| 题名 | 不同基因型小麦对土壤水分亏缺的生理生化响应 |
| 作者 | 邵宏波 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2005 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 陕西 |
| 导师 | 梁宗锁 |
| 学位专业 | 土壤学 |
| 中文摘要 | 环境胁迫在世界范围内限制了农业生产力。这些胁迫不仅影响目前种植的作物，而且也是将作物引进到目前未被用来从事农业活动区域的重要障碍。非生物胁迫因子包括温度，盐，干旱，无氧和机械对植物的胁迫。加剧的全球变化警示条件和未来越来越异常的气候变化模式将增强这些胁迫所造成的危害。另外，全球灌溉导致的盐胁迫，高温变化和长期干旱条件均已经对作物产量产生了重要的负面影响。在世界的许多区域，水分利用性在任何缩小作物产物和潜在产量间差异的目的中都是一个首先需要考虑的必要因素。随着人口逐渐增加和恶化地球环境变化所暗示的食品生产速度下降，都表明认识植物中水分亏缺胁迫有着重要理论与实践意义。因而，开发利用和掌握部分植物（作物）对干旱的抗性已经不仅仅是一个生理学,分子生物学，或者生态学问题，而已被看作为国际经济，政治和人文方面的重要目标。现代分子生物学的发展已经导致对植物对胁迫条件的适应和响应机理有了较好的理解。对每个胁迫例子适应过程中的部分响应基因已得到鉴定。利用转基因植物过量表达或者沉默这些基因是一个有力的鉴定这些基因是否对于诱导胁迫抗性是必须的或充分的工具。然而，由于胁迫是一个数量性状，所以，不能指望利用单一基因来赋予植物（作物）高水平的抗胁迫性，必须采取综合的技术措施，包括生理学，生物化学，代谢学，分子生物学和生物技术，其中最基本和首要的是生理学方法，并且其前提是全面认识植物（作物）抗逆生理的特点与规律。本学位论文以10个不同基因型小麦（西农9-1-1-13，西农-3，西农3-2，西农4-3，YB0738，西农9337-1，小冰麦143，晋麦47，豫麦49，和小偃22）为实验材料，其中后三个基因型（品种）为对照材料，3个土壤水平胁迫处理（75%FC，55%FC，45%FC），6个重复，在采用称重法控水的基础上主要以田间盆栽实验方法为主，对上述10个小麦基因型在3个土壤水平条件下分别在苗期，分蘖期，成熟期采集与抗旱生理相关的数据从而探索不同基因型小麦的抗旱生理机制，并为植物抗旱分子机理研究提供操作平台，为节水生物学提供生理基础，为旱地农业提供科学指导。这些工作和数据主要依次包括五个方面来阐述不同基因型小麦对土壤水分亏缺的生理生化响应机制：抗氧化胁迫生理方面（POD，SOD，CAT，MDA）（第二章-第五章）；渗透胁迫生理方面（PRO，K+，可溶性糖等）（第六章）；光合与呼吸生理方面[Photo(Pn)，Cond，Tr，Ci等相关参数和叶绿素含量]（第七章）；水分生理方面（水分状况和WUE）（第八章）；生长发育和成熟逆境生理方面（生长状况，生长时期和产量）（相关章节和第九章）。相关结果与结论如下。1 被多数人接受并采用的观念与方法，既75%FC，为植物适宜的田间土壤持水量，对大部分小麦基因型是不精确的；2不同的小麦基因型有着不同的土壤水分胁迫阈值（STRESS THRESHOLD），这可能是不同植物对土壤水分胁迫产生不同生理响应的基础之一，其遗传学基础是不同基因型小麦等位基因的差异，其分子生物学基础是相应等位基因在土壤水分胁迫环境下的时空表达。这与小麦被培育与驯化产地的土壤水分环境密切相关，也与该基因型被选择的世代数有关；3 不同小麦基因型对不同土壤水分胁迫，不同发育时期，会产生不同的生理响应，但是，基本在成熟期趋于稳定，而对于湿地品种（晋麦47和小偃22）却出现相反现象；4主要抗氧化酶等相关指标显示不同小麦基因型的POD，SOD变动在600 单位左右，CAT变动在60 单位左右；5 PRO含量的变化表现出与部分小麦基因型的生长发育时期有一定的相关性;6 在小麦的整个生活史中,相关的抗氧化酶都是存在的,但是随着土壤水分胁迫强度与进程及基因型的不同,基本上出现3种(A,B,C)变化趋势;7 多数指标显示在苗期与分蘖期,多数小麦基因型集中于A,B组而在成熟期,主要集中在B组;8 相关指标还显示小麦对土壤水分胁迫的生理生化响应变化趋势在其生命周期中基本呈“迟钝-敏感-迟钝”变化规律,这与植物生长大周期曲线相一致，这是相关资料的首次报道。从高等植物协同进化及陆地植物从水生植物进化而来的角度看，这是符合常规的，此点有助于理解高等植物对多变土壤水分环境具有广泛的适应塑性；9在不同土壤水分胁迫下不同基因型小麦的光合作用参数有所差异，其差异主要表现在所测定的Photo,Cond和Tr 三个参数上而与Ci关系不大，这也是相关研究领域的首次报告，为小麦光合作用生理生化和起源研究提供了新思路；10 这些结果在结合当地的自然降雨特征与小麦不同发育时期需水规律,可为小麦生产和新品种推广,节水农业及适宜的田间水分管理提供生理学基础；11植物抗旱生理研究是当今植物生物学重要的研究领域，是全球可持续发展的理论基石，分子生物学研究并不能代替这部分工作，二者的结合将为植物抗旱生理学展示广阔的前景。 |
| 公开日期 | 2011-07-01 ; 2011-07-14 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/4047]  |
| 专题 | 水土保持研究所_水保所知识产出(1956-2013) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 邵宏波. 不同基因型小麦对土壤水分亏缺的生理生化响应[D]. 陕西. 中国科学院研究生院. 2005. |
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