【摘 要】
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研究FACE条件下大气O3浓度升高影响小麦籽粒蛋白质形成的相关生理机制,为小麦籽粒品质调优栽培提供依据.试验于2008-2010年应用FACE研究平台,采用二因素裂区设计,以O3浓度处
【机 构】
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扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室 江苏扬州225009
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研究FACE条件下大气O3浓度升高影响小麦籽粒蛋白质形成的相关生理机制,为小麦籽粒品质调优栽培提供依据.试验于2008-2010年应用FACE研究平台,采用二因素裂区设计,以O3浓度处理为主区,设O3浓度升高处理(E-O3)和正常自然环境(A-O3)两个处理,处理圈臭氧浓度为实测对照圈臭氧浓度(正常大气下臭氧浓度)的1.5倍左右;以品种为副区,供试品种为扬麦16、扬麦15、扬辐麦2号、烟农19和嘉兴002五个品种.(1)大气O3浓度升高显著提高了小麦籽粒蛋白质含量,平均增加了9.0%(2.3%~19.5%),但蛋白质积累量显著下降,平均下降了11.5%(-2.6%~20.8%);(2)大气O3浓度升高显著降低了小麦成熟期干物质的积累,平均下降了17.0%(11.9%~26.5%);花后干物质积累量平均降幅达到了34.2%(26.7%~43.1%);(3)大气O3浓度降低植株成熟期氮素积累量,平均下降了14.72%(8.6%~26.2%);花后植株氮素积累量平均降低了23.98%(0.8%~51.9%);籽粒氮素积累量平均降低了10.8%(0.2%~25.0%).(4)大气03浓度升高降低了花后籽粒中GS和GOGAT酶活性,且对前中期酶活性的影响达到了显著水平.(5)相关分析和通径分析表明,花后干物质积累量、花后氮素积累量、GS(7天)和GOGAT(7天)活性与籽粒蛋白质产量呈极显著相关关系,且花后干物质积累量对籽粒蛋白质产量的直接影响最大,其次是籽粒GS活性和GOGAT活性,花后氮素积累量的直接作用最小.FACE条件下O3浓度升高降低了小麦叶片的光合物质生产能力,导致植株成熟期和花后干物质显著降低;小麦根系活力下降,植株成熟期氮素积累量、花后氮素积累量的大幅度减少,造成了花后籽粒灌浆养分供应不足,籽粒氮素积累量下降;同时籽粒中GS和GOGAT酶活性的下降,蛋白质的合成功能下降.花后小麦籽粒蛋白质合成底物积累量和合成相关酶活性的下降,从而降低了籽粒蛋白质的积累量.
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