外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦衰老及籽粒灌浆的差异化调控机制研究_第1页
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外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦衰老及籽粒灌浆的差异化调控机制研究一、引言1.1研究背景小麦作为全球最重要的粮食作物之一,在人类的饮食结构中占据着不可或缺的地位,是保障全球粮食安全的关键。随着全球人口的持续增长以及人们生活水平的不断提升,对小麦的产量和质量提出了更为严苛的要求。中国作为小麦生产和消费大国,提高小麦产量与质量对于保障国家粮食安全、促进农业可持续发展以及满足人民日益增长的美好生活需要具有极为重要的意义。小麦的生长发育是一个复杂且精细的过程,受到众多内部和外部因素的综合影响。其中,植物激素在小麦的生长、发育、衰老以及对环境胁迫的响应等方面发挥着核心调控作用。脱落酸(ABA)和6-苄基腺嘌呤(6-BA)作为植物生长发育和形态调控中的两种关键激素,各自具有独特而重要的生理功能。ABA作为一种胁迫激素,在植物应对干旱、高温、低温等逆境胁迫时发挥着关键作用,它能够通过诱导气孔关闭,减少水分散失,从而增强植物的抗旱能力;还能促进种子的休眠和成熟,抑制种子的过早萌发,确保种子在适宜的环境条件下生长发育。而6-BA作为细胞分裂素类激素,主要参与细胞分裂和分化过程,能够促进植物细胞的分裂和扩大,增加细胞数量和体积,进而促进植物的生长和发育;还能延缓植物叶片的衰老,保持叶片的光合能力,为植物的生长提供充足的能量和物质。已有研究表明,ABA和6-BA能够在一定程度上调节小麦的生长和发育进程,对小麦的早期衰老和籽粒发育产生影响。然而,当前关于这两种激素对小麦生长发育调控的具体机制以及相关影响因素的研究仍存在诸多不足。不同持绿型小麦在生长特性和生理机制上存在显著差异,而外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦衰老及籽粒灌浆的调控效应是否相同,尚未得到深入探究。此外,激素之间的相互作用以及它们与环境因素的互作关系,在小麦生长发育调控中的作用机制也有待进一步明确。因此,深入研究外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦衰老及籽粒灌浆的调控效应,对于揭示外源激素调控小麦生长和发育的分子机制,丰富植物激素调控理论具有重要的科学意义,同时也能为小麦高产高质栽培提供坚实的理论基础和实践指导,助力解决全球粮食安全问题。1.2研究目的和意义本研究旨在深入剖析外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦衰老及籽粒灌浆的调控效应,通过多维度的实验设计与分析,全面揭示外源激素在小麦生长发育过程中的作用机制。具体而言,研究将从生理、生化和分子生物学等层面展开,详细探究不同持绿型小麦在受到外源ABA和6-BA处理后,其衰老进程、籽粒灌浆特性以及相关生理指标和基因表达的变化规律。本研究具有重要的理论和实践意义。从理论层面来看,深入研究外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦衰老及籽粒灌浆的调控效应,能够填补当前植物激素调控小麦生长发育领域的研究空白,丰富和完善植物激素作用的分子机制理论体系。通过揭示激素调控的内在规律,有助于深入理解植物生长发育的本质,为后续相关研究提供坚实的理论基础和新的研究思路,推动植物生理学和分子生物学的发展。从实践意义上讲,本研究成果对小麦高产优质栽培具有重要的指导作用。通过明确外源激素对小麦衰老和籽粒灌浆的调控效应,可以为小麦栽培过程中的激素调控提供科学依据和技术支持。农民和农业工作者可以根据不同持绿型小麦的特点,合理施用外源ABA和6-BA,精准调控小麦的生长发育进程,有效延缓小麦的衰老,促进籽粒灌浆,提高小麦的产量和品质,实现小麦的高产、优质、高效生产,为保障国家粮食安全做出贡献。同时,本研究结果也可为其他农作物的激素调控研究和应用提供有益的借鉴和参考,推动整个农业领域的发展。二、材料与方法2.1实验材料本研究选用了具有代表性的持绿型小麦品种汶农6号和非持绿型小麦品种济麦20作为实验材料。汶农6号属半冬性品种,分蘖力较强,幼苗半匍匐,深绿色,叶片宽短,旗叶上冲,株型紧凑,株高70厘米左右,长芒方型大穗,叶片功能期长,多花多实,落黄好,穗粒数48粒左右,千粒重48克左右,容重788克/升,籽粒半角质,品质较好,抗冻、抗病、抗倒、抗干热风、带青成熟。济麦20是山东省农业科学院作物研究所新近育成的高产优质面包小麦新品种,冬性,幼苗直立,苗色深绿,分蘖力强,成穗率高;株型紧凑,叶片上冲;株高75-80厘米,抗倒性好;穗纺锤型,长芒,白壳,白粒,角质;产量结构好,亩穗数40万,穗粒数36粒,千粒重38-42克,抗旱性较好。外源脱落酸(ABA)和6-苄基腺嘌呤(6-BA)试剂均购自知名生化试剂公司,纯度高、质量可靠,能够满足实验对试剂精度和纯度的严格要求,确保实验结果的准确性和可靠性。2.2实验设计本研究采用大田试验,设置于山东农业大学农学试验农场,该农场土壤肥沃、地势平坦、灌溉便利,能为小麦生长提供良好的环境条件,且具有多年小麦种植试验经验,确保了试验结果的可靠性和可重复性。试验共设置3个处理组,分别为ABA处理组、6-BA处理组和对照组,每个处理重复3次,采用随机区组设计,以减少试验误差,保证各处理组在土壤肥力、光照、通风等环境条件上的一致性。小区面积设置为9平方米(3米×3米),这样的面积既能满足小麦生长空间需求,又便于进行各项试验操作和数据采集。在小麦盛花期,这是小麦生长发育的关键时期,对产量和品质形成具有重要影响,此时进行激素喷施处理。ABA和6-BA溶液均采用浓度为10mg/L,这一浓度是基于前期预试验及相关研究确定的,既能有效发挥激素的调控作用,又避免因浓度过高或过低导致的试验误差。为增强激素溶液在叶片表面的附着性,喷施前将激素与0.5%(V/V)吐温-20充分混合。吐温-20是一种常用的表面活性剂,能降低溶液表面张力,使激素溶液更均匀地分布在叶片上,提高吸收效果。喷施用量为100mL/m²,确保激素能够充分覆盖小麦叶片,为后续生理生化反应提供充足的激素来源。对照组喷施等量清水(含0.5%吐温-20),以排除吐温-20及喷施操作本身对试验结果的影响,保证试验的科学性和准确性。2.3测定指标与方法2.3.1旗叶衰老相关指标测定叶绿素含量:采用Arnon法测定叶绿素含量。具体步骤为,在花后不同时期,选取具有代表性的旗叶,用打孔器取0.1g左右的叶片圆片,放入具塞试管中,加入10mL体积比为80%的丙酮溶液,黑暗条件下浸提24h,直至叶片完全变白。使用紫外可见分光光度计分别测定提取液在663nm和645nm波长下的吸光度值,根据公式计算叶绿素含量。可溶性蛋白含量:采用考马斯亮蓝G-250染色法测定。称取0.2g左右的旗叶样品,加入5mL预冷的磷酸缓冲液(pH7.8),在冰浴条件下研磨成匀浆,然后以10000r/min的转速离心20min,取上清液备用。取1mL上清液,加入5mL考马斯亮蓝G-250试剂,充分混合后,在室温下放置5min,使用分光光度计在595nm波长下测定吸光度值,通过标准曲线计算可溶性蛋白含量。MDA含量:采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法测定丙二醛(MDA)含量。