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小麦品种抗旱性生理指标测定

2020-12-21 03:56:17 农业与技术 2020年22期

白凤麟 雷海英 张东旭

摘 要:从根、苗、叶的生长状态以及根冠比、叶绿素含量及SOD、POD酶活性等方面,对5个新培育小麦品种“晋麦47号”、“长麦8744”、“长麦4738”、“长麦6359”、“中麦175”进行抗旱生理指标测定,通过大田旱地、水地2种处理,测定了根长、根数、叶片数、株高、叶片含水量、叶绿素含量。试验结果初步显示,“长麦6359”品种抗旱能力相对较强,“长麦8744”、“晋麦47号”次之,“长麦4738”和“中麦175”抗旱能力较弱。

关键词:小麦;品种;处理;生理指标;抗旱能力

中图分类号:S512.1 文献标识码:A DOI:10.19754/j.nyyjs.20201130014

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试材料

供试菌株:5种小麦品种(“晋麦47号”、“长麦8744”、“长麦4738”、“长麦6359”、“中麦175”)在大田种植条件下,自然干旱处理和水地灌溉处理的植株。

1.1.2 主要试剂

1.1.3 主要耗材

1mL、0.2mL、0.1mL、2.5μL、10μL规格的移液枪(eppendorf)及1mL、0.2mL、20μL、10μL的枪头。50mL、100mL、250mL、500mL、1L容量的锥形瓶。25mL、50mL、100mL的容量瓶。研钵、玻璃比色皿。20mL、100mL、1L的量筒。50mL、100mL、1L的烧杯。10mL、20mL的试管。

1.2 方法

1.2.1 试验材料的准备

小麦植株及叶片的准备:选取长治市谷子研究所的5种小麦品种抽穗期的旗叶部位,从中挑出长势均匀的植株各10株,作为小麦生理指标测试材料;另选取长势均匀的植株的旗葉若干,立即放置于冰浴中保存。

1.2.2 试验试剂准备

为了研究5种小麦品种干旱胁迫条件下抗旱指标的测定,本试验将试验材料与所需试剂在试验前进行准备(除现配现用试剂),置于冰箱中保存,将试剂于-70℃冰箱保存,做好试验开始的准备工作,便于各项指标的测定与探究。

1.2.3 小麦抗旱指标的测定

1.2.3.1 植株根长、根数、苗高和叶片数的测定

随机选取5个品种的旱地苗和水地苗各5株,测定其形态指标:根长、根数以及叶片数和苗高。

1.2.3.2 根冠比的测定

另取长势均一的5株成苗、根各置于铁盘容器中,置入100℃左右烘箱中干燥2h直至重量不变,在天平上称量5种小麦品种干旱植株和水地植株重量,计算根冠比。

1.2.3.3 叶片含水量

采用烘干法,根据计算公式测定叶片相对含水量。

1.2.3.4 叶绿素含量的测定

抽提色素:切下叶片的中间部分,切成均匀小段,量取0.2g,置于研钵中充分研磨,研磨过程中可加入80%乙醇以及大理石少量,过滤,置于25mL刻度试管中,80%乙醇来回洗涤杂质,滤纸变为无色为止,加入80%乙醇至25mL。

比色测定:酶液提取结束后分别测定波长为633nm和645nm处的OD值,测定过程中的参比液是乙醇,浓度为80%,之后利用叶绿素含量公式进行计算。

2 结果与分析

分别测定5种小麦品种旱地和水地生理生化指标,每种进行3次重复。经过多次测定和数据分析处理后得出结论,除SOD活性上升趋势较为微弱外,POD、MDA、脯氨酸含量均有所上升,且POD和MDA活性上升程度尤为明显。同时叶绿素含量也远远超出对照植株。因此,在后续试验中可以POD、MDA和脯氨酸为主要抗旱性指标进行测定。

