小麦抗旱性与水分利用相关性研究

论文摘要

本研究以旱地小根系小麦品种晋麦47和高水肥大根系小麦品种石4185为试材,通过比较分析渗透胁迫条件下两个品种的水分利用率、根系导水率、光合速率、蒸腾速率、根系活力以及渗透势的变化等参数,对两个品种的抗旱性及其与水分利用的关系进行了研究,揭示了不同类型根系品种的抗旱性及水分利用的可能机制,为小麦栽培和育种提供了理论依据。主要研究结果如下:在渗透胁迫条件下,两个品种的胚芽鞘和主胚根长度均缩短。在渗透胁迫强度为-0.3MPa、-0.5MPa、-0.8MPa时,晋麦47芽鞘长度分别与对照的比值为71.0%,89.0%和55.5%,石4185则分别与对照的比值为61.8%,48.9%,和24.1%。晋麦47与对照的比值均高于石4185与对照的比值,且差异显著。随着渗透胁迫的加重,晋麦47的胚芽鞘长度先是接近石4185的胚芽鞘长度,后是超过之,其超越值随胁迫的加重而增大。主胚根长度的变化与胚芽鞘长度变化基本一致,渗透胁迫条件下,石4185主胚根长度的变化比例显著大于晋麦47。若依胚芽鞘法作为抗旱指标,则表明晋麦47抗旱性高于石4185。在正常条件下,旱地品种晋麦47的根系水分利用率、茎叶水分利用率和单株水分利用率均高于水地品种石4185。干旱胁迫后,两个品种的根系水分利用率、茎叶水分利用率和单株水分利用率都有不同程度提高,晋麦47茎叶水分利用率和单株水分利用率仍高于石4185;就石4185而言,根系水分利用率提高的幅度高于茎叶和单株水分利用率的幅度,最终超过晋麦47的根系水分利用率。当渗透胁迫增加到一定强度后,再进行复水试验发现,晋麦47出现两个根系导水率高峰,而石4185根系导水率变化幅度不明显。说明晋麦47根系的水分传导能力优于石4185,对根系导水率的调节性能敏感于石4185。HgCL2对晋麦47根系导水率的抑制大于石4185,说明晋麦47根系导水率可能更依赖于水通道蛋白（AQP）。水分充足条件下,旱地小根系品种晋麦47表现出“奢侈”用水现象,干旱条件下,显示出以降低蒸腾、减小水分蒸发而维持地上部生长的耐旱节水机制;而石4185在水分充足条件下耗水量大,表现出水地大根系品种特点,在胁迫条件下水分利用率亦升高,但根系水分利用率升高相对较大,体现出干旱胁迫下仍然依赖根系进一步发展而吸收水分来提高抗旱的特性。本研究阐明了不同类型小麦品种根系在干旱胁迫调节中的重要性和差异性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 文献综述
• 1 水分利用效率研究背景
• 1.1 水分利用效率概念及其发展
• 1.2 作物水分利用效率的生理生态基础
• 1.2.1 光合作用、气孔调节与水分利用效率的关系
• 1.2.2 植物水分状况、蒸腾作用与水分利用效率的关系
• 1.2.3 生长发育与水分利用效率的关系
• 1.3 水分利用效率的估算模型
• 1.3.1 蒸腾效率
• 1.3.2 叶片水分利用效率
• 1.3.3 冠层水分利用效率
• 1.3.4 现实水分利用效率
• 1.3.5 潜在的水分利用效率
• 1.4 水分利用效率的影响因素
• 2 植物根系导水机理与根系导水率的研究现状
• 2.1 研究的目的与意义
• 2.2 根系吸水机理的研究现状
• 2.2.1 根系吸水机制
• 2.2.2 根水分的运输和传导
• 2.2.3 水通道蛋白（AQP）的研究进展
• 2.2.4 根系水导的测定技术
• 2.3 水分胁迫对植物生长的影响
• 2.3.1 水分胁迫对植物吸收和传导水分影响
• 2.3.2 水分胁迫对植物生理生态的影响
• 2.4 根系导水率（LPr）测定方法
• 第二部分 研究内容
• 第一章 水分胁迫对不同根型小麦苗期水分利用率的影响
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 抗旱性鉴定-萌发期芽鞘长度测定
• 1.2.2 两个品种根系形态指标的测定
• 1.2.3 水分利用率的测定
• 2 结果与分析
• 2.1 抗旱鉴定结果
• 2.2 根系形态的比较
• 2.3 干旱胁迫对水分利用率的影响
• 3 讨论
• 第二章 水分胁迫对不同根型小麦苗期导水率及相关生理指标的影响
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 根系导水率的测定
• 2 对根系导水率抑制作用的测定'>1.2.2 HgCl₂对根系导水率抑制作用的测定
• 1.2.3 根系活力的测定
• 1.2.4 渗透势的测定
• 1.2.5 光合速率与蒸腾速率的测定
• 2 结果与分析
• 2.1 升压与降压过程中两品种根系导水率的变化
• 2.2 渗透胁迫条件下两品种根系水流速率（Jv）与压差（ΔP）的关系
• 2.3 渗透胁迫条件下两品种根系导水率的变化
• 2 抑制对根系导水率的影响'>2.4 HgCl₂抑制对根系导水率的影响
• 2.5 渗透胁迫对根系活力的影响
• 2.6 渗透胁迫对渗透势的的影响
• 2.7 渗透胁迫与ABA 对光合速率的影响
• 2.8 渗透胁迫与ABA 对蒸腾速率的影响
• 3 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