冬小麦不同品种苗期抗寒性研究.doc

冬小麦不同品种苗期抗寒性研究 9 冬小麦不同品种苗期抗寒性研究李亚伟（陇东学院农林科技学院 05农学本科班 745000）摘 要 本文对不同冬小麦品种在3 10、-5-8和-10-15做了三次低温处理，分析了不同小麦品种在三个低温条件下的生理反应，并测定相对电导度、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量。通过生理指标测定、差异显著性和相关性分析，同时结合形态性状表现,选出了具有较强抗寒性的小麦品种。研究结果表明，低温刺激可使相对电导度增大，可溶性糖含量、游离脯氨酸含量明显增加。华池白蚂蚱和陇育218，抗寒性较强；西农383和陇麦898抗寒性相对较弱。关键词 小麦，苗期，抗寒性Study on the Cold Resistance of Different Winter Wheat Varieties at Seedling StageLi ya wei(College of Agriculture and Forestry, Longdong University 745000)AbstractThe paper studied different wheat varieties in three low temperature treatment at (3 10), (-5 -8) and (-10-15), tested physiological responses, and measured the relative electrical conductivity, soluble sugar content, free praline content of different wheat varieties. It can select out strong resistance of wheat varieties by measured physiological index, significance of difference and conclusion analyzing the relativity, combined with the main morphological traits. The results showed that the low temperature could significantly increase relative electrical conductivity, soluble sugar content and free proline content. Longyu 218 and HuangChi white locust have strong cold resistance, but xinong383 and longmai898s cold resistance is weak.Key words Wheat, seedling stage, cold resistance寒害是我国北方高纬度地区常见的危害。一定时间和强度的低温导致小麦不能安全越冬或越冬死亡率较高，对产量和产量构成因素的协调提高有不利影响1。大量研究表明2，小麦幼苗受到低温胁迫时，细胞膜受损，透性增大，外渗量增加，相对电导度增大。而抗寒性强的品种电导率增长幅度较小。低温刺激使可溶性糖的含量增加，可提高细胞液的浓度，对原生质体起一定的保护作用。在植株受到低温胁迫时，脯氨酸含量增加，有助于细胞或组织的保水，是酶和细胞结构的保护剂。但小麦品种在不同低温条件胁迫下生理生化反应不同，不同品种各个指标表现不尽一致3。为了明确不同品种的抗寒性强弱，我们选择了不同来源的15个冬小麦品种进行抗寒性研究分析。以期选择抗寒性较强的优良小麦品种，为小麦亲本选配和材料的选择提供理论依据。1材料与方法11试验材料 陇育218、陇育216、华池白蚂蚱、西农383等15个不同来源冬小麦品种。 1. 2试验材料种植及处理试验材料于2008年9月20日在陇东学院农林科技学院小麦试验地原始材料圃进行种植，每个品种点播100粒。30天后取其小麦幼苗各5株进行形态结构观察和有关形态指标的测量，并以大田温度条件即处理1：（3 OC10OC）作对照，在实验室条件下用电冰箱进行处理2：（-5OC-8OC）和处理3：（-10OC-15OC）两次冷冻处理，分别处理2小时，冷冻完毕后将材料取出，在室温下放置10分钟，使其恢复至室温条件，取其处理过的小麦叶片在分析天平上各称重0.30.5g，进行相关生理指标的测定4。分析判断其抗寒性强弱。1. 3 生理指标测定方法相对电导度 ：用DDS-307型电导率仪测定。可溶性糖含量：用蒽酮比色定糖法测定。游离脯氨酸（Pro）含量：用茚三酮显色法测定。2 试验结果21 形态指标测量表1 小麦形态指标观察记载表编号 品种名称分蘖数（株）根数（个）株根长（cm）根冠比幼苗习性苗色1定鉴3号3335400.83半匍匐黄绿2西峰20号4538430.9匍匐灰绿3华池白蚂蚱4535410.93匍匐灰绿4环县小青芒3437410.78半匍匐灰绿5西峰27号4437400.85匍匐灰绿6晋麦30号4540450.83半匍匐黄绿7西峰26号3441450.86半匍匐黄绿8陇原0322342450.75直立浅绿9陕2292444490.77半匍匐黄绿10陕2252339420.65直立浅绿11西农3832340450.62直立浅绿12陇麦8982341440.65直立浅绿13陇育2163437410.81匍匐灰绿14陇育2184536400.88匍匐灰绿15陇育2153438410.8半匍匐黄绿由表1可知，在 这15个品种中，2、3、5、6、14的分蘖数多，8、9、10、11、12的分蘖数少。