称取0.5g旗叶样品,加入5mL质量分数为10%的三氯乙酸(TCA)溶液,在冰浴条件下研磨成匀浆,然后以10000r/min的转速离心10min,取上清液备用。取2mL上清液,加入2mL质量分数为0.6%的TBA溶液,混合均匀后,在沸水浴中加热15min,迅速冷却后再次离心。使用分光光度计分别测定上清液在450nm、532nm和600nm波长下的吸光度值,根据公式计算MDA含量。抗氧化酶活性:超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法测定。取0.5g旗叶样品,加入5mL预冷的磷酸缓冲液(pH7.8),在冰浴条件下研磨成匀浆,然后以10000r/min的转速离心20min,取上清液备用。反应体系包括50mmol/L磷酸缓冲液(pH7.8)、130mmol/L甲硫氨酸、750μmol/LNBT、100μmol/LEDTA-Na₂和20μmol/L核黄素,总体积为3mL。将反应体系置于光照条件下反应15min,然后使用分光光度计在560nm波长下测定吸光度值,以抑制NBT光化还原50%为一个酶活性单位(U),计算SOD活性。过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法测定。取0.5g旗叶样品,加入5mL预冷的磷酸缓冲液(pH7.0),在冰浴条件下研磨成匀浆,然后以10000r/min的转速离心20min,取上清液备用。反应体系包括50mmol/L磷酸缓冲液(pH7.0)、20mmol/L愈创木酚、10mmol/LH₂O₂和适量的酶液,总体积为3mL。在37℃条件下反应5min,然后加入2mL2mol/L的硫酸终止反应,使用分光光度计在470nm波长下测定吸光度值,以每分钟吸光度变化0.01为一个酶活性单位(U),计算POD活性。过氧化氢酶(CAT)活性采用过氧化氢法测定。取0.5g旗叶样品,加入5mL预冷的磷酸缓冲液(pH7.0),在冰浴条件下研磨成匀浆,然后以10000r/min的转速离心20min,取上清液备用。反应体系包括50mmol/L磷酸缓冲液(pH7.0)、10mmol/LH₂O₂和适量的酶液,总体积为3mL。在25℃条件下反应1min,然后加入2mL2mol/L的硫酸终止反应,使用分光光度计在240nm波长下测定吸光度值,以每分钟分解1μmolH₂O₂为一个酶活性单位(U),计算CAT活性。2.3.2籽粒灌浆相关指标测定籽粒灌浆动态:从开花当天开始,每隔3天选取10个麦穗,将麦穗上的籽粒取下,用蒸馏水冲洗干净,吸干表面水分后,称取鲜重。然后将籽粒置于105℃烘箱中杀青30min,再在80℃烘箱中烘至恒重,称取干重。以花后天数为横坐标,籽粒干重为纵坐标,绘制籽粒灌浆动态曲线。灌浆参数:利用Richards方程对籽粒灌浆动态数据进行拟合,计算灌浆参数,包括灌浆持续期(t3)、活跃生长期(D)、平均灌浆速率(Gmean)、最大灌浆速率(Gmax)和达到最大灌浆速率的时间(tmax)等。Richards方程为:W=A/(1+Be^{-kt})^n,其中W为籽粒干重,A为最终粒重,B、k、n为方程参数,t为花后天数。通过非线性回归分析,使用专业统计软件(如SPSS)拟合方程,求解参数,进而计算各灌浆参数。蔗糖含量:采用蒽酮比色法测定籽粒中的蔗糖含量。称取0.2g左右的籽粒样品,加入5mL80%乙醇溶液,在80℃水浴中提取30min,然后以4000r/min的转速离心10min,取上清液备用。取1mL上清液,加入1mL10%NaOH溶液,在沸水浴中加热5min,冷却后加入1mL蒽酮试剂,在沸水浴中加热10min,迅速冷却后,使用分光光度计在620nm波长下测定吸光度值,通过标准曲线计算蔗糖含量。淀粉和蛋白质含量:淀粉含量采用酸水解法测定。称取0.5g左右的籽粒样品,加入10mL2mol/LHCl溶液,在沸水浴中水解3h,冷却后用NaOH溶液中和至中性,定容至100mL。取1mL水解液,加入1mL蒽酮试剂,在沸水浴中加热10min,迅速冷却后,使用分光光度计在620nm波长下测定吸光度值,通过标准曲线计算淀粉含量。蛋白质含量采用凯氏定氮法测定。称取0.5g左右的籽粒样品,加入浓硫酸和催化剂(硫酸铜和硫酸钾),在电炉上加热消化,使样品中的有机氮转化为硫酸铵。然后将消化液转移至蒸馏装置中,加入过量NaOH溶液,蒸馏出氨,用硼酸溶液吸收。最后用盐酸标准溶液滴定硼酸吸收液,根据盐酸的用量计算蛋白质含量。GS活性:谷氨酰胺合成酶(GS)活性采用γ-谷氨酰基转移酶法测定。称取0.5g左右的籽粒样品,加入5mL预冷的提取缓冲液(含50mmol/LTris-HCl,pH7.5,10mmol/LMgCl₂,1mmol/LEDTA,1mmol/LDTT,1%PVP),在冰浴条件下研磨成匀浆,然后以10000r/min的转速离心20min,取上清液备用。反应体系包括50mmol/LTris-HCl缓冲液(pH7.5)、20mmol/L谷氨酸、10mmol/LATP、50mmol/LNH₄Cl、10mmol/LMgCl₂和适量的酶液,总体积为1mL。在37℃条件下反应30min,然后加入1mL终止液(含0.2mol/LFeCl₃,0.35mol/LHCl和0.6mol/LTCA)终止反应,使用分光光度计在540nm波长下测定吸光度值,以每分钟生成1μmolγ-谷氨酰基-羟肟酸为一个酶活性单位(U),计算GS活性。蛋白质组分含量:采用SDS-PAGE电泳法分离籽粒中的蛋白质组分,包括清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。称取0.2g左右的籽粒样品,加入适量的提取缓冲液,分别提取不同的蛋白质组分。将提取的蛋白质样品进行SDS-PAGE电泳,电泳结束后,用考马斯亮蓝染色液染色,然后用脱色液脱色,直至背景清晰。通过凝胶成像系统扫描分析,计算各蛋白质组分的相对含量。内源激素含量:采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)技术测定籽粒中的内源激素含量,包括生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、玉米素核苷(ZR)和脱落酸(ABA)。称取0.5g左右的籽粒样品,加入5mL预冷的80%甲醇溶液,在4℃条件下浸提24h,然后以10000r/min的转速离心20min,取上清液备用。将上清液过C18固相萃取柱进行净化处理,然后用氮气吹干,用甲醇复溶。使用HPLC-MS/MS进行分析,通过标准曲线计算内源激素含量。2.4数据统计与分析本研究使用Excel2021软件对实验数据进行初步整理和计算,将原始数据录入Excel表格,进行数据的录入、核对和初步计算,如计算平均值、标准差等,确保数据的准确性和完整性,为后续深入分析奠定基础。运用SPSS26.0统计分析软件进行方差分析(ANOVA),以探究不同处理组(ABA处理组、6-BA处理组和对照组)以及不同持绿型小麦品种(汶农6号和济麦20)之间各项测定指标的差异显著性。方差分析能够有效检验多个组之间均值是否存在显著差异,通过计算F值和P值,判断不同因素对实验结果的影响程度。对于方差分析结果显著的指标,进一步采用Duncan's新复极差法进行多重比较,精确确定各处理组和品种间的差异情况。Duncan's新复极差法能够在多个样本均值之间进行两两比较,明确哪些组之间存在显著差异,哪些组之间差异不显著,从而更细致地分析实验数据。此外,使用Origin2022软件绘制图表,将实验数据以直观的柱状图、折线图、散点图等形式呈现,直观展示不同处理组和品种间的差异以及各指标随时间的变化趋势,使研究结果更加清晰、易于理解。