小麦穗发芽生理及调控途径研究进展
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小麦的穗花发育的报告,600字
小麦的穗花发育研究报告
小麦是一种重要的粮食作物,其穗花的发育对于它的品质和收成有很大的影响。
因此,在种植小麦时,应加强对其穗花的发育过程的研究。
本文将简要介绍小麦穗花发育的主要过程。
一般来说,小麦穗花发育分为三个主要阶段:萌发期、发育期和衰老期。
萌发期是小麦穗花发育的第一阶段,需要适当的水分和温度条件。
在这个阶段,小麦穗花会经历萌发、展示、内被发育等等,从而形成初级花器官。
发育期是小麦穗花发育的第二阶段,期间出现的花器官越多,发育的花器官越完整,小麦的收获量也会相应增加。
最后,衰老期是小麦穗花发育的最后一阶段,此阶段的特征是花粉的成熟和胚珠的发育,但是花器官的数量会逐渐减少,这是由于花器官的衰老和落花所导致的。
此外,小麦穗花发育还受到外界环境因素的影响,包括温度、光照强度、水分、空气等。
如果温度过低,将影响小麦穗花的发芽,如果温度过高,将影响小麦穗花的成熟。
此外,过多的光照会使叶片变化,水分不足会降低小麦穗花的发育,而空气污染会使小麦穗花发育受阻。
因此,为了促进小麦的穗花发育,相关方面应加强对小麦穗花生长环境的控制,力求提供最适宜的种植条件,以确保小麦产量的最大化。
综上所述,小麦是一种重要的粮食作物,其穗花的发育对于它的品质和产量具有重要意义。
小麦穗花发育分为三个主要阶段,
并受到外界环境因素的影响,如温度、光照强度、水分、空气等。
因此,相关方面应加强对小麦穗花生长环境的控制,力求提供最有利的种植条件,以确保小麦的收成。
小麦穗发芽抗性机制及抗性育种研究董慧雪;陈倩;郭晓江;王际睿【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2024(57)7【摘要】穗发芽是禾本科作物籽粒在收获前于高湿环境下的穗上发芽现象,严重影响小麦的产量与品质。
种子休眠水平是影响小麦穗发芽抗性的主要因素,而往往驯化作物的籽粒休眠水平低,导致栽培小麦普遍比其野生祖先种更易发生穗发芽。
小麦穗发芽主要受外源环境(温度、湿度等)和内源植物激素(GAs、ABA、IAA、MeJA、ET、BR)的调控。
已鉴定出一批抗穗发芽材料,并克隆了一系列调控穗发芽抗性的关键基因,如PM19、MFT、MKK3、Myb10-3D、Vp1等。
通过分子标记辅助选择、人工合成小麦和CRISPR/Cas9基因编辑技术,已成功创制了抗穗发芽小麦新材料。
本文综述了小麦穗发芽抗性的遗传机制及抗性育种研究的最新进展,未来仍需继续挖掘关键穗发芽抗性基因,以生物育种的方法培育抗穗发芽小麦新品种。
【总页数】18页(P1237-1254)【作者】董慧雪;陈倩;郭晓江;王际睿【作者单位】四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室;四川农业大学农学院;四川农业大学小麦研究所;四川农业大学西南作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S51【相关文献】1.小麦穗发芽及其抗性育种2.小麦穗发芽抗性的分子机制和育种研究进展3.鄂麦352穗发芽抗性机制及抗穗发芽亲本价值分析4.茶树抗虫品种资源调查及抗性机制研究——I.茶树品种对假眼小绿叶蝉抗性的筛选、鉴定5.不同穗发芽抗性的小麦胚对ABA敏感性及抗性机制研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
小麦穗发芽是指小麦收获前遇雨或在潮湿环境中出现籽粒在田间母体植株穗上发芽的现象[1]。
小麦穗发芽受籽粒的休眠特性、激素水平及a-淀粉酶活性等自身因素和水分、温度、土壤营养等外部因素共同决定,是由多基因控制的复杂的数量性状,而且穗发芽抗性机制因品种不同而不同[2]。
