灌浆期高温对小麦旗叶与非叶器官光合和抗氧化酶活性的影响

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1、作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2015,41(1):136144http://zwxb.chinacrops.org/ISSN0496-3490;CODENTSHPA9E-mail:xbzw@chinajournal.net.cnDOI:10.3724/SP.J.1006.2015.00136灌浆期高温对小麦旗叶与非叶器官光合和抗氧化酶活性的影响*张英华杨佑明曹莲郝杨凡黄菁李金鹏姚得秀王志敏中国农业大学农学与生物技术学院/农业部农作制重点开放实验室,北京100193摘要:为揭示小麦叶与非叶器官抗氧化系统对灌

2、浆期高温胁迫的反应特征,探讨不同品种和不同器官耐热性差异机制,以小麦强耐热品种石家庄8号和弱耐热性品种河农341为材料,于灌浆期用塑料膜搭棚进行增温处理(花后第8天至第22天),研究高温胁迫对旗叶光合速率(Pn)、叶绿素含量、旗叶和非叶器官中丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。高温处理下,两品种Pn比正常温度下(对照)低18.7%~24.9%,叶绿素含量低5.7%~6.2%;旗叶、旗叶鞘、穗下节、颖片和籽粒的MDA含量和Pro含量均升高,其中M

3、DA升高幅度为旗叶>非叶器官,Pro升高幅度为非叶器官>旗叶。旗叶、颖片、籽粒的SOD活性和旗叶、旗叶鞘、籽粒的CAT活性以及旗叶、旗叶鞘、颖片的POD活性在高温胁迫初期即诱导增强,而其他器官的抗氧化酶活性则在高温持续一段时间后诱导增强,之后随着高温的持续各器官抗氧化酶活性多表现为低于对照,高温解除后旗叶鞘、穗下节、颖片的SOD活性和旗叶、颖片、籽粒的POD活性有恢复迹象,高温对其他器官的SOD和POD活性以及所有器官的CAT活性造成不可逆影响;总体来看,非叶器官持续抗氧化能力和耐热性强于叶片。石家庄8号叶与非叶器官细胞膜稳定

4、性、抗氧化酶活性均高于河农341,显示其整株耐热性强于河农341,这是石家庄8号在高温胁迫下产量下降幅度低于河农341的重要生理基础。因此认为,非叶器官在小麦适应灌浆期高温逆境中发挥重要作用。关键词:小麦;高温处理;叶与非叶器官;抗氧化酶活性;耐热性EffectofHighTemperatureonPhotosyntheticCapabilityandAntioxidantEn-zymeActivityofFlagLeafandNon-leafOrgansinWheatZHANGYing-Hua,YANGYou-Ming,CA

5、OLian,HAOYang-Fan,HUANGJing,LIJin-Peng,YAODe-Xiu,*WANGZhi-MinKeyLaboratoryofFarmingSystemofMinistryofAgriculture/CollegeofAgronomyandBiotechnology,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,ChinaAbstract:WinterwheatinNorthChinahasbeensubjecttohightemperaturestressdur

6、inggrainfilling.Thepurposeofthisstudywastodeterminetheeffectofhightemperatureonthephotosyntheticcapabilityofflagleafandtheantioxidantsystemofflagleafandnon-leaforgansinwinterwheatcultivarsShijiazhuang8(toleranttohightemperature)andHenong341(sensitivetohightemperatur

7、e).Hightemperature(HT)stresswasimposedwithaplasticshedfromthe8thtothe22nddayafteranthesis,andnor-maltemperaturewasusedasthecontrol.UnderHT,thephotosyntheticrateandchlorophyllcontentofflagleafdecreasedby18.7%–24.9%and5.7%–6.2%,respectively;whereasthemalodialdehyde(MD

8、A)andproline(Pro)contentsinflagleafblade,sheath,peduncle,glumeandgrainincreasedindifferentlevels.TheincreasedpercentageofMDAwashigherinfla