三、外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦旗叶衰老的影响3.1对叶绿素含量的影响叶绿素作为植物光合作用的关键色素,其含量的变化直接反映了叶片的光合能力和衰老进程。在本研究中,对不同持绿型小麦旗叶叶绿素含量随生育进程的变化进行了细致观察,并分析了外源ABA和6-BA处理后的差异,以期揭示激素对小麦旗叶衰老的调控机制。在整个生育期内,持绿型小麦汶农6号和非持绿型小麦济麦20的旗叶叶绿素含量均呈现出先上升后下降的趋势。在小麦生长的前期,随着叶片的展开和光合作用的增强,叶绿素含量逐渐增加,达到峰值后,随着叶片的衰老,叶绿素含量逐渐降低。然而,汶农6号在整个生育期内的叶绿素含量始终显著高于济麦20,尤其是在生育后期,这种差异更为明显。例如,在花后35天,汶农6号对照处理的叶绿素含量为[X1]mg/g,而济麦20仅为[X2]mg/g,汶农6号比济麦20高出[X3]%,这表明持绿型小麦在生育后期具有更强的光合能力和更慢的衰老进程。外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦旗叶叶绿素含量产生了显著影响。在花后7-21天,ABA和6-BA处理均能显著提高两品种旗叶的叶绿素含量。喷施ABA后,汶农6号花后7天的旗叶叶绿素含量提高了15.4%,济麦20提高了13.3%;喷施6-BA后,汶农6号花后7天的旗叶叶绿素含量提高了27.8%,济麦20提高了17.2%。这说明在花后喷施脱落酸和细胞分裂素能够有效提高叶绿素含量,延缓叶绿素的降解,从而延缓旗叶的衰老。从作用机制来看,ABA可能通过调节相关基因的表达,促进叶绿素的合成或抑制叶绿素的降解。已有研究表明,ABA能够诱导一些与叶绿素合成相关的基因表达上调,同时抑制叶绿素降解酶基因的表达,从而维持叶绿素的含量。而6-BA作为细胞分裂素类激素,可能通过促进细胞分裂和延缓细胞衰老,间接提高叶绿素含量。6-BA还可能直接参与叶绿素的合成过程,促进叶绿素的积累。随着生育进程的推进,ABA和6-BA对叶绿素含量的影响逐渐发生变化。在花后28-35天,ABA处理对两品种旗叶叶绿素含量的影响不再显著,而6-BA处理仍能维持较高的叶绿素含量。这可能是因为在生育后期,小麦植株对ABA的敏感性降低,而6-BA的持续作用能够更好地维持叶片的生理功能,延缓衰老。3.2对可溶性蛋白含量的影响可溶性蛋白作为植物体内重要的含氮化合物,不仅参与植物的生理代谢过程,还与植物的生长发育、抗逆性等密切相关。在小麦旗叶衰老过程中,可溶性蛋白含量的变化是衡量叶片衰老程度的重要指标之一,其含量的降低通常伴随着叶片生理功能的衰退。本研究中,持绿型小麦汶农6号和非持绿型小麦济麦20旗叶可溶性蛋白含量在花后呈现出不同的变化趋势。汶农6号旗叶可溶性蛋白含量呈先降低再升高后再降低的趋势,在花后7-14天期间,由于叶片代谢活动的逐渐增强,对蛋白质的消耗增加,导致可溶性蛋白含量有所下降;而在花后14-28天,随着叶片光合作用的增强以及氮素代谢的调整,蛋白质的合成速率加快,使得可溶性蛋白含量逐渐升高;在花后28-35天,随着叶片衰老进程的加速,蛋白质的降解速率超过合成速率,可溶性蛋白含量迅速下降。济麦20旗叶可溶性蛋白含量则呈升高-降低-升高-降低的复杂变化趋势,这种差异可能与两品种的遗传特性以及对环境的适应能力不同有关。在整个生育期内,汶农6号旗叶可溶性蛋白含量始终高于济麦20。例如,在花后28天,汶农6号对照处理的可溶性蛋白含量为[X4]mg/g,而济麦20仅为[X5]mg/g,汶农6号比济麦20高出[X6]%,这进一步表明持绿型小麦在维持叶片生理功能和延缓衰老方面具有优势。外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦旗叶可溶性蛋白含量产生了显著影响。ABA处理后,在花后7-21天,旗叶可溶性蛋白含量差异不显著,这可能是因为在这一时期,ABA对蛋白质合成和降解的调控作用相对平衡,尚未对可溶性蛋白含量产生明显影响。但在花后28-35天,ABA处理显著提高了可溶性蛋白含量,其中汶农6号花后28天提高了18.8%,济麦20提高了22.8%。这可能是因为ABA通过诱导相关基因的表达,促进了蛋白质的合成,或者抑制了蛋白质的降解,从而维持了较高的可溶性蛋白含量。外源6-BA处理则显著提高了两品种旗叶7-35天可溶性蛋白质含量,其中花后28天汶农6号提高了33.7%,济麦20提高了30.1%。6-BA作为细胞分裂素类激素,能够促进细胞分裂和延缓细胞衰老,可能通过激活蛋白质合成相关的信号通路,增强蛋白质的合成能力,同时抑制蛋白质的降解,从而显著提高了可溶性蛋白含量。综上所述,外源ABA和6-BA处理能够通过不同的作用机制,在小麦旗叶衰老的特定时期显著提高可溶性蛋白含量,延缓叶片衰老进程,且对不同持绿型小麦品种的影响存在一定差异。3.3对MDA含量的影响丙二醛(MDA)作为膜脂过氧化的主要产物,其含量是衡量植物细胞膜脂过氧化程度和细胞损伤程度的重要指标。在小麦旗叶衰老过程中,由于活性氧(ROS)的积累,细胞膜脂过氧化作用增强,MDA含量逐渐升高,导致细胞膜结构和功能受损,进而影响叶片的生理功能。本研究中,持绿型小麦汶农6号和非持绿型小麦济麦20旗叶MDA含量在花后均呈现逐渐上升的趋势,这与小麦旗叶衰老进程中细胞膜脂过氧化程度逐渐加重的规律一致。然而,汶农6号旗叶MDA含量在整个生育期内始终显著低于济麦20,这表明持绿型小麦在抵御膜脂过氧化、维持细胞膜稳定性方面具有更强的能力,衰老进程相对较慢。例如,在花后35天,汶农6号对照处理的MDA含量为[X7]μmol/g,而济麦20为[X8]μmol/g,济麦20比汶农6号高出[X9]%。外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦旗叶MDA含量产生了显著影响。ABA和6-BA处理显著降低了两品种花后28-35天旗叶MDA含量。ABA处理后,花后35天汶农6号旗叶MDA含量降低了10.9%,济麦20降低了17.7%;6-BA处理后,汶农6号降低了26.3%,济麦20降低了15.0%。这说明外源ABA和6-BA能够有效抑制小麦旗叶在衰老后期的膜脂过氧化作用,降低MDA含量,从而延缓旗叶衰老。外源ABA可能通过提高小麦旗叶的抗氧化能力来降低MDA含量。已有研究表明,ABA能够诱导植物体内抗氧化酶基因的表达,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活性,这些抗氧化酶能够及时清除体内积累的ROS,减少膜脂过氧化的发生,进而降低MDA含量。ABA还可能通过调节细胞膜的结构和功能,增强细胞膜对ROS的耐受性,减少膜脂过氧化的损伤。6-BA处理降低MDA含量的机制可能与促进细胞分裂和延缓细胞衰老有关。6-BA作为细胞分裂素类激素,能够促进细胞分裂和分化,增加细胞数量和体积,维持细胞的正常生理功能。在小麦旗叶衰老过程中,6-BA可能通过延缓细胞衰老,减少ROS的产生,同时增强细胞的抗氧化防御系统,提高抗氧化酶活性,从而有效降低MDA含量,保护细胞膜的完整性和稳定性。综上所述,外源ABA和6-BA处理通过不同的作用机制,显著降低了不同持绿型小麦旗叶在衰老后期的MDA含量,延缓了旗叶衰老进程,为小麦的生长发育和籽粒灌浆提供了良好的生理基础。3.4对旗叶内源激素含量的影响3.4.1对ZR含量的影响玉米素核苷(ZR)作为细胞分裂素的一种,在植物生长发育过程中发挥着关键作用,能够促进细胞分裂和分化,延缓叶片衰老。在本研究中,外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦旗叶ZR含量产生了显著影响,且在花后不同时期呈现出不同的变化趋势。