2.1 植株根长、根数、叶片数、苗高的分析

选取同一时期长势均匀的小麦植株进行测定,做3组重复取平均值所得数据,根长、根数、苗高、叶片数作为小麦的结构特征,能直观地表现小麦的长势,因而能作为干旱指标;“晋麦47号”、“长麦8744”、“长麦4738”、“长麦6459”在根长、根数、苗高以及叶片数均与水地相差不明显,在此测定基础上可认为适应干旱情况下生长,但是“中麦175”旱地各项指标均小于水地,且叶片数差距明显,因此就此次测定指标可认为“晋麦47号”、“长麦8744”、“长麦4738”以及“长麦6359”均可适应干旱情况,而“中麦175”更适应水地生长。

2.2 根冠比数据分析

选取同一时期长势均匀的小麦植株进行测定,做3组重复取平均值所得数据,根冠比的数值越大根系越发达,因此能够在一定程度上说明植物耐旱性越强;“晋麦47号”、“长麦8744”、“长麦4738”、“长麦6459”在干旱胁迫下和正常水分情况下具有一定差异,总体来说水地的根冠比要大于旱地,其中根冠比最大的是旱地“中麦175”,最小的是旱地“晋麦47号”,干旱和水地根冠比数值相差最大的是“长麦6359”,干旱和水地根冠比数值相差最小的是“长麦8744”。

2.3 叶片含水量数据分析

叶片含水量是植株含水量的宏观体现,是抗旱性的重要指标,“长麦6359”在干旱情况下叶片含水量最高,“中麦175”最低,“长麦4738”水旱差异最小。

2.4 叶绿素含量分析

叶绿素含量能够反映植物光合作用的强弱,从而能侧面反映抗旱性。这5种小麦品种中,“晋麦47号”在正常情况下叶绿素含量最高,“中麦175”在干旱胁迫下叶绿素含量最高,而“晋麦47号”在干旱胁迫下叶绿素含量下降更为明显,依次差距明显从强到弱的是“长麦8744”、“长麦6359”、“长麦4738”、“中麦175”。由此可见,“中麦175”在干旱胁迫下和正常情况下叶绿素含量相差最小,即为其中抗旱性指标之一。综上所述,从叶绿素含量这一指标可看出,“中麦175”最具抗旱性。

3 结论与讨论

抗旱性作为小麦产量的重要指标,可以揭示小麦的生长情况以及产量。本文主要从几种抗旱指标入手,研究在干旱和正常情况下4种指标的抗旱情况,通过对数据进行比较分析,从每个指标入手进行分析探究,最后进行综合比较,分析5种小麦品种抗旱性的强弱,以及5种品种之间哪种最具抗旱性,哪种次之,以及哪种最不易受环境影响,通过多次重复试验及多重比较得出最终结论。从以上4个指标的测定结果可以看出,“晋麦47号”最具抗旱性,“长麦4378”抗旱性最差,而“中麦175号”则最能适应环境的变化,不管是在干旱环境中还是在正常情况下,抗旱指标相差最小,证明此品种既能在水地条件下种植,也能在干旱条件下种植。

早前应用1/4Hoagland营养液水培的方法展开实验,期间研究的主题是铜和铬单一、复合情况下胁迫对小麦幼苗光合作用和叶片叶绿素含量所造成的影响情况,最终的数据结果表明:铜、铬能够一定程度使得小麦的光合特性受到影响,单一的铜胁迫期间会随铜的浓度明显升高,光合速率和叶绿素含量呈现首先升高之后降低的趋势;基于单一铬胁迫的情况下,净光合速率和叶绿素的含量会随着铬的浓度增大而出现下降的情况;基于复合胁迫情况下的光合速率在浓度降低时会明显升高,浓度升高时会有所降低;叶绿素的含量会随着复合浓度的提升而明显降低。并且该实验光合速率的变化属于基于非气孔因素限制条件下所得出的结果,叶绿素的含量变化趋势和净光合速率的变化趋势相同,由此可见铜、铬影响净光合速率的前提是影响叶绿素的含量。

参考文献

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(责任编辑 周康)

收稿日期:2020-10-12

编辑簡介:白凤麟(1987-),女,硕士,实验师。研究方向:植物培养,分子生物学。

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