小麦穗发芽会导致小麦籽粒中相关水解酶活性迅速升高,降解籽粒中的储藏物质,使容重、出粉率和面粉降落值下降,造成小麦各种食品加工品质恶化,例如:面包心黏结、色泽改变以及面条的可食口感消失等,严重的穗发芽能使小麦的加工价值和种用价值丧失[3],因此小麦穗发芽问题一直是世界各国农业研究特别是小麦育种研究的重要领域。
1小麦穗发芽的影响因素1.1籽粒休眠特性小麦籽粒的休眠期与穗发芽率呈显著的负相关,种子内源激素赤霉素(GA )和脱落酸(ABA )对种子休眠起着重要作用[4]。
GA 能够促进胚乳中储藏物代谢,可以解除种子休眠,从而诱发种子萌发。
ABA 的主要作用是对萌发进行调节,保持种子胚的发育,抑制萌发,阻止水解酶(主要是α-淀粉酶)的产生;在未成熟种子中启动休眠和导致成熟种子的休眠;保持成熟种子的休眠[5]。
GA 和ABA 在种子萌发过程中存在互作,ABA 可以直接干预GA 的合成而抑制萌发,GA 可以促进水解酶的分泌,而ABA 则起抑制作用。
α-淀粉酶合成能力不同的基因型对GA 的依赖性也不同,GA 依赖性的丧失导致籽粒中GA 含量的增加或者籽粒在未成熟时萌发,而籽粒中ABA 的含量较低时也能导致籽粒过早萌发;施用ABA 可以抑制GA 的作用,并且能触发α-淀粉酶抑制蛋白和其他一些淀粉酶抑制蛋白的合成。
ABA 可以影响禾谷类籽粒糊粉层中酶的转录,在阻碍α-淀粉酶积累的同时抑制了GA 控制的相关转录,萌发后的大麦种子在水分胁迫下,胚乳中的ABA 含量也会升高,并且诱导了α-淀粉酶抑制因子产生[6]。
1.2α-淀粉酶活性在影响小麦穗发芽产生的多种因素中,α-淀粉酶活性的高低可作为鉴定穗发芽抗性的重要指标[7]。
重要意义。
然而,目前针对盐碱地种稻的空间格局及其对区域气候的影响尚缺乏充分评估。
中国科学院东北地理与农业生态研究所土地系统遥感学科组研究人员,通过耦合地面气象观测数据、卫星遥感观测数据和区域气候模式情景模拟的方式,系统评估了吉林西部盐碱地转变为水稻田通过改变地表参数主要是叶面积指数和反照率,进而影响局地气温和相对湿度的效应和生物地球物理机制。
基于遥感观测的研究结果表明,盐碱地种稻使叶面积指数显著增加,主要集中在生长季七月和八月;受水稻田灌水的影响,盐碱地种稻会导致五、六月份反照率显著降低。
生长季内,叶面积指数和反照率对盐碱地种稻的响应差异直接影响着地表辐射过程和非辐射过程的权衡。
基于数值模拟的研究结果表明,盐碱地种稻有助于降低局地气温和增加相对湿度。
这种降温、增湿效应的幅度在生长季的不同月份表现出显著差异性,并主要体现在七、八月份,其中,盐碱地种稻会导致七月份气温降低0.66℃,相对湿度增加2.35%,八月份气温降低0.67℃,相对湿度增加2.11%。
研究人员通过剖析其生物地球物理机制发现,以蒸散降温为主导的非辐射过程在调节区域气候过程中占主导地位,而蒸散发降温与反照率增温的权衡决定了生长季内气温和相对湿度的响应差异。
该研究为盐碱地改良的效应评估提供了新的视角,盐碱地改良不仅对增加粮食产量和改善生态环境等方面具有重要作用,在调节局地气候方面具有重要价值。
相关成果发表在Remote Sensing上。
相关工作得到国家自然科学基金面上项目、国家科技基础资源调查专项子课题等资助。
(来源:东北地理与农业生态研究所)合肥研究院制备出高效绿色的抗小麦穗发芽防护剂近期,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员吴丽芳课题组在小麦穗发芽防控技术研究方面取得进展。
研究以经过修饰的天然纳米材料为主要原料制备出一种抗小麦穗发芽防护剂,该防护剂不含化学农药成分。
小麦收获期若遇阴雨或潮湿环境,会出现穗发芽。
穗发芽引起的产量损失大约在6%~10%,严重年份甚至颗粒无收。
B i n g h a i f a n g z h i一、小麦穗发芽的危害小麦籽粒萌动发芽时,籽粒内部成份将发生生理生化反应为萌动发芽提供物质和能量,据调查,发芽对小麦千粒重影响较大,导致小麦产量降低和品质下降,对生产造成较大经济损失。