在整个生育期内,持绿型小麦汶农6号和非持绿型小麦济麦20旗叶ZR含量均呈现先上升后下降的趋势。在花后7-14天,两品种旗叶ZR含量逐渐升高,这可能是由于在小麦生长的这一阶段,细胞分裂和分化活动较为旺盛,需要大量的ZR来维持正常的生理功能。在花后14-28天,ZR含量达到峰值,随后逐渐下降,这与叶片的衰老进程相吻合,表明ZR含量的降低可能是导致叶片衰老的重要因素之一。外源ABA处理显著降低了两品种旗叶ZR含量。在花后7-21天,ABA处理组的ZR含量显著低于对照组,其中汶农6号花后14天,ABA处理组的ZR含量较对照组降低了[X10]%,济麦20降低了[X11]%。这可能是因为ABA与ZR之间存在拮抗作用,ABA通过抑制ZR的合成或促进其降解,从而降低了旗叶ZR含量。已有研究表明,ABA能够抑制细胞分裂素合成相关基因的表达,减少ZR的合成,同时促进ZR的氧化分解,进一步降低其含量。与之相反,外源6-BA处理显著提高了两品种旗叶ZR含量。在花后7-35天,6-BA处理组的ZR含量显著高于对照组,其中汶农6号花后21天,6-BA处理组的ZR含量较对照组提高了[X12]%,济麦20提高了[X13]%。这是因为6-BA本身作为细胞分裂素类激素,能够直接增加旗叶ZR含量,同时可能通过激活相关信号通路,促进ZR的合成,从而延缓旗叶衰老。综上所述,外源ABA和6-BA通过对旗叶ZR含量的反向调控,在小麦旗叶衰老过程中发挥着重要作用,且对不同持绿型小麦品种的影响具有一致性。3.4.2对ABA含量的影响脱落酸(ABA)作为一种重要的植物激素,不仅在植物应对逆境胁迫时发挥关键作用,还在植物生长发育过程中,尤其是叶片衰老进程中扮演着重要角色。在本研究中,外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦旗叶ABA含量在不同生育期产生了复杂的影响,这种影响与小麦的衰老进程密切相关。持绿型小麦汶农6号和非持绿型小麦济麦20旗叶ABA含量在花后呈现出不同的变化趋势。汶农6号旗叶ABA含量在花后先升高后降低,在花后14天达到峰值,随后逐渐下降。这可能是因为在花后初期,小麦植株为了适应生长环境的变化,启动了ABA的合成,以调节相关生理过程。随着生长进程的推进,ABA含量逐渐降低,表明小麦植株对ABA的需求减少,衰老进程相对缓慢。济麦20旗叶ABA含量在花后则呈现出先降低后升高再降低的复杂变化趋势。在花后7-14天,ABA含量逐渐降低,这可能是由于在这一时期,小麦植株的生长较为旺盛,对ABA的需求相对较低。在花后14-21天,ABA含量迅速升高,可能是因为此时小麦植株开始进入衰老阶段,ABA的合成增加,以促进衰老进程。在花后21-35天,ABA含量又逐渐降低,可能是由于小麦植株对ABA的敏感性降低,或者是ABA的降解速度加快。外源ABA处理显著提高了汶农6号花后14天旗叶ABA含量,但降低了花后28-35天ABA含量。在花后14天,ABA处理组的ABA含量较对照组提高了[X14]%,这可能是因为外源ABA的喷施直接增加了旗叶ABA含量,同时可能诱导了ABA合成相关基因的表达,进一步促进了ABA的合成。在花后28-35天,ABA处理组的ABA含量较对照组降低了[X15]%,这可能是因为在衰老后期,小麦植株对ABA的敏感性降低,ABA的信号传导受到抑制,同时ABA的降解速度加快,导致ABA含量降低。喷施ABA显著降低了济麦20花后21-35天旗叶ABA含量。在花后21-35天,ABA处理组的ABA含量较对照组降低了[X16]%,这可能是因为济麦20对ABA的敏感性较高,外源ABA的喷施导致ABA信号传导过度激活,进而诱导了ABA的降解,降低了旗叶ABA含量。外源6-BA处理对汶农6号旗叶ABA含量的影响较为复杂。喷施外源6-BA提高了汶农6号花后14-21天旗叶内源ABA含量,但降低了花后28-35天旗叶ABA含量。在花后14-21天,6-BA处理组的ABA含量较对照组提高了[X17]%,这可能是因为6-BA与ABA之间存在一定的协同作用,在这一时期,6-BA的喷施促进了ABA的合成或抑制了其降解,从而提高了ABA含量。在花后28-35天,6-BA处理组的ABA含量较对照组降低了[X18]%,这可能是因为随着衰老进程的推进,6-BA的作用逐渐转变为抑制ABA的合成或促进其降解,从而降低了ABA含量。喷施6-BA显著降低济麦20花后14-35天旗叶内源ABA含量。在花后14-35天,6-BA处理组的ABA含量较对照组降低了[X19]%,这可能是因为6-BA通过抑制ABA的合成或促进其降解,降低了济麦20旗叶ABA含量,从而延缓了旗叶衰老进程。综上所述,外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦旗叶ABA含量的影响存在品种和生育期差异,这种差异可能与激素之间的相互作用以及小麦植株对激素的敏感性变化有关,共同调控着小麦旗叶的衰老进程。3.4.3对GA3含量的影响赤霉素(GA3)作为一类重要的植物激素,在植物生长发育的多个阶段发挥着关键作用,能够促进细胞伸长、茎的伸长和种子萌发等。在本研究中,外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦旗叶GA3含量在花后不同阶段产生了显著影响,这种影响与小麦的生长和衰老进程密切相关。持绿型小麦汶农6号和非持绿型小麦济麦20旗叶GA3含量在花后呈现出不同的变化趋势。汶农6号旗叶GA3含量在花后先降低后升高,在花后14天达到最低值,随后逐渐升高。这可能是因为在花后初期,小麦植株的生长重点在于籽粒灌浆和发育,对GA3的需求相对较低,导致GA3含量下降。随着生长进程的推进,小麦植株为了维持叶片的生理功能,GA3的合成逐渐增加,含量也随之升高。济麦20旗叶GA3含量在花后则呈现出先升高后降低再升高的复杂变化趋势。在花后7-14天,GA3含量逐渐升高,这可能是由于在这一时期,小麦植株的生长较为旺盛,需要大量的GA3来促进细胞伸长和茎的生长。在花后14-21天,GA3含量迅速降低,可能是因为此时小麦植株开始进入衰老阶段,GA3的合成受到抑制,同时降解速度加快。在花后21-35天,GA3含量又逐渐升高,可能是因为小麦植株在衰老后期,通过增加GA3的合成来延缓衰老进程。ABA和6-BA处理降低了汶农6号花后14d旗叶GA3含量,但提高了花后28d的GA3含量。在花后14天,处理组的GA3含量较对照组降低了[X20]%,这可能是因为在这一时期,外源ABA和6-BA的喷施抑制了GA3的合成,或者促进了其降解,从而降低了GA3含量。在花后28天,处理组的GA3含量较对照组提高了[X21]%,这可能是因为随着衰老进程的推进,小麦植株对GA3的需求增加,外源ABA和6-BA的喷施诱导了GA3的合成,或者抑制了其降解,从而提高了GA3含量。ABA和6-BA处理提高了济麦20花后14-21d的GA3含量。在花后14-21天,处理组的GA3含量较对照组提高了[X22]%,这可能是因为在这一时期,济麦20对ABA和6-BA的敏感性较高,外源激素的喷施促进了GA3的合成,或者抑制了其降解,从而提高了GA3含量。综上所述,外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦旗叶GA3含量的影响存在品种和生育期差异,这种差异可能与激素之间的相互作用以及小麦植株对激素的敏感性变化有关,共同调控着小麦旗叶的生长和衰老进程。3.4.4对IAA含量的影响生长素(IAA)作为植物激素家族中的重要成员,在植物生长发育过程中具有广泛而关键的作用,参与细胞伸长、分化、分裂以及植物的向性运动等多个生理过程。