: 10.1016/j.fcr.2012.09.006 |
| [24] |
|
| [25] |
|
| [26] |
谭维娜, 戴廷波, 荆奇, 曹卫星, 姜东. 花后渍水对小麦旗叶光合特性及产量的影响. 麦类作物学报, 2007, 27(2): 314-317.
|
|
|
|
| [27] |
doi: 10.1016/j.fcr.2017.10.016 |
| [28] |
doi: 10.1104/pp.106.082040 pmid: 16760493 |
| [29] |
pmid: 12081503 |
| [30] |
pmid: 17325747 |
| [31] |
doi: 10.1093/jxb/ert371 pmid: 24253196 |
| [32] |
|
| [33] |
doi: 10.1007/s10725-021-00705-9 |
| [34] |
doi: 10.1007/s11738-006-0022-1 |
| [35] |
|
| [36] |
doi: 10.1007/s11738-011-0848-z |
| [37] |
doi: 10.3390/antiox8090384 |
| [1] | 彭廷燊, 陆久焱, 吴美林, 严雨欣, 刘宏周, 南文斌, 秦小健, 李明, 龚俊义, 梁永书. 多年生水稻黄糯2号和长白7号产量相关性状的QTL分析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(7): 1361-1379. |
| [2] | 朱琦, 贾振鹏, Tahir SHAH, 徐晨晟, 李芷琦, 吕会帅, 朱鹏超, 韦小敏, 黄冬琳, 孙艳妮, 曹卫东, 高亚军, 王朝辉, 张达斌. 绿肥配施增效产品降低旱地麦田温室气体排放及碳足迹[J]. 中国农业科学, 2026, 59(7): 1507-1522. |
| [3] | 王玉萍, 符质, 孙佳莹, 穆晓萌, 刘慧淋, 郭进云, 宋文菁, 侯雷平, 赵海亮. 苗期施用褪黑素对番茄短期低温胁迫的缓解作用与应用效果评价[J]. 中国农业科学, 2026, 59(7): 1523-1535. |
| [4] | 叶美金, 吴雷, Lohani Md Nahibuzzaman, 尹丽, 胡欣荣, 刘亚西, 蒋云峰, 陈国跃, 蒲至恩, 李阳, 李婷, 邹亚亚, 吴佳怡, 马建. 基于GWAS的中国地方小麦成熟胚大小位点的鉴定及其遗传效应解析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(6): 1157-1171. |
| [5] | 王佳诺, 陈桂平, 李盼, 王丽萍, 南运有, 何蔚, 樊志龙, 胡发龙, 柴强, 殷文, 赵连豪. 免耕地膜两年覆盖提高绿洲灌区玉米产量的灌浆期光合生理机制[J]. 中国农业科学, 2026, 59(6): 1189-1202. |
| [6] | 周新杰, 任昊, 陈应龙, 张吉旺, 赵斌, 任佰朝, 刘鹏, 王洪章. 过氧化钙对渍涝农田夏玉米根系形态及产量形成的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(6): 1203-1216. |
| [7] | 何继航, 张擎, 吕相月, 薛吉全, 徐淑兔, 刘建超. 不同保绿型玉米杂交种氮效率评价[J]. 中国农业科学, 2026, 59(6): 1217-1230. |
| [8] | 李文虎, 礼海风, 杜宇鹏, 丁玉兰, 罗一诺, 李宇珂, 佘文婷, 张丰, 滕宇, 张思琦, 黄翠, 李小涵, 刘金山, 王朝辉. 小麦锌吸收转移对土施锌肥响应的区域差异[J]. 中国农业科学, 2026, 59(5): 1034-1047. |
| [9] | 焦文娟, 何万龙, 耿洪伟, 白斌, 李剑峰, 程宇坤. 155份春小麦品种(系)条锈病抗性评价与抗病基因分子检测[J]. 中国农业科学, 2026, 59(5): 937-950. |
| [10] | 郝琨, 陈洪德, 张威, 钟韵, 党美荣, 朱士江, 黄志坤, 金英. 基于柑橘产量、品质及水氮利用的涌泉根灌水氮综合评价[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 862-873. |
| [11] | 崔士友, 陈澎军, 缪源卿, 韩继军, 沈俊明. EMS诱变抗草甘膦小麦新种质的创制与大田评价[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 723-733. |
| [12] | 郭富城, 唐海江, 郝馨怡, 马国林, 杨九菊, 黄霖锋, 田蕾, 王彬, 罗成科. 不同灌溉方式对宁夏盐渍化土壤水盐运移、水稻产量及水分利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 750-764. |
| [13] | 钱瑾, 李映雪, 吴芳, 邹晓晨. 集成光谱降维的冬小麦叶片磷含量估算[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 781-792. |
| [14] | 孔媛, 崔沙沙, 李美, 李健, 杨思雨, 房锋, 刘帅帅, 刘明平, 曾艳, 高兴祥, 柏连阳. 黄淮海冬小麦田多花黑麦草等5种禾本科杂草时空分布变化规律[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 807-823. |
| [15] | 王勇胜, 牛丽, 王长杰, 马立花, 廉潇潇, 孟亚雄, 马小乐, 姚立蓉, 张宏, 杨轲, 李葆春, 王化俊, 司二静, 汪军成. 冬小麦千粒重的全基因组关联分析及候选基因预测[J]. 中国农业科学, 2026, 59(3): 499-514. |
|
||