其余的居中。2、3、6、14的根数多，8、1、10、11、12的根数较少.。1、3、14、4、5的株根长较短，8、9、10、11、12的株根长较长。2、3、14、7、5的根冠比较大，8、9、10、11、12的根冠比较小。其余的居中，2、3、5、13、14的幼苗习性匍匐，苗色灰绿。8、10、11、12的叶片直立，苗色浅绿。总体来看，2、3、14、15四个品种的形态指标具有一致性，分蘖数、根数、根冠比都较大，叶片匍匐，苗色灰绿，而株根长都比较短。8、10、11、12四个品种恰好相反，说明它们在抗寒能力上有一定差异。2.2 生理指标测定2.2.1低温对各品种相对电导度的影响从图1中各品种幼苗在不同低温条件下相对电导度的差异看出：在处理1温度条件下各品种相对电导度差异不大，都小于0.1。相对电导度排列为：109111278615513421143。10号品种的相对电导度最大为0.089,3号品种的相对电导度最小为0.022。在处理2温度条件下相对电导度排列顺序为:121011491381575621314。12号品种的相对电导度最大为0.089，14号品种的相对电导度最小为0.059，3号品种为0.061。在处理3温度条下相对电导度都明显增加。都大于0.2，排列顺序为为:101241178915113562143。10号品种的相对电导度最大为0.315，3号品种的相对电导度最小为0.213。不同处理结果表明，在低温胁迫条件下，随着处理温度的降低，其相对电导度明显高于大田温度条件下的品种，明显表现出膜的低温反应。植物细胞质膜透性增大，随着胞外电解质大量渗漏，相对电导度相应增大，但抗寒性强的品种原生质膜的稳定性大于抗寒性弱的品种，因此这一指标可在一定程度上反映品种抗寒性强弱5。 图1 不同低温胁迫下各品种的相对电导度总体来看，在三个不同温度条件下，3、14、2、这三个品种的相对电导度较低， 10、11、12这三个品种相对电导度较大。其余各品种居中。说明华池白蚂蚱和陇育218的原生质膜稳定性好，抗寒性强，具有当地品种的优点，而陕225和陇麦898的原生质膜稳定性差，抗寒性弱。2.2.2低温对各品种可溶性糖含量的影响 由图2可知，在处理1温度条件下各品种可溶性糖含量普遍较低，都小于10.5%。按照糖含量高低的顺序依次为：314465713151129128110。在低温处理2温度条件下，各品种植株体内的可溶性糖含量明显提高。按糖含量高低依次为：314457296121315110811。其中3和14两个品种的糖含量最高，都达11% 。在处理3温度条件下，按照糖含量的高低各品种的排列顺序为：351471341152126981011。3、5两个品种的糖含量较高，最高可达14.3%。8、11两个品种的糖含量最低。结果表明，在低温条件下，小麦植株体内的可溶性糖积累明显增多，糖含量的增加有利于其抗寒力的提高。研究认为小麦抗寒性与植株糖含量之间存在着平行现象2。因此可溶性糖含量的高低可作为衡量不同小麦品种抗寒性的一项指标。 图2 不同低温胁迫下各品种的可溶性糖含量由此可知，在三个不同温度条件下，3、14、5、这三个品种的可溶性糖含量相对较高，说明其抗寒性较强。10、8、11这三个品种的可溶性糖含量相对较低，抗寒性最差。其余的居中。其中华池白蚂蚱和陇育218的糖含量较高，抗寒性较强。陇原032和西农383的可溶性糖含量最低，抗寒性最差。2.2.3低温对各品种游离脯氨酸含量的影响由图3可知，在处理1温度条件下各品种的脯氨酸含量依次为：314571526419810121311。3、14这两个品种的脯氨酸含量最高，可达1.26 10-3%以上，11、13这两个品种的脯氨酸含量最低，为0.04 10-3%和0.0910-3%。在处理2温度条件下各品种的脯氨酸含量为：314155721649810121311。3、14这两个品种的脯氨酸含量较高，11、13这两个品种的脯氨酸含量较低。在处理3温度条件下各品种脯氨酸含量依次为：314157215694810131112。3、14这两个品种的脯氨酸含量最高，11、12这两个品种的脯氨酸含量最低。结果表明，小麦幼苗在处于低温胁迫状态时，其体内的游离脯氨酸含量急剧增加。游离脯氨酸对细胞具有一定的保护作用，它能维持细胞结构稳定，使植株表现出一定的抗性。也是抗寒性研究的一个生理指标。图3不同低温胁迫下各品种的游离脯氨酸含量由上可知，在三个不同温度条件下，3、14、5这三个品种的游离脯氨酸含量较高，说明其抗寒性较强。10、12、11这三个品种的游离脯氨酸含量最低，其抗寒性最差。其中陇育218和华池白蚂蚱的脯氨酸含量最高，抗寒性最强。陇麦898和陇育216的脯氨酸含量最低，抗寒性最差。