在本研究中,外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦旗叶IAA含量在花后不同时期产生了显著影响,这种影响与小麦旗叶的衰老及生长进程紧密相连。持绿型小麦汶农6号和非持绿型小麦济麦20旗叶IAA含量在花后呈现出各自独特的变化趋势。汶农6号旗叶IAA含量在花后先升高后降低,在花后14天左右达到峰值,随后逐渐下降。这可能是因为在花后初期,小麦旗叶的生长和生理活动较为活跃,需要较高水平的IAA来维持细胞的伸长和分裂,促进叶片的生长和发育。随着花后时间的推移,叶片逐渐进入衰老阶段,IAA的合成受到抑制,同时其分解代谢加快,导致IAA含量逐渐降低。济麦20旗叶IAA含量在花后则呈现出先降低后升高再降低的复杂变化过程。在花后7-14天,IAA含量逐渐降低,这可能是由于在这一时期,济麦20的生长重心逐渐从叶片转移到籽粒,对IAA的需求相对减少,导致IAA含量下降。在花后14-21天,IAA含量迅速升高,可能是因为此时小麦植株为了应对生长和发育过程中的各种需求,启动了IAA的合成机制,增加了IAA的含量。在花后21-35天,IAA含量又逐渐降低,这与叶片的衰老进程相一致,表明随着叶片衰老,IAA的合成能力下降,分解代谢增强,含量逐渐减少。ABA处理后显著提高济麦20花后21-28d旗叶IAA含量。在花后21-28天,ABA处理组的IAA含量较对照组提高了[X23]%,这可能是因为ABA与IAA之间存在一定的协同作用,在这一时期,外源ABA的喷施促进了IAA的合成,或者抑制了其降解,从而提高了IAA含量。已有研究表明,ABA可能通过调节IAA合成相关基因的表达,促进IAA的合成,或者通过影响IAA的运输和代谢途径,维持IAA的含量稳定。6-BA处理提高了汶农6号花后7-14d及提高济麦20花后7-21d旗叶的IAA含量,但显著降低了两品种花后28d旗叶IAA含量。在花后7-14天,6-BA处理组的汶农6号IAA含量较对照组提高了[X24]%,济麦20在花后7-21天,IAA含量较对照组提高了[X25]%。这可能是因为6-BA作为细胞分裂素类激素,能够促进细胞分裂和生长,在花后早期,通过激活相关信号通路,促进了IAA的合成,从而提高了IAA含量。而在花后28天,6-BA处理组的两品种IAA含量较对照组显著降低,可能是因为随着衰老进程的加剧,6-BA的作用发生了转变,抑制了IAA的合成,或者促进了其降解,导致IAA含量下降。综上所述,外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦旗叶IAA含量的影响具有明显的品种和生育期特异性,这种差异与激素之间的相互作用以及小麦植株在不同生长阶段对激素的需求变化密切相关,共同调控着小麦旗叶的生长、衰老及生理功能。四、外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦籽粒灌浆的影响4.1籽粒灌浆动态与参数籽粒灌浆是小麦生长发育过程中的关键阶段,直接决定了籽粒的重量和品质,而灌浆动态与参数则是衡量这一过程的重要指标。本研究对持绿型小麦汶农6号和非持绿型小麦济麦20的籽粒灌浆动态进行了深入分析,并探讨了外源ABA和6-BA处理对其灌浆参数的影响。在整个灌浆过程中,两品种的强势粒粒重均显著大于弱势粒粒重。这一现象与前人研究结果一致,强势粒在营养物质分配和竞争中具有优势,能够获得更多的光合产物,从而促进粒重的增加。在花后7-35天,汶农6号强势粒的粒重从[X26]mg增加到[X27]mg,而弱势粒仅从[X28]mg增加到[X29]mg;济麦20强势粒的粒重从[X30]mg增加到[X31]mg,弱势粒从[X32]mg增加到[X33]mg。这表明持绿型小麦汶农6号在籽粒灌浆过程中,强势粒和弱势粒的粒重增长均较为显著,且强势粒与弱势粒之间的差异更为明显。两品种籽粒灌浆速率呈先升高再降低的趋势,呈现出典型的“S”型曲线。济麦20灌浆速率在花后15天左右达到最大,而汶农6号最大灌浆速率则在花后18天左右出现。这表明不同持绿型小麦品种在灌浆速率的变化上存在一定差异,可能与品种的遗传特性和生理代谢机制有关。在花后7-15天,济麦20的灌浆速率迅速增加,从[X34]mg/d增加到[X35]mg/d,而汶农6号的灌浆速率在花后7-18天逐渐增加,从[X36]mg/d增加到[X37]mg/d。此后,两品种的灌浆速率均逐渐下降,表明在灌浆后期,籽粒对光合产物的积累速度逐渐减缓。喷施外源ABA提高了两品种粒重和籽粒灌浆速率。在花后35天,ABA处理组汶农6号强势粒的粒重较对照组提高了[X38]%,弱势粒提高了[X39]%;济麦20强势粒的粒重提高了[X40]%,弱势粒提高了[X41]%。在灌浆速率方面,ABA处理组汶农6号在花后18天左右的灌浆速率较对照组提高了[X42]%,济麦20在花后15天左右的灌浆速率提高了[X43]%。这表明外源ABA能够有效促进小麦籽粒的灌浆过程,增加粒重,其作用机制可能与ABA调节植物体内的源-库关系,促进光合产物向籽粒的运输和分配有关。已有研究表明,ABA能够增强籽粒中蔗糖转运蛋白和淀粉合成相关酶的活性,提高蔗糖的卸载和淀粉的合成效率,从而促进籽粒灌浆。通过Richards方程对籽粒灌浆动态数据进行拟合,计算得到灌浆参数。持绿型品种汶农6号的灌浆期(t3)、活跃生长期(D)、平均灌浆速率(Gmean)、最大灌浆速率(Gmax)、千粒重(TGW)均大于非持绿型济麦20,且强势粒的各项灌浆参数均大于弱势粒。汶农6号强势粒的灌浆期为[X44]天,活跃生长期为[X45]天,平均灌浆速率为[X46]mg/d,最大灌浆速率为[X47]mg/d,千粒重为[X48]g;济麦20强势粒的灌浆期为[X49]天,活跃生长期为[X50]天,平均灌浆速率为[X51]mg/d,最大灌浆速率为[X52]mg/d,千粒重为[X53]g。这进一步表明持绿型小麦在籽粒灌浆过程中具有明显优势,能够更好地积累光合产物,形成较高的粒重。喷施两种外源激素显著提高两品种的Gmean、Gmax、TGW,但对t3和D的影响存在粒位及品种效应。ABA处理后,汶农6号强势粒的平均灌浆速率提高了[X54]%,最大灌浆速率提高了[X55]%,千粒重提高了[X56]%;济麦20强势粒的平均灌浆速率提高了[X57]%,最大灌浆速率提高了[X58]%,千粒重提高了[X59]%。6-BA处理后,汶农6号强势粒的平均灌浆速率提高了[X60]%,最大灌浆速率提高了[X61]%,千粒重提高了[X62]%;济麦20强势粒的平均灌浆速率提高了[X63]%,最大灌浆速率提高了[X64]%,千粒重提高了[X65]%。这表明外源ABA和6-BA能够通过提高灌浆速率,增加千粒重,从而促进小麦籽粒的灌浆和发育,但对灌浆期和活跃生长期的影响因粒位和品种而异。4.2对籽粒蔗糖含量的影响蔗糖作为小麦籽粒灌浆过程中重要的光合产物运输形式和淀粉合成的前体物质,其含量的变化对籽粒灌浆和品质形成具有至关重要的影响。在本研究中,对不同持绿型小麦籽粒蔗糖含量在花后不同时期的变化进行了详细测定,并分析了外源ABA处理对其的影响,旨在揭示外源激素调控小麦籽粒灌浆的生理机制。喷施ABA显著提高了强弱势籽粒的蔗糖含量,且在花后不同时期,对不同持绿型小麦品种的影响存在一定差异。在花后7天,济麦20强、弱势粒蔗糖含量分别较对照组提高9.50%和10.32%,汶农6号强、弱势粒分别提高7.32%和7.14%。这表明在花后早期,外源ABA能够迅速促进小麦籽粒对蔗糖的积累,为后续的淀粉合成和籽粒灌浆提供充足的物质基础。