小麦蜡质含量与产量关系探讨

摘要：在小麦的不同生长时期采取叶片和测定小麦的生理指标,并测定蜡质含量,分析出小麦蜡质与产量的关系,定位蜡质基因,为选育高产抗旱的品种提供依据和参数。

关键词：小麦；蜡质含量；抗旱性

中图分类号：S5 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2011）05-0290-01

小麦是世界上种植面积最广,总产量最多的粮食作物。一般研究表明,有蜡质表型的材料其抗旱节水性和产量都要高于无蜡质表型的材料。因此,研究小麦的蜡质可以为小麦的抗旱节水和产量提供参考,也为小麦的培育新的品种和抗性小麦提供基础材料。

1 实验准备

实验材料: 材料为种植于山东省农科院试验地的20种不同时期的小麦叶片。

实验试剂: 三氯甲烷：分析纯AR含量≥99.95%；

SDS：

无水乙醇：分析纯AR 密度0.7893 含量≥99.99%

液氮：温度-196℃

异丙醇：化学纯CP 分子量：60.07 g/mol 含量≥99.0%

琼脂糖：浓度:0.5%

实验仪器: 微波炉：LG-烧烤型；

电子天平：AE240；

电热恒温水浴锅：DK-S26型；

电热恒温鼓风干燥箱：DHG-9203A型；

PCR仪：梯度型 型号MG108G

光合仪：便携式光合仪 型号:80W-LI-6400XT

冠层测温仪：ST-2955便携式作物冠层测温仪

此外,还有常用仪器：烧杯若干、250ml容量瓶若干、100 ml容量瓶若干、50 ml容量瓶若干、25 ml容量瓶若干、10ml移液管、50ml移液管、漏斗、锥形瓶、滤纸、滴管、夹子、10mm玻璃比色皿、10 mm石英比色皿、移液枪及1ml枪头等。

2 实验方法

蜡质含量的测定:将20种高产小麦叶片全部剪成5CM长的小段,依次编号。将剪好的叶片在30ml氯仿中浸泡30s,把溶液过滤到已知重量的蒸发皿中,在通风柜中使氯仿挥发完后,再次称重,减去蒸发皿重量,即为蜡质含量。以单位鲜叶重计算蜡质含量,每品种重复5次,取平均。研究表明用叶圆片法测量时,切割面溶人的内脂类、叶绿素和其他可溶物质对测量叶片的表皮蜡质无明显影响,用本方法定量测定蜡质含量是可行的。

生理指标的测定：用80W-LI-6400XT光合系统仪进行光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片温度等生理指标的测定。

本实验在下午进行,这个时间段小麦正处于午休状态,光合速率及细胞间隙CO2浓度都下降,气孔限制值在升高。叶片蜡质含量高的品种光合速率、蒸腾速率、气孔导度比蜡质含量低的品种下降慢,叶片WUE维持较高的水平。说明叶片蜡质在抗早方面有重要作用。这可能因为蜡质多的品种,叶片细胞膜稳定性强,失水慢,叶片水势变化慢,气孔导度下降慢,因此保持了较高的光合速率、蒸腾速率以及WUE。同时发现蜡质含量的多少与WUE和产量呈正相关,表明在一定干早条件下,蜡质含量越高,其WUE与产量越高。

本实验研究中,叶片蜡质含量与光合速率呈正相关,与气孔导度呈弱的正相关；蜡质越多,叶温愈高,蒸腾愈强。各品种小麦蜡质与小麦的抗旱性成正比,抗旱性越强的小麦其蜡质含量越高。由图1可以看出,抗旱的品种叶片蜡质含量高,产量也较高。

通过我们长期观察发现,同一品种蜡质含量的多少和干早、高温等的胁迫程度有关。例如在接受阳光较多的边行小麦叶片等部位的蜡质一般较厚,接受阳光较少的叶片蜡质一般较薄,干旱严重的地块,叶片蜡质明显较厚,而水分状况良好的地块,叶片蜡质较薄。因此我们认为蜡质除了受遗传基因控制外,也受环境影响。蜡质可能是一种胁迫诱导表达的性状,其多少可能是胁迫程度的标志。由植物生理知识可知蜡质的分泌与渗透调节物质的产生有关,但本实验结果表明,蜡质多少和渗透调节关系不大,这可能与选用品种遗传特性有关,具体情况有待进行深入研究。

对不同类型品种来讲,叶片、茎秆、穗等部位的蜡质多少,因品种基因型不同而不同。有的抗旱品种蜡质较厚,有些抗早品种叶片蜡质较薄,叶片淡黄。另外许多水浇地品种其叶片、茎秆、穗等部位也有蜡质,并且蜡质厚的水地品种,明显抗病能力强,特别是穗部蜡质较厚的品种,抗赤霉病和白粉病等,说明蜡质与植物抗生物胁迫和非生物胁迫关系密切。

参考文献

［1］张嵩午,刘党校.小麦冠温的多态性及其与品质变异的关联［J］.中国农业科学,2007.

［2］向建华,陈信波,周小云.植物角质层蜡质基因的研究进展［N］.作物学报,2005.

［3］王子宁,郭北海,张艳敏,温之雨,爱革.蜡质小麦研究进展及其育种途径分析［N］.华北农学报,2001.

［4］黄玲,张正斌,崔玉亭,刘孟雨,柴守玺,陈兆波.小麦叶片蜡质含量与水分利用效率和产量的关系［N］.麦类作物学报,2003.