萌动发芽的小麦籽粒中a-淀粉酶活性增强及含量上升,蛋白质、淀粉等储藏物质的降解,导致湿面筋含量、沉淀值、吸水率、形成时间、稳定时间、降落值等品质指标均有不同程度的下降,面筋明显劣化,影响小麦的营养和加工品质。
穗发芽的小麦虽然有一定的发芽能力,但种子活力、发芽势偏差,不能作为种用,特殊年份即使作为种子,用种量加大,成本增高。
二、影响小麦穗发芽的因素1、外部环境因素小麦收获期间遇连阴雨或空气湿度大,极易发生穗发芽,水分是小麦籽粒萌动发芽的最主要因素。
籽粒含水量、颖壳透水率和籽粒吸水速率是影响穗发芽的重要因素,研究表明吸水速率与穗发芽关系密切,吸水速率快的品种穗发芽严重。
温度高低影响小麦的休眠特性,而体眠特性将影响小麦穗发芽的抗性,因此,温度也是影响小麦穗发芽的一个主要环境因素。
2、籽粒休眠特性小麦种皮形成的休眠分为两个方面,一是种皮作为机械屏障阻止水分的吸收,限制胚根伸出;二是小麦的种皮里含有多种抑制萌发的化学物质。
种子胚的休眠机制主要包括遗传特性、内源激素调节、储藏物代谢活性等。
前人研究表明,真正的小麦胚休眠主要在发育后期获得,是通过显性遗传基因表达体现的。
受不良气候条件的影响,种子可产生二次休眠,也叫诱发休眠,有研究指出,贮藏温度高低也可以影响种子的休眠。
3、α-淀粉酶研究表明,α-淀粉酶含量及期活性的高低是鉴定穗发芽抗性的主要指标之一。
因α-淀粉酶在小麦籽粒中分布的位置不同,所以将α-淀粉酶分为两大类:一是麦芽α-淀粉酶,约占种子中α-淀粉酶活性的84%,储藏于胚乳中,分解营养物质,促进子粒发芽;二是绿α-淀粉酶,子粒形成初期时分布于外果皮和种皮内,对营养物质分解能力较弱。
小麦生长发育的分子调控机制研究小麦是我国的主要粮食作物之一,其生产一直受到环境因素的影响。
对小麦生长发育的深入研究和了解,是有效提高小麦产量和保证粮食安全的重要基础。
分子调控机制是控制生物体各种生命过程的关键,近年来,对于小麦生长发育的分子调控机制的研究也逐渐引起了重视。
一、小麦生长发育的分子调控机制概述小麦生长发育的分子调控机制主要涉及激素调控、外界环境因素调控、基因表达调控等方面。
植物激素包括吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、生长素(CK)和乙烯(Eth)等,对于小麦生长发育过程中的各种生理和形态特征发生了重要影响,其中GA、ABA、CK和IAA参与了花开、分化、分裂和胚胎发育等多个生长发育过程。
外界环境因素则需要通过生物感应信号转导通路,使植物对环境变化做出反应;基因表达调控则是指核酸分子调控植物生长发育和适应外界环境变化的过程。
二、小麦生长发育的激素调控机制研究小麦生长发育的激素调控是小麦生长发育的调控关键。
迄今为止,各类植物激素在小麦生长发育中的作用已经得到了深入的研究。
在小麦胚芽中,IAA的含量随着芽的发育而增加,在胚乳中IAA的含量则逐渐下降。
苯甲酸和AIA 1',1^2-二乙酯是小麦种子萌发的初步促进剂,对于小麦种子的萌发调节至关重要。
在研究以IAA和GA为主的细胞分裂、成长和花序发展过程中,研究发现IAA和GA对小麦的发芽、生长有着重要的作用,可以调控枝条分裂、茎叶生长和根的伸长等过程。
可见,激素在小麦生长发育中起着非常重要的作用。
三、小麦生长发育的外界环境因素调控机制研究小麦生长发育中外界环境因素调控机制研究,主要是指植物对温度、光照和水分等环境条件变化的反应机制。
针对小麦的环境适应性研究,研究者们发现外界环境因素与植物生长的发育有着密不可分的关系。
温度作为影响植物生长的重要因素之一,在小麦生长中的作用也已经得到了越来越多的关注。
例如,环境温度在春季和秋季对小麦生长发育和生产产量的影响结果显示,小麦接种种类和种子灵活组合所形成的温度适应机制,对小麦在不同环境温度下的产量和所适宜的温度范围有明显影响。
