不同旱胁迫对春小麦生育前期抗旱生理性状的影响

王 娜，董建力

(1.宁夏师范学院，宁夏固原 756000；2.宁夏医科大学，宁夏银川 750004；3.宁夏农林科学院农业生物技术研究中心，宁夏银川 750002)



不同旱胁迫对春小麦生育前期抗旱生理性状的影响

王 娜1，2，董建力3*

(1.宁夏师范学院，宁夏固原 756000；2.宁夏医科大学，宁夏银川 750004；3.宁夏农林科学院农业生物技术研究中心，宁夏银川 750002)

摘要[目的]明确小麦生育前期旱胁迫对其抗旱生理性状的影响。[方法]在4种水分处理、不同生育期条件下测定水旱2个小麦品种的叶绿素含量和叶含水量。[结果]从分蘖到开花，叶绿素含量随着旱胁迫的增强而增加。在相同水分条件下，抗旱品种的叶绿素含量较非抗旱品种低，叶绿素含量与抗旱性关系密切。[结论]试验结果为小麦抗旱节水研究提供了参考。

关键词小麦；旱胁迫；叶绿素含量；抗旱性

我国西北干旱缺水成为小麦增产最重要的限制因素，开展小麦抗旱节水相关性状的研究对于选育抗旱、高产品种具有重要意义。叶绿素含量、旗叶含水量、离叶失水速率、脯氨酸含量等指标对水分亏缺反应敏感，常被用来作为小麦抗旱性鉴定的生理指标[1-4]。多年来，我国对小麦叶绿素的研究主要集中在小麦叶绿素含量的消长动态[5]、叶绿素荧光[6-8]等方面，在旱胁迫对小麦叶绿素含量等生理性状影响的研究较少，旱胁迫主要在小麦生育后期[9-10]，而在小麦生育前期旱胁迫对抗旱生理性状影响的研究报道极少。鉴于此，笔者研究了不同旱胁迫对春小麦生育前期抗旱生理性状的影响，旨在为小麦抗旱节水研究提供参考。

1材料与方法

1.1试验地概况2012～2013年试验地设于宁夏农业科学院农作物研究所(永宁县王太)试验基地和宁夏固原市农业科学研究所试验基地。农作物研究所试验基地海拔为1 110 m，年降雨量为150～200 mm，蒸发量为1 700～1 900 mm，土壤类型为灌淤土，含盐量为0.55 g/kg，pH 7.99。宁夏固原市农林科学研究所试验基地海拔为1 730 m，年降雨量为300～400 mm，蒸发量为1 700～1 900 mm。土壤类型为黑垆土，全盐质量为0.65 g/kg，pH 7.97。

1.2材料水地品种为“宁春4号”，宁夏灌区育成，具高产、优质、适应性强特点，在灌区主宰30年。旱地品种为“Dasidey”，澳大利亚雨养地区推广品种，具抗旱、抗病、优质。

1.3试验设计每个材料种5行，行距为0.15 m，行长为1.00 m，3次重复。设4个处理：①正常灌水(CK)，全生育期灌4水(W4)，分别为分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆初期，灌水总量为3 600 m3/hm2；②轻度旱胁迫，灌2水(W2)，分别在分蘖期、孕穗期，灌水总量为1 800 m3/hm2；③中度旱胁迫，灌1水(W1)，在拔节期，灌水总量为900 m3/hm2；④重度旱胁迫，不灌水(W0)，即雨养。试验地四周及处理间压入100 cm深的塑料薄膜以防水测渗，处理间相隔5 m，用量水堰监测灌水量。

1.4测定项目与方法

1.4.1叶绿素含量。用日本产SPAD-502型叶绿素计从分蘖期至成熟每个生育时期测1次，每次每个材料测同一天抽穗挂牌编号的10株旗叶中部，取平均值(SPAD)。

1.4.2土壤水分测定。采用时域反射仪(TDR)对不同灌水量下的土壤含水量进行监测，每个生育时期测1次，灌水前后加测1次，测定深度为0～200 cm，每20 cm 为1个测定段。

1.5数据处理采用Excel 2003和DPS3.11数据处理系统进行数据处理。

2结果与分析

2.1不同旱胁迫下叶绿素含量的变化特征由图1、图2可知，水旱2个品种在4种水分处理中总的变化趋势是分蘖期叶绿素含量开始逐渐增加，到开花期达最高值然后开始降低。从分蘖至开花期，4种灌水处理的叶绿素含量随旱胁迫的增强而增加，增加的大小顺序是W0>W1>W2>W4。从开花期到灌浆期，4种灌水处理的叶绿素含量开始降低，降低的大小顺序是W4>W2>W1>W0，从灌浆期到蜡熟期，4种灌水处理的叶绿素含量仍在迅速降低，但在降低过程中4种灌水处理的叶绿素含量出现转变，即叶绿素含量降低的大小顺序是W0>W1>W2>W4。从蜡熟期至成熟期，4种灌水处理的叶绿素含量降低更加迅速，其大小顺序是W0>W1>W2>W4，说明受旱胁迫越重，叶绿素含量降低越快。

