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《华中农业大学》 2000年
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冬小麦不同基因型的钼效率及其生理基础

喻敏  
【摘要】: 采用土壤培养,营养液培养及微区试验,深入研究了冬小麦不同品种的钼效率差异及营养特征和生理生化基础,初步探讨了钼对叶绿素生物合成的调控,获得了以下主要结果: 1 通过对34个冬小麦品种对钼营养反应的差异的筛选,在国内首次获得典型钼高效品种97003和钼低效品种97014。并利用这两个品种深入开展了冬小麦钼效率基因型差异营养特征及生理基础等的研究。 2 研究阐明了冬小麦不同品种钼高效的营养特征。不施钼时高效品种在分蘖期钼含量显著大于低效品种,这是其钼高效的关键;不施钼时,各时期钼累积量高效品种为低效品种的1.9倍以上,钼累积速率高效品种也显著大于低效品种,表明高效品种钼吸收能力大于低效品种;不施钼时高效品种幼苗期钼运转系数大于低效品种,抽穗期穗中钼分配比例大于低效品种,茎中则小于低效品种,成熟期种子中钼含量和分配比例大于低效品种,颖壳中钼分配比例小于低效品种,这些表明高效品种对钼往生长中心运输、分配和再利用能力强。不施钼时高效品种与低效品种在氮的吸收、运输、分配和再利用能力的差异类似于钼;高效品种硝态氮含量小于低效品种,全氮含量不施钼与施钼处理的差异小于低效品种;而游离氨基酸和可溶性蛋白质含量高效品种大于低效品种,表明高效品种对钼、氮的利用效率高。这是其在不施钼条件下能获得80%生物产量和95%以上的种子产量的营养基础。 3 研究明确了冬小麦不同品种钼高效的两个重要生理标记,即硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)。高效品种NR活性比低效品种高,尤其是不施钼时,抽穗期以前维持较高的NR活性,这对高效品种营养期对氮的吸收、利用及为生殖生长累积较多的氮十分重要。GS活性测定结果为:高效品种叶片GS大于低效品种;尤其是不施钼时,高效品种GS活性更显著大于低效品种;另外,高效品种叶片AS大于低效品种;不施钼时,叶片GS、AS、NH4~+上升,甘氨酸下降,丝氨酸累积,揭示植株光呼吸可能增强,因此高效品种可能具有高同化氨特性;采用梯度洗脱对GS同工酶进行分离提纯,测定2种同工酶的活性,高效品种GS_2(叶绿体GS)活性为低效品种的1.81倍,高效品种与低效品种GS_1(胞质GS)相差小,GS_2在硝酸还原产生的氨的初级同化和光呼吸释放的氨的次生同化中的作用,更进一步揭示叶绿体GS(GS_2)是高效品种钼效率高的重要生理标记。 4 研究证明冬小麦不同品种在逆境伤害和自由基清除能力方面存在钼效率差异。高效品种类胡萝卜素(Caro)含量、过氧化氢酶(CAT)活性大于低效品种;不施钼时,高效品种下降小于低效品种,表明高效品种自由基清除能力强。不施钼时高效品种过氧化物酶(POD)变化小,低效品种变化大,表明高效品种受自由基伤害轻,低效品种受伤害严重。 5 首次揭示冬小麦不同品种在叶绿体结构和叶绿素含量上的铝效率差异:不施钼时低效品种叶绿体异形多,叶绿体数目少,体积小,基粒少而发育不良,而高效品种则叶绿体变异较小;叶绿素含量高效品种大于低效品种,且不施钼引起叶绿素含量下降时高效品种下降小于低效品种。叶绿体和叶绿素含量的差异表明冬小麦不同品种在碳、氮代谢方面存在钼效率差异。 6 首次系统分析了钼对冬小麦不同品种叶绿素合成途径调控。不施钼与施钼处理间的蛋白酶活性变化小,表明冬小麦缺钼时叶绿素含量下降是叶绿素合成受阻造成。缺钼时,Glu异常积累,ALA积累较多,UroⅢ下降明显,ProtoⅨ、Mg-ProtoⅨ、Pchl下降一致,加入LA抑制ALA转化时则不施钼时ALA形成少于施钼,这些表明缺钼阻碍ALA形成和向UroⅢ的转化,最终导致叶绿素合成减少。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:S512.1

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【引证文献】
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4 杭兰芳;心态缓解病痛[N];卫生与生活报;2007年
5 本报实习记者 王静 实习生 刘爽;为了大地的丰收[N];伊犁日报(汉);2010年
6 通讯员 康会敏 杨佩茹 记者 刘廉君;我国节水高产冬小麦品种全国累计推广逾7000万亩[N];科技日报;2010年
7 曲俊雅 王艳红;安慰剂效应生理基础被揭示[N];医药经济报;2004年
8 甘种;甘肃重点发展优质强筋和弱筋麦[N];农资导报;2007年
9 赵青王晓英;贵德大力引进推广优良冬小麦品种[N];农民日报;2007年
10 本报记者 乔林生;天气多变令麦价坚挺[N];期货日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 喻敏;冬小麦不同基因型的钼效率及其生理基础[D];华中农业大学;2000年
2 王旭东;磷对小麦产量和品质的影响及其生理基础研究[D];山东农业大学;2003年
3 付连双;土壤水分对寒地冬小麦越冬性的影响[D];沈阳农业大学;2011年
4 王荣花;牡丹、芍药切花贮藏保鲜及其生理基础的研究[D];西北农林科技大学;2005年
5 郭秀林;小麦幼苗水分利用效率生理差异与相关基因的cDNA-AFLP分析[D];河北农业大学;2006年
6 赵俊晔;冬小麦植株-土壤氮素循环及产量与品质形成生理基础的研究[D];山东农业大学;2004年
7 石磊;甘蓝型油菜硼高效的生理基础及硼高效基因的定位[D];华中农业大学;2005年
8 程建峰;水稻高效氮素营养的种质鉴定及生理基础[D];南京农业大学;2005年
9 童方平;湿地松优良家系高产的生理基础研究[D];北京林业大学;2008年
10 石书兵;不同生态条件下小麦品质形成的特征、调节及其生理基础[D];山东农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王小燕;不同小麦品种品质的差异及其生理基础[D];山东农业大学;2003年
2 邱新强;不同年代代表性冬小麦品种的需水特性及其对水分胁迫的响应特性分析[D];中国农业科学院;2012年
3 毛琳;21个冬小麦品种根系的丛枝菌根真菌研究[D];兰州大学;2012年
4 刘平湘;不同类型冬小麦品种抗晚霜冻能力鉴定及相关生理指标研究[D];河南农业大学;2010年
5 李冠甲;干旱胁迫下不同冬小麦品种形态及生理性状差异[D];河南农业大学;2012年
6 何文清;春小麦高产超高产栽培生理基础的研究[D];内蒙古农业大学;2001年
7 石亮;不同冬小麦品种(系)光合及荧光特性的比较研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 王兴;外源激素调控冬小麦抗寒性的研究[D];东北农业大学;2010年
9 唐式敏;蒙古韭主要生物学特性及生理基础的研究[D];新疆农业大学;2010年
10 冯玉磊;寒地冬小麦返青期低温响应的生理特性与蛋白质组分析[D];东北农业大学;2012年
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