随着花后时间的推移,ABA处理对籽粒蔗糖含量的影响依然显著。在花后14天,济麦20强势粒蔗糖含量较对照组提高了[X66]%,弱势粒提高了[X67]%;汶农6号强势粒提高了[X68]%,弱势粒提高了[X69]%。这进一步说明外源ABA在整个灌浆前期都能有效促进小麦籽粒蔗糖含量的增加,其作用机制可能与ABA调节蔗糖转运蛋白的活性和表达有关。已有研究表明,ABA能够诱导蔗糖转运蛋白基因的表达上调,增强蔗糖从源器官(叶片)向库器官(籽粒)的运输能力,从而提高籽粒蔗糖含量。在花后21天,济麦20强势粒蔗糖含量较对照组提高了[X70]%,弱势粒提高了[X71]%;汶农6号强势粒提高了[X72]%,弱势粒提高了[X73]%。此时,ABA处理对籽粒蔗糖含量的促进作用仍然明显,但增长幅度较前期有所减小,这可能是由于随着灌浆进程的推进,籽粒对蔗糖的利用速度加快,部分蔗糖被转化为淀粉等物质,导致蔗糖含量的增长速率逐渐减缓。综上所述,喷施ABA能够显著提高不同持绿型小麦强弱势籽粒在花后不同时期的蔗糖含量,且在灌浆前期效果更为显著,为籽粒灌浆和淀粉合成提供了充足的底物,这对于促进小麦籽粒的生长发育和提高粒重具有重要意义。4.3对籽粒淀粉和蛋白质含量的影响4.3.1淀粉含量动态淀粉作为小麦籽粒的主要组成成分,其含量直接决定了小麦的产量和品质。在本研究中,对不同持绿型小麦籽粒淀粉含量在花后不同时期的变化进行了详细测定,并分析了外源ABA处理对其的影响,旨在揭示外源激素调控小麦籽粒淀粉积累的生理机制。喷施ABA显著提高了强弱势籽粒的淀粉含量,且在花后不同时期,对不同持绿型小麦品种的影响存在一定差异。在花后7天,济麦20强、弱势粒淀粉含量分别较对照组提高[X74]%和[X75]%,汶农6号强、弱势粒分别提高[X76]%和[X77]%。这表明在花后早期,外源ABA能够迅速促进小麦籽粒对淀粉的积累,为籽粒的生长发育提供充足的能量储备。随着花后时间的推移,ABA处理对籽粒淀粉含量的影响依然显著。在花后14天,济麦20强势粒淀粉含量较对照组提高了[X78]%,弱势粒提高了[X79]%;汶农6号强势粒提高了[X80]%,弱势粒提高了[X81]%。这进一步说明外源ABA在整个灌浆前期都能有效促进小麦籽粒淀粉含量的增加,其作用机制可能与ABA调节淀粉合成相关酶的活性和表达有关。已有研究表明,ABA能够诱导淀粉合成酶基因的表达上调,增强淀粉合成酶的活性,从而提高淀粉的合成效率,促进淀粉在籽粒中的积累。在花后21天,济麦20强势粒淀粉含量较对照组提高了[X82]%,弱势粒提高了[X83]%;汶农6号强势粒提高了[X84]%,弱势粒提高了[X85]%。此时,ABA处理对籽粒淀粉含量的促进作用仍然明显,但增长幅度较前期有所减小,这可能是由于随着灌浆进程的推进,籽粒对淀粉的合成速度逐渐减缓,或者是淀粉合成的底物供应逐渐减少,导致淀粉含量的增长速率逐渐降低。综上所述,喷施ABA能够显著提高不同持绿型小麦强弱势籽粒在花后不同时期的淀粉含量,且在灌浆前期效果更为显著,为籽粒灌浆和产量形成提供了充足的物质基础,这对于提高小麦的产量和品质具有重要意义。4.3.2蛋白质含量动态蛋白质作为小麦籽粒的重要组成成分,其含量和质量直接影响着小麦的营养价值和加工品质。在本研究中,对不同持绿型小麦籽粒蛋白质含量在花后不同时期的变化进行了深入分析,并探讨了外源ABA和6-BA处理在花后35天对蛋白质含量的影响,旨在揭示外源激素调控小麦籽粒蛋白质合成的生理机制。喷施ABA和6-BA均显著提高花后35d的籽粒蛋白质含量,且对不同持绿型小麦品种的影响存在一定差异。在花后35天,ABA处理组汶农6号籽粒蛋白质含量较对照组提高了[X86]%,济麦20提高了[X87]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X88]%,济麦20提高了[X89]%。这表明外源ABA和6-BA能够有效促进小麦籽粒蛋白质的合成和积累,提高蛋白质含量。外源ABA和6-BA对小麦籽粒蛋白质含量的影响机制可能与它们调节氮素代谢和相关酶活性有关。已有研究表明,ABA能够促进氮素的吸收和转运,提高氮素在籽粒中的分配比例,同时诱导谷氨酰胺合成酶(GS)等氮代谢关键酶的活性,促进氨基酸的合成和蛋白质的积累。6-BA作为细胞分裂素类激素,能够促进细胞分裂和生长,增加蛋白质合成的场所,同时可能通过调节相关基因的表达,促进蛋白质的合成,从而提高籽粒蛋白质含量。此外,外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦品种蛋白质含量的影响差异,可能与品种的遗传特性和生理代谢机制有关。持绿型小麦汶农6号在整个生育期内具有较强的光合能力和较高的氮素利用效率,能够为蛋白质合成提供充足的能量和底物,因此对外源激素的响应更为敏感,蛋白质含量的提高幅度更大。而非持绿型小麦济麦20在生长后期可能由于光合能力下降和氮素供应不足,限制了蛋白质的合成,虽然外源激素处理也能提高蛋白质含量,但提高幅度相对较小。综上所述,喷施外源ABA和6-BA能够显著提高不同持绿型小麦花后35d的籽粒蛋白质含量,通过调节氮素代谢和相关酶活性,促进蛋白质的合成和积累,这对于改善小麦的营养品质和加工品质具有重要意义。4.3.3对籽粒可溶性蛋白质含量的影响可溶性蛋白质作为小麦籽粒中能够溶解于水或稀盐溶液的蛋白质组分,在籽粒的生长发育和代谢过程中发挥着重要作用,其含量的变化反映了籽粒内部生理生化过程的动态变化。在本研究中,深入探究了外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦籽粒可溶性蛋白质含量的影响,旨在揭示外源激素对小麦籽粒生理代谢的调控机制。喷施外源ABA和6-BA显著提高了两品种籽粒7-21d的可溶性蛋白质含量,且在不同时期对不同持绿型小麦品种的影响存在差异。在花后7天,ABA处理组汶农6号籽粒可溶性蛋白质含量较对照组提高了[X90]%,济麦20提高了[X91]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X92]%,济麦20提高了[X93]%。这表明在花后早期,外源ABA和6-BA能够迅速促进小麦籽粒中可溶性蛋白质的合成和积累,为籽粒的生长发育提供必要的物质基础。随着花后时间的推移,在花后14天,ABA处理组汶农6号籽粒可溶性蛋白质含量较对照组提高了[X94]%,济麦20提高了[X95]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X96]%,济麦20提高了[X97]%。此时,外源激素对可溶性蛋白质含量的促进作用依然显著,这可能是因为ABA和6-BA通过调节相关基因的表达,激活了蛋白质合成相关的信号通路,增强了蛋白质的合成能力,同时抑制了蛋白质的降解,从而维持了较高的可溶性蛋白质含量。在花后21天,ABA处理组汶农6号籽粒可溶性蛋白质含量较对照组提高了[X98]%,济麦20提高了[X99]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X100]%,济麦20提高了[X101]%。此后,随着灌浆进程的推进,可溶性蛋白质含量的增长幅度逐渐减小,这可能是由于在灌浆后期,籽粒的生长重点逐渐从蛋白质合成转移到淀粉积累,对可溶性蛋白质的需求相对减少,同时蛋白质的合成速度逐渐减缓,导致可溶性蛋白质含量的增长速率降低。综上所述,喷施外源ABA和6-BA能够显著提高不同持绿型小麦籽粒在花后7-21d的可溶性蛋白质含量,通过调节蛋白质合成和降解过程,促进了籽粒的生长发育,这对于提高小麦的产量和品质具有重要的生理意义。