图1　不同水分处理“宁春4号”叶绿素含量的变化

图2　不同水分处理“Drasidey”叶绿素含量的变化

2.2不同旱胁迫对叶绿素含量的影响由图3可知，从W4到W04种水分条件下水、旱2个品种的平均叶绿素含量随旱胁迫的增强而递增，水地品种“宁春4号”分别递增0.21、0.27、0.36，旱地品种“Drasidey”分别递增0.42、0.83、0.62，表明抗旱品种受旱胁迫后叶绿素含量的增加较水地品种略高。在4种水分条件下抗旱品种“Drasidey”的叶绿素含量低于非抗旱品种“宁春4号”，从W4到W0相同水分条件下抗旱品种“Drasidey”的叶绿素含量较非抗旱品种“宁春4号”分别低3.06、2.85、2.29和2.03。

图3　不同旱胁迫下叶绿素含量的差异

3讨论

关于旱胁迫对小麦叶绿素含量影响的报道很少，且旱胁迫主要在小麦生育后期，大多数研究结果认为旱胁迫导致叶绿素含量降低，光合速率减弱。该研究侧重于小麦生育前期(开花期前)旱胁迫对叶绿素含量的影响，其结果与有些报道不同，即在小麦生育前期，旱胁迫下同一品种的叶绿素含量高于正常灌水，且随旱胁迫的增强叶绿素含量随之增加，这一结果与胡颂平等[11]的研究结果一致。该研究结果中生育后期叶绿素含量逐渐降低与大多数研究结果相同，且随旱胁迫的增强，叶绿素含量降低加剧。

该研究结果还表明，不同生态区小麦品种叶绿素含量存在较大差异，旱地品种的叶绿素含量相对水地品种低，说明旱地、水地小麦品种的叶绿素含量是在特定生态条件下为了适应环境而形成的本质特性，而且叶绿素含量是由多基因控制的数量性状，受环境影响的变化而有所改变，因此，在不同水分条件下进行新品种选育，要根据当地干旱程度确定抗旱指标的量。

目前，水稻叶绿素含量已进行了QTL分析[11]，而小麦在该方面的研究还比较滞后。在不同水分条件下研究叶绿素含量与光合速率间的关系，通过QTL分析不同水分条件下叶绿素含量的分子遗传基础，将小麦高光效育种和抗旱育种结合进行，成为小麦抗旱高产育种的新课题。

参考文献

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[7] 张秋英，李发东，刘孟雨，等.水分胁迫对小麦旗叶叶绿素a荧参数和光合速率的影响[J].干旱地区农业研究，2002，20(3)：80-84.

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[9] 梁新华，许兴，徐兆桢.渗透胁迫对苗期不同品种春小麦叶片叶绿素荧光动力学的影响[J].宁夏大学学报(自然科学版)，2002，23(4)：356-358.

[10] 白志英，李存东，孙红春.干旱胁迫对小麦染色体代换系旗叶相对含水量和离体失水速率的影响[J].华北农学报，2008，23(1)：62-65.

[11] 胡颂平，梅捍卫，邹桂花，等.正常与水分胁迫下水稻叶片叶绿素含量的QTL分析[J].植物生态学报，2006，30(3)：479-486.

Effects of Different Dry Stress on Drought Resistance Physiological Trait of Spring Wheat in Early Growth Period

WANG Na1,2, DONG Jian-li3*(1. Ningxia Teachers University, Guyuan, Ningxia 756000; 2. Ningxia Medical University, Yinchuan, Ningxia 750004; 3. Ningxia Agricultural Bio-Technological Laboratory, Yinchuan, Ningxia 750002)

Abstract[Objective] To clear effects of different dry stress on drought resistance physiological trait of spring wheat in early growth period. [Method] We determined chlorophyll content and leaf water content of two varieties wheat under four different water dispose and in different growing seasons. [Result] From tillering to blossom period, the chlorophyll content increased with the increase of drought stress. Under the same water condition, compared with the non-drought resistant variety, the drought resistant variety contained lower chlorophyll content, and the chlorophyll content was closely related to drought resistance. [Conclusion] The results provide reference for study on resisting drought and saving water of rice.

Key wordsWheat; Dry stress; Chlorophyll content; Drought resistance

收稿日期2015-11-26

作者简介王娜(1982- )，女，宁夏银川人，讲师，硕士，从事抗性生理研究。*通讯作者，研究员，从事小麦抗旱生理及生物技术育种研究。

基金项目国家自然科学基金项目(31160285)；宁夏教育厅2012年普通高校科研项目。

中图分类号S 423

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)36-201-02