小麦穗发芽分子机理研究进展摘要:作为全球性灾害之一,穗发芽(Pre-harvest Sprouting,PHS)严重危机小麦的安全生产。
小麦穗发芽是受多种基因和环境因素影响的数量性状,前人已经发现大量与穗发芽相关的基因。
在前人研究的基础上,本文综述了小麦中穗发芽的危害、穗发芽发生的原因及其形成的分子机理,详细介绍了种子休眠特性,淀粉酶活性,水分,温度对穗发芽的影响机制。
本文还重点介绍了与穗发芽相关的H +-磷酸磷酸酶(VH-Ppase,TaVPI)基因,二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,TaDFR)基因,MYB型转录因子(MYB domain proteins,Tamyb10)基因,ABI3相互作用蛋白(AIP2)基因的研究进展。
最后,本文对目前小麦生产中存在的穗发芽相关问题及未来方向进行探讨,从而为了解穗发芽的分子机理和抗穗发芽育种提供一定的借鉴。
关键词:小麦;穗发芽;分子机理;研究进展1小麦穗发芽的危害小麦穗发芽是近几年来经常发生的灾害,具有普遍性。
全球范围内都有,澳大利亚,日本,加拿大尤其严重。
我国的小麦主产区也较严重,在长江,淮河附近的地区近几年发生的频率较高。
南方春麦区平均一到两年就会发生一次,黄淮麦区种植的白皮小麦的抗穗发芽水平低也容易发生。
因为近几年灾害性气候发生频繁,穗发芽有逐年加重的趋势。
小麦穗发芽一方面严重影响小麦的产量,发生穗发芽危害的地块的产量一般会降低10%,严重的年份甚至更高。
二影响籽粒的品质,收购价格低,穗发芽会产生有毒物质,不能用作食用和磨粉。
发芽时籽粒中的有机物质被水解酶水解,有机物质的含量下降。
口感变差不适合制作面包等制品。
同时,小麦磨粉的出粉率也降低。
三小麦的穗发芽会影响小麦的储存和来年的出苗率。
2小麦穗发芽的影响因素小麦穗发芽现象是一个受多种因素作用的复杂数量性状。
它包括小麦籽粒的内部因素和环境因素。
环境因素包括水分情况,土壤条件,光照,气温等。
植物源发芽抑制物质对小麦穗发芽的抑制效应及抑制机理研究本文研究了用不同提取方法提取的植物源发芽抑制物质YS和GP的不同浓度浸提液对小麦穗发芽的抑制效应及其抑制机理。
2004~2006年利用三个生长季节,选用YS和GP两个植物源发芽抑制物质获得的YS和GP浸提液对豫麦51号、偃4110、豫麦49号、矮抗58、矮丰66等5个小麦品种进行了籽粒发芽、穗发芽试验和田间试验,测定了YS和GP对小麦籽粒发芽和穗发芽的抑制效应,并对其抑制机理进行了探讨性研究。
结果表明:YS和GP浸提液具有对小麦籽粒发芽抑制效应,处理后24h-32h,对小麦籽粒萌动的相对抑制率均再90%以上,对小麦籽粒发芽的相对抑制率均为100%,处理48h后,对小麦籽粒萌动的相对抑制率分别79.52%和83.83%,对小麦籽粒发芽的相对抑制率分别为94.98%和90.72%,以后随着时间的延长抑制效果稍减弱,说明YS与GP具有显著、作用迅速而持久的发芽抑制效果。
YS和GP浸提液对小麦发芽的抑制效果存在剂量效应,YS和GP浸提液的质量浓度与小麦籽粒发芽率存在负相关关系,GP浸提液质量浓度以240g/L至280g/L的抑制效果最好,YS浸提液质量浓度以280g/L的抑制效果最好,抑制作用在不同小麦品种间的差异不显著。
在小麦成熟前不同时间YS和GP浸提液进行田间处理,收获前2d喷施对小麦穗发芽的抑制作用最强,且小麦种子的千粒重在处理与对照之间无显著差异。
因此YS和GP可以在不同小麦品种上应用。
用不同方式获得YS和GP浸提液对小麦发芽的抑制效应存在显著差异,GP以浸泡2天获得的浸提液抑制效果最好;YS用不同方式获得的浸提液抑制效果表现为:乙醚萃取法>甲醇萃取法>沸水煎煮法>蒸馏水浸泡法,考虑到成本和应用效果可用浸泡法提取GP浸提液,用沸水煎煮法提取YS浸提液。
利用HPLG 分离鉴定出YS和GP浸提液含有水杨酸、间苯三酚、香豆素和阿魏酸4种酚类化合物,其中水杨酸含量最高。