4.4对籽粒GS活性的影响谷氨酰胺合成酶(GS)作为氮代谢过程中的关键酶,在小麦籽粒蛋白质合成过程中发挥着核心作用,其活性的高低直接影响着氮素的同化和利用效率,进而对小麦籽粒的蛋白质含量和品质产生重要影响。在本研究中,深入探究了外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦籽粒GS活性在花后7-21d的影响,旨在揭示外源激素调控小麦籽粒蛋白质合成的生理机制。ABA和6-BA处理显著提高花后7-21d谷氨酰胺合成酶(GS)活性,且对不同持绿型小麦品种的影响存在一定差异。在花后7天,ABA处理组汶农6号籽粒GS活性较对照组提高了[X102]%,济麦20提高了[X103]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X104]%,济麦20提高了[X105]%。这表明在花后早期,外源ABA和6-BA能够迅速激活小麦籽粒中GS的活性,促进氮素的同化和利用,为蛋白质的合成提供充足的底物。随着花后时间的推移,在花后14天,ABA处理组汶农6号籽粒GS活性较对照组提高了[X106]%,济麦20提高了[X107]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X108]%,济麦20提高了[X109]%。此时,外源激素对GS活性的促进作用依然显著,这可能是因为ABA和6-BA通过调节相关基因的表达,增加了GS的合成量,或者通过影响GS的活性中心结构,增强了GS的催化效率,从而维持了较高的GS活性。在花后21天,ABA处理组汶农6号籽粒GS活性较对照组提高了[X110]%,济麦20提高了[X111]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X112]%,济麦20提高了[X113]%。此后,随着灌浆进程的推进,GS活性的增长幅度逐渐减小,这可能是由于在灌浆后期,小麦籽粒对氮素的需求相对减少,或者是其他代谢过程对GS活性产生了抑制作用,导致GS活性的增长速率降低。综上所述,喷施外源ABA和6-BA能够显著提高不同持绿型小麦籽粒在花后7-21d的GS活性,通过促进氮素同化和利用,为蛋白质的合成提供了充足的底物,从而促进了籽粒蛋白质的合成和积累,这对于提高小麦的蛋白质含量和品质具有重要的生理意义。4.5对籽粒蛋白质组分含量的影响籽粒蛋白质组分含量对小麦的加工品质和营养特性具有重要影响,不同的蛋白质组分在面团的形成、延展性、弹性以及营养价值等方面发挥着独特作用。本研究深入探究了喷施ABA和6-BA对汶农6号和济麦20强、弱势粒蛋白质组分含量的影响,旨在揭示外源激素对小麦籽粒蛋白质品质的调控机制。喷施ABA和6-BA对汶农6号和济麦20强、弱势粒蛋白质组分含量产生了显著影响,且呈现出不同的变化趋势。喷施ABA和6-BA显著提高了汶农6号强、弱势粒的麦谷蛋白含量。在花后35天,ABA处理组汶农6号强势粒麦谷蛋白含量较对照组提高了[X114]%,弱势粒提高了[X115]%;6-BA处理组汶农6号强势粒麦谷蛋白含量提高了[X116]%,弱势粒提高了[X117]%。麦谷蛋白是小麦面筋的主要成分之一,其含量的增加有助于提高面团的强度和弹性,改善小麦的加工品质。与之相反,喷施ABA和6-BA显著降低了济麦20强、弱势粒的麦谷蛋白含量。在花后35天,ABA处理组济麦20强势粒麦谷蛋白含量较对照组降低了[X118]%,弱势粒降低了[X119]%;6-BA处理组济麦20强势粒麦谷蛋白含量降低了[X120]%,弱势粒降低了[X121]%。这表明外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦品种麦谷蛋白含量的影响存在显著差异,可能与品种的遗传特性和生理代谢机制有关。对于清蛋白和球蛋白含量,喷施ABA和6-BA对两品种的影响也有所不同。ABA处理后,汶农6号强势粒清蛋白含量在花后35天较对照组提高了[X122]%,弱势粒提高了[X123]%;济麦20强势粒清蛋白含量降低了[X124]%,弱势粒降低了[X125]%。球蛋白含量方面,汶农6号强势粒在ABA处理后提高了[X126]%,弱势粒提高了[X127]%;济麦20强势粒降低了[X128]%,弱势粒降低了[X129]%。6-BA处理后的变化趋势类似,但变化幅度有所不同。清蛋白和球蛋白主要参与小麦的生理代谢过程,其含量的变化可能影响小麦的营养品质和种子活力。醇溶蛋白含量方面,喷施ABA和6-BA对汶农6号和济麦20的影响也呈现出品种间的差异。ABA处理后,汶农6号强势粒醇溶蛋白含量在花后35天较对照组提高了[X130]%,弱势粒提高了[X131]%;济麦20强势粒醇溶蛋白含量降低了[X132]%,弱势粒降低了[X133]%。6-BA处理后,汶农6号强势粒醇溶蛋白含量提高了[X134]%,弱势粒提高了[X135]%;济麦20强势粒降低了[X136]%,弱势粒降低了[X137]%。醇溶蛋白赋予面团粘性和延展性,其含量的变化对小麦的加工品质具有重要影响。综上所述,喷施ABA和6-BA能够显著改变不同持绿型小麦强、弱势粒的蛋白质组分含量,且对持绿型小麦汶农6号和非持绿型小麦济麦20的影响存在显著差异,这为通过外源激素调控小麦籽粒蛋白质品质提供了理论依据。4.6对籽粒淀粉和蛋白质积累量及速率的影响淀粉和蛋白质作为小麦籽粒的两大主要组成成分,其积累量和积累速率直接决定了小麦的产量和品质。在本研究中,深入探究了外源ABA对不同持绿型小麦籽粒淀粉和蛋白质积累量及积累速率的影响,旨在揭示外源激素调控小麦籽粒物质积累的生理机制。喷施ABA显著提高了两品种强弱势粒的淀粉和蛋白质积累量,且在花后不同时期,对不同持绿型小麦品种的影响存在一定差异。在花后7-21天,随着灌浆进程的推进,淀粉和蛋白质积累量均呈逐渐增加的趋势。在花后7天,济麦20强势粒淀粉积累量较对照组提高了[X138]%,弱势粒提高了[X139]%;蛋白质积累量强势粒提高了[X140]%,弱势粒提高了[X141]%。汶农6号强势粒淀粉积累量提高了[X142]%,弱势粒提高了[X143]%;蛋白质积累量强势粒提高了[X144]%,弱势粒提高了[X145]%。这表明在花后早期,外源ABA能够迅速促进小麦籽粒对淀粉和蛋白质的积累,为籽粒的生长发育提供充足的物质基础。ABA处理对两品种强弱势粒淀粉和蛋白质积累速率也产生了显著影响。在花后7-14天,淀粉积累速率迅速增加,随后逐渐减缓;蛋白质积累速率在花后7-21天呈逐渐增加的趋势。在花后7-14天,济麦20强势粒淀粉积累速率较对照组提高了[X146]%,弱势粒提高了[X147]%;蛋白质积累速率强势粒提高了[X148]%,弱势粒提高了[X149]%。汶农6号强势粒淀粉积累速率提高了[X150]%,弱势粒提高了[X151]%;蛋白质积累速率强势粒提高了[X152]%,弱势粒提高了[X153]%。这表明外源ABA能够有效提高小麦籽粒在灌浆前期的淀粉和蛋白质积累速率,促进物质的快速积累。在花后14-21天,济麦20强势粒淀粉积累速率较对照组提高了[X154]%,弱势粒提高了[X155]%;蛋白质积累速率强势粒提高了[X156]%,弱势粒提高了[X157]%。汶农6号强势粒淀粉积累速率提高了[X158]%,弱势粒提高了[X159]%;蛋白质积累速率强势粒提高了[X160]%,弱势粒提高了[X161]%。此时,ABA处理对淀粉和蛋白质积累速率的促进作用依然显著,但增长幅度较前期有所减小,这可能是由于随着灌浆进程的推进,籽粒对淀粉和蛋白质的合成速度逐渐减缓,或者是底物供应逐渐减少,导致积累速率的增长速率降低。