不同基因型小麦对干旱锻炼响应差异的研究(2)
3.1干旱锻炼对不同基因型小麦形态及生理指标的影响13
3.2对干旱锻炼响应差异的品种筛选13
致谢14
参考文献15
不同基因型小麦对干旱锻炼响应差异的研究
引言
小麦（Triticum astivum L.）栽培历史悠久，是我国主要粮食作物之一，其产量的稳定性和生产情况直接影响着粮食安全，是我国主要的商品粮和战略储备粮，关乎国计民生[1, 2]。然而，随着水资源不断减少，干旱胁迫在小麦生长季的发生频率与日俱增，其程度也呈现出逐渐加剧的趋势。在全球很多地区，干旱对农作物造成的损失在所有非生物胁迫中居于首位[3]。苗期是小麦器官建成的重要时期，小麦成苗后遭遇干旱，将严重影响到光合器官和分蘖的形成，进而影响穗数的形成和最终产量[4]。
干旱锻炼是指将植物处于一种轻度干旱环境中，让植物对随后遇到的干旱胁迫条件产生较强的耐旱性[5]。研究表明，干旱锻炼可以显著影响植株的生长，降低植株比叶面积，进而降低后期干旱条件下水分的快速散失、减少干物质积累甚至产量的下降。前期干旱锻炼也会限制叶片的生长进而减少蒸腾速率，在后期水分胁迫下保持较高的相对含水量[6]。轻度锻炼处理可以明显减轻重度逆境胁迫下植物活性氧积累，减轻对作物的伤害。谭晓荣等[5]研究干旱锻炼方法可提高小麦幼苗抗氧化能力，经过干旱锻炼后可以显著减缓后期干旱胁迫对植株光合荧光特性的影响。Wang 等[7]在花前进行中度干旱，使得后续再次遭受干旱时叶片光合的抑制作用显著降低，也增强了小麦对再次发生干旱胁迫的耐性，同时还表现出增加作物产量的效果。逆境胁迫下植物通过渗透调节来适应环境的变化，缓解逆境造成的损伤[8]。干旱条件下叶片相对含水量下降，细胞膜产生一定损伤，加大了细胞膜透性，细胞内通过积累一些渗透调节物质（脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等），使细胞内的溶质浓度增大，水势降低，以便根系能从外界继续吸水，从而减弱干旱对植株生长发育的影响。
小麦在干旱胁迫下，通过内部一系列生理生化变化和外部形态改变来抵抗和适应干旱。在植株形态方面，叶面积和株高减小，以适应干旱[9]；根冠比增加，根系活力显著增大，而根数和根系表面积受到抑制。生理方面，相对含水量降低，细胞膜透性增大，形成一些渗透调节物质，如脯氨酸，可溶性糖，可溶性蛋白等，提高细胞内溶质的浓度，降低水势，以便从外界继续吸水[10]。此外，干旱胁迫下，小麦叶片的叶绿素总量下降，其中类胡萝卜素含量明显下降[11]。不同基因型小麦对干旱胁迫响应存在差异。赵平等[12]研究表明，不同基因型小麦的抗旱性表现的时期有所差异，存在于种子阶段、幼苗生长阶段和全生育期阶段。相同基因型品种在不同抗旱指标表现也存在差异。研究表明，由于作物品种的差异性，不同品种小麦在干旱胁迫下叶片相对含水量下降程度不同，抗旱性较差的小麦品种叶片含水量快速下降，但抗旱能力强的小麦品种保水能力较强，叶片含水量下降较缓慢[13, 14]
作物对逆境的响应是多方面的，为避免单一指标在评价作物对逆境胁迫响应的片面性和差异，人们往往将许多指标进行综合分析，因此一些评价分析方法的选择起到重要作用。孟丽梅等[15]采用灰色系统理论方法对黄淮旱地小麦品种进行综合评价，其最终结果与实际生产中品种表现也较为一致，说明该方法在品种筛选上的优越性。王春平[16]采用三种分析方法对10个小麦新品系进行评价，结果表明通过模糊隶属值综合评价小麦品种的耐旱性差异较简单、可靠。严明建等[17]利用模糊隶属函数法在对25个水稻品种研究中筛选较为出色的强抗旱材料，为当地作物可持续发展及品种的推广和利用提供了理论支持。白志英等[18]在对小麦不同代换系相关的15个生理指标进行主成分分析后提取了6个主成分进行评价，最后通过系统聚类将23个基因型小麦分成3类，为小麦抗旱品种的选育提供了参考。目前的研究主要集中在单一品种对干旱逆境的响应，而关于不同基因型小麦对干旱锻炼的响应差异的研究较少。本研究采用来自江苏、山东、河南、河北等地54种推广小麦品种为材料，通过对小麦幼苗进行干旱锻炼处理，通过分析地上部及根系形态指标及干旱生理相关指标，采用模糊隶属函数法、主成分分析法并结合聚类分析科学的评价方法对这些品种进行评价，进而鉴定和筛选对干旱锻炼响应差异较大的品种。