2.3方差分析表2 三个生理指标之间的差异显著性品种相对电导度可溶性糖含量游离脯氨酸处理1处理2处理3处理1处理2处理3处理1处理2处理3定鉴3号0.025ef0.061f0.273ef3.43f7.40ef12.60bc0.283f1.280d1.89c西峰20号0.028ef0.065ef0.238h6.40d8.66d12.30bcd0.833d1.386c1.93c华池白蚂蚱0.021f0.060f0.212i10.50a13.46a14.30a1.356a1.730a2.16a环县小青芒0.029ef0.077bcd0.311a8.60b10.30bc13.20abc0.440e0.910e1.77d西峰27号0.034e0.066ef0.267fg7.70c9.80c14.16a1.240b1.430c1.87c晋麦30号0.064c0.069cdef0.258g7.73c8.06de12.03cd0.776d1.210d1.85c西峰26号0.073bc0.069cdef0.296bc7.60c8.20de13.20abc1.066c1.390c2.03b陇原0320.073bc0.076bcde0.292cd5.56e6.06g8.73f0.243fg0.820efg1.74d陕2290.087a0.067def0.286cde6.36d7.46ef10.33e0.270f0.850ef1.85c陕2250.086a0.083ab0.309ab3.43g6.70fg8.13f0.170gh0.816fg1.51e西农3830.083ab0.080abc0.299abc6.76d5.86g7.43f0.050i0.650i1.51e陇麦8980.083ab0.090a0.310a6.33d7.60def10.93de0.130hi0.746gh1.28f陇育2160.033e0.074bcde0.268fg7.60c8.16de13.30abc0.100hi0.660hi1.51e陇育2180.027ef0.059f0.228h10.46a11.36b13.60ab1.256b1.613b2.08ab陇育2150.052d0.074bcde0.282de6.66d7.70def12.26bcd1.050c1.526b2.04b注：文中所列数值均为3次试验重复平均值，进行了Duncan多重比较统计分析(P=0.05)字母不同表示处理间差异明显。由表2可知，通过对品种相对电导度处理1的Duncans新复极差检验可知，在处理1中，与相对电导度最小的品种华池白蚂蚱相比，在=0.05水平上，品种定鉴3号、环县小青芒、西峰20、陇育218差异不显著；其余的10个品种与华池白蚂蚱相比差异显著达到=0.05水平。在相对电导度处理2中，与相对电导度最小的品种华池白蚂蚱相比，在=0.05水平上，品种定鉴3号、西峰20号、西峰27号、晋麦30号、西峰26、陕229、陇育218差异不显著，其余的7个品种与华池白蚂蚱相比差异显著达到=0.05水平。通过对品种可溶性糖含量处理2的Duncans新复极差检验可知，在处理2 中，与可溶性糖含量最大的品种华池白蚂蚱相比，其余的14个品种均与华池白蚂蚱相比差异显著达到=0.05水平。在游离脯氨酸处理3中，游离脯氨酸含量最大的品种华池白蚂蚱相比，在=0.05水平上，品种陇育218差异不显著，其余的13个品种与华池白蚱相比差异显著达到=0.05水平。2.4相关性分析表3各品种生理指标之间相关性系数及显著性指标处理电导度可溶性糖脯氨酸处理1处理2处理3处理1处理2处理3处理1处理2处理3电导度处理110.6654*0.6644*-0.5326-0.7098*-0.7820*-0.4656-0.5445-0.5047处理210.8204*-0.5427-0.5556-0.6087*-0.7316*-0.8288*-0.8335*处理31-0.6405*-0.6616*-0.5539-0.6563*-0.7053*-0.6402*糖处理110.8082*0.6678*0.6639*0.53620.5095处理210.7796*0.7082*0.6664*0.6100*处理310.6862*0.6858*0.6324*脯氨酸处理110.9388*0.8367*处理210.8882*处理31注：* 极显著水平；*显著水平。由表3结果分析可知，相对电导度与可溶性糖、游离脯氨酸之间呈负相关。在相对电导度中，各处理之间呈正相关并达到显著水平，相关系数在0.6640.665之间。在可溶性糖中，各处理之间呈正相关且也达到显著水平，相关系数在0.6680.808之间，在脯氨酸中，各处理之间呈正相关并且达到极显著水平，相关系数在0.8370.938之间。在低温处理2条件下，相对电导度与可溶性糖之间呈负相关且达到显著水平，与游离脯氨酸之间也呈负相关且达到极显著水平。低温胁迫时，可溶性糖与游离脯氨酸之间呈正相关且达到显著水平。说明在低温胁迫下三个生理指标之间具有显著相关性，可以作为抗寒性生理指标来研究。3 分析与讨论3.1 根据相关显著性分析，表明相对电导度与可溶性糖、游离脯氨酸之间呈负相关且都达到显著水平；相对电导度与游离脯氨酸之间有的达到极显著水平。可溶性糖与游离脯氨酸之间呈正相关并且也达到显著水平。因而，在今后的工作中可以根据实验条件，选择其中之一作为抗寒性生理指标测定的衡量标准，以减少工作量。但在本文所测量的生理指标中，比较小麦品种抗寒性的一致性，认为相对电导度与可溶性糖含量较准确，在下结论时，一项指标有时准确性不高。因此，在利用生理指标判断品种的抗寒性时，最好选择多项生理指标进行研究6。3.2 通过对15个小麦品种进行不同低温处理后，它们的相对电导度、可溶性糖含量、游离脯氨