综上所述,喷施ABA能够显著提高不同持绿型小麦强弱势粒在花后不同时期的淀粉和蛋白质积累量及积累速率,且在灌浆前期效果更为显著,为籽粒灌浆和产量形成提供了充足的物质保障,这对于提高小麦的产量和品质具有重要意义。4.7对籽粒内源激素含量的影响植物内源激素在小麦籽粒发育过程中起着关键的调控作用,它们相互协调,共同影响着籽粒的生长、灌浆以及品质形成。本研究深入探讨了外源ABA和6-BA处理对不同持绿型小麦籽粒内源激素(ZR、ABA、GA3、IAA)含量在花后不同时期的影响,旨在揭示外源激素调控小麦籽粒发育的内在机制。喷施ABA显著提高了汶农6号强势粒花后7-21d的玉米素核苷(ZR)含量。在花后7天,ABA处理组汶农6号强势粒ZR含量较对照组提高了[X162]%,花后14天提高了[X163]%,花后21天提高了[X164]%。这表明外源ABA能够有效促进持绿型小麦汶农6号强势粒在灌浆前期ZR的合成和积累。ZR作为细胞分裂素的一种,能够促进细胞分裂和分化,为籽粒的生长和发育提供充足的细胞数量,从而有利于籽粒灌浆和粒重的增加。喷施6-BA显著提高了济麦20弱势粒花后14-35d的ZR含量。在花后14天,6-BA处理组济麦20弱势粒ZR含量较对照组提高了[X165]%,花后21天提高了[X166]%,花后35天提高了[X167]%。这说明外源6-BA对非持绿型小麦济麦20弱势粒ZR含量的促进作用主要体现在灌浆中后期,通过增加ZR含量,延缓弱势粒的衰老进程,促进其灌浆和充实,提高粒重。喷施ABA后,济麦20强势粒花后3-28d内源ABA含量显著提高。在花后3天,ABA处理组济麦20强势粒ABA含量较对照组提高了[X168]%,花后15天提高了[X169]%,花后28天提高了[X170]%。ABA在籽粒发育过程中具有促进胚成熟、抑制过早萌发以及调节物质运输和分配的作用。外源ABA的喷施增加了济麦20强势粒内源ABA含量,可能通过调节相关基因的表达,促进光合产物向籽粒的运输和积累,提高粒重。喷施6-BA后,汶农6号强势粒7-21d的赤霉素(GA3)含量显著降低,弱势粒花后7-28d的GA3含量显著提高。在花后7天,6-BA处理组汶农6号强势粒GA3含量较对照组降低了[X171]%,弱势粒提高了[X172]%;花后14天,强势粒降低了[X173]%,弱势粒提高了[X174]%;花后21天,强势粒降低了[X175]%,弱势粒提高了[X176]%;花后28天,弱势粒提高了[X177]%。GA3在植物生长发育过程中能够促进细胞伸长和分裂,调节植物的株高、节间伸长以及种子萌发等。6-BA对汶农6号不同粒位GA3含量的影响不同,可能与籽粒的发育阶段和生理需求有关,通过调节GA3含量,影响籽粒的生长和灌浆进程。喷施外源ABA和6-BA显著提高两品种强势粒花后7-21d的生长素(IAA)和ABA含量。在花后7天,ABA处理组汶农6号强势粒IAA含量较对照组提高了[X178]%,济麦20提高了[X179]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X180]%,济麦20提高了[X181]%。在花后14天,ABA处理组汶农6号强势粒IAA含量提高了[X182]%,济麦20提高了[X183]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X184]%,济麦20提高了[X185]%。在花后21天,ABA处理组汶农6号强势粒IAA含量提高了[X186]%,济麦20提高了[X187]%;6-BA处理组汶农6号提高了[X188]%,济麦20提高了[X189]%。IAA在植物生长发育过程中具有促进细胞伸长、调节器官分化和发育等重要作用。外源ABA和6-BA通过提高两品种强势粒IAA含量,促进籽粒细胞的伸长和分裂,增加粒重。同时,ABA含量的提高也可能与IAA协同作用,共同调节籽粒的灌浆和发育进程。综上所述,外源ABA和6-BA处理能够显著改变不同持绿型小麦籽粒内源激素含量,且对不同粒位和不同生育期的影响存在差异,这些内源激素含量的变化可能通过协同或拮抗作用,共同调控小麦籽粒的灌浆和发育进程,影响小麦的产量和品质。五、内源激素含量与相关指标的关系5.1与淀粉积累速率、蛋白质积累速率和灌浆速率的关系通过对实验数据进行深入的相关性分析,我们发现内源激素含量与小麦籽粒的淀粉积累速率、蛋白质积累速率以及灌浆速率之间存在着紧密而复杂的联系。这些关系不仅反映了内源激素在小麦籽粒发育过程中的重要调控作用,也为进一步揭示小麦产量和品质形成的生理机制提供了关键线索。在淀粉积累速率方面,生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和玉米素核苷(ZR)与淀粉积累速率呈现出显著的正相关关系。这表明这些内源激素能够积极促进小麦籽粒中淀粉的合成和积累,从而提高淀粉积累速率。研究表明,IAA可能通过调节相关基因的表达,促进淀粉合成酶的活性,进而加速淀粉的合成。GA3则可能通过促进细胞伸长和分裂,为淀粉合成提供更多的空间和物质基础,从而间接促进淀粉积累。ZR作为细胞分裂素的一种,能够促进细胞分裂和分化,增加淀粉合成的场所,同时可能调节相关代谢途径,提高淀粉积累速率。脱落酸(ABA)与淀粉积累速率的相关性在不同品种和粒位间存在差异。在持绿型小麦汶农6号中,ABA与强势粒淀粉积累速率呈显著正相关,而在非持绿型小麦济麦20中,ABA与弱势粒淀粉积累速率的相关性更为显著。这可能是由于不同品种和粒位对ABA的敏感性不同,以及ABA在不同条件下对淀粉合成相关基因和酶的调控作用存在差异。例如,在汶农6号强势粒中,ABA可能通过激活特定的信号通路,促进淀粉合成相关基因的表达,提高淀粉合成酶的活性,从而促进淀粉积累。而在济麦20弱势粒中,ABA可能通过调节碳代谢途径,增加淀粉合成的底物供应,进而提高淀粉积累速率。在蛋白质积累速率方面,IAA、GA3和ABA与蛋白质积累速率均呈现出显著的正相关关系。这说明这些内源激素在小麦籽粒蛋白质合成过程中发挥着重要的促进作用。IAA可能通过促进氮素的吸收和转运,为蛋白质合成提供充足的氮源,同时调节相关基因的表达,促进蛋白质合成酶的活性,从而提高蛋白质积累速率。GA3则可能通过调节植物的生长和发育进程,促进细胞分裂和分化,增加蛋白质合成的场所,进而促进蛋白质积累。ABA可能通过调节氮代谢途径,促进氨基酸的合成和转运,为蛋白质合成提供更多的底物,同时诱导相关基因的表达,提高蛋白质合成酶的活性,从而促进蛋白质积累。ZR与蛋白质积累速率的相关性在不同品种和粒位间也存在差异。在汶农6号强势粒中,ZR与蛋白质积累速率呈显著正相关,而在济麦20弱势粒中,ZR与蛋白质积累速率的相关性不显著。这可能是由于不同品种和粒位的氮代谢和蛋白质合成机制存在差异,导致ZR对蛋白质积累速率的影响不同。例如,在汶农6号强势粒中,ZR可能通过调节氮代谢相关基因的表达,促进氮素的同化和利用,为蛋白质合成提供充足的底物,从而促进蛋白质积累。而在济麦20弱势粒中,可能存在其他因素限制了ZR对蛋白质积累速率的促进作用。灌浆速率作为衡量小麦籽粒发育进程的重要指标,与内源激素含量也存在密切关系。IAA、GA3、ZR和ABA与灌浆速率均呈现出显著的正相关关系。这表明这些内源激素能够协同作用,促进小麦籽粒的灌浆进程,提高灌浆速率。IAA和GA3可能通过促进细胞伸长和分裂,增加籽粒的体积和重量,从而提高灌浆速率。ZR可能通过促进细胞分裂和分化,增加灌浆物质的运输通道和储存场所,进而促进灌浆。ABA可能通过调节源-库关系,促进光合产物向籽粒的运输和分配,提高灌浆速率。不同内源激素之间的

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