寒地冬小麥反青期低溫響應的生理特性與蛋白質(zhì)組分析.pdf

1、黑龍江省地處高寒地區(qū)，冬季嚴寒而漫長，極端低溫在-25℃～-50℃，春季氣溫變化大，倒春寒天氣頻繁發(fā)生，所以一直是冬小麥種植的禁區(qū)。返青期的倒春寒是危脅寒地冬小麥越冬返青主要災害之一。許多冬小麥品種只表現(xiàn)出冬季抗寒能力強的特點，而在恢復生長后，抗寒力下降過快，表現(xiàn)出不能適應高寒地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的倒春寒逆境的缺陷。因此，研究冬小麥在返青期抗寒能力隨溫度變化的生理生化反應的規(guī)律，對于培育適應這類高寒地區(qū)冬小麥品種意義重大。本研究以5個冬小麥品種

2、為材料進行田間和實驗室試驗，研究返青期低溫脅迫下冬小麥葉鞘生理生化特性的變化以及抗凍蛋白的表達分析，旨在為小麥抗寒性育種提供理論依據(jù)和鑒定方法。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.田間條件下越冬返青率最高的是東農(nóng)冬麥1號為85％，東農(nóng)358最低為45%，其余三個品系東農(nóng)375、東農(nóng)512、東農(nóng)600依次為65%、71%和75%，東農(nóng)冬麥1號抗寒性最高，東農(nóng)358抗寒性最低；東農(nóng)冬麥1號室內(nèi)模擬倒春寒條件下存活率變化趨勢是：隨著溫度的下

3、降和處理時間的增加返青率呈現(xiàn)降低的趨勢，0℃處理和-3℃處理對返青率基本沒有影響，從-6℃處理開始返青率開始低于87%，在-15℃/12h處理時返青率僅為23%。
　　 2.東農(nóng)冬麥1號返青期分蘗數(shù)和新生根數(shù)最多，抗寒性差的東農(nóng)358品種則較少。東農(nóng)冬麥1號根系活力在各個取樣時期均高于其他品系。根系活力高低與返青率有直接相關(guān)。
　　 3.倒春寒使植株電導率值增大，并有隨著處理溫度的降低和處理時間的增加而逐漸增大的趨勢。同

4、一溫度和時間處理下葉片的電導率值大于葉鞘的電導率值。
　　 4.返青期不同取樣日期內(nèi)MDA先升高后降低的變化趨勢，返青率最低的東農(nóng)358MDA含量始終處于較高水平，返青率最高的東農(nóng)冬麥1號則相反。MDA含量與返青率呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.3592。返青期MDA含量與POD呈極顯著相關(guān)，MDA含量與GSH活性和AsA活性呈極顯著相關(guān)。
　　 5.在返青期內(nèi)，隨著冬小麥恢復生長時間的延長，各參試品系的可溶性蛋白含量均呈

5、先升高后降低的趨勢，但不同品種(系)間可溶性蛋白含量差異顯著?？扇苄缘鞍缀颗c返青率之間相關(guān)不顯著。
　　 6.返青期細胞內(nèi)SOD和POD呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，SOD和返青率顯著相關(guān)，POD和返青率相關(guān)不顯著，越抗寒的品種細胞內(nèi)SOD活性越高，SOD活性是影響冬小麥返青率的重要因素，直接通徑系數(shù)為0.6101。AsA和GSH是植物細胞重要的抗氧化劑，發(fā)生低溫脅迫時AsA和GSH含量均升高，但AsA和GSH對返青率的影響不明

6、顯。
　　 7.模擬倒春寒低溫脅迫下東農(nóng)冬麥1號葉鞘處產(chǎn)生26個差異蛋白，其中重復出現(xiàn)的6個差異蛋白分別為脂肪氧化酶、二硫化物異構(gòu)酶、核酮糖1，5-二磷酸羧化酶、S腺苷甲硫氨酸合成酶、UDP葡萄糖焦磷酸化酶和真核生物起始因子4F。冷凍后再恢復生長，東農(nóng)冬麥1號參與葡萄糖合成和脂肪代謝的酶的表達量增強，而參與蛋白質(zhì)翻譯的真核翻譯起始因子和調(diào)節(jié)蛋白功能的二硫化物異構(gòu)酶的表達量降低。-6℃/12h低溫處理下，參與蛋白質(zhì)翻譯的真核翻譯起