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研究小麦品种与水分和氮素之间的协调关系,对小麦生产上优选抗旱品种,充分利用水分和氮素资源,实现小麦的高产、优质、节本增效,保证我国农业可持续发展具有重要意义。本研究以抗旱性不同的小麦品种为材料,对其不同水氮处理下的生长发育规律、光合生理和产量形成特性及小麦抗旱相关基因的表达模式进行了研究,主要研究结果如下:1.供试小麦品种石麦22和济麦22在氮水平相同条件下,春季减灌(W1),小麦的株高、LAI、群体总茎数和干物质积累量随之降低。随着追氮量的增加,水分对上述群体指标的影响减小。春季正常灌水条件下(W2),济麦22的群个体性状表现优于石麦22,但是,在减灌条件下(W1),石麦22上述指标明显优于济麦22。2.在较高的供氮水平下(N2),春季正常灌水可有效地提高小麦叶片的SPAD、P_n、Tr和Gs,降低其胞间二氧化碳浓度(Ci)。供试小麦品种济麦22上述光合生理指标较石麦22表现好。春季减灌,对供试2个小麦品种上述光合生理指标的影响不同,石麦22的SPAD、P_n、Tr和Gs的降低幅度低于济麦22,尤其小麦生育后期两品种各光合指标差异显著。减灌条件下,增施氮肥,两品种的叶绿素含量、光合速率等光合指标明显得到改善。3.在相同氮水平下,减灌处理较正常灌水处理供试小麦叶片细胞保护酶(SOD、POD、CAT)活性增高,MDA含量增加,两个小麦品种以石麦22叶片中的SOD、POD、CAT活性明显高于济麦22,丙二醛含量则显著低于济麦22。这可能是生育后期由于水分亏缺导致细胞膜脂过氧化,活性氧累积,受底物浓度的诱导,细胞保护酶活性增强。4.在低氮减灌处理(W1N1)下,石麦22的产量显著高于济麦22。从产量构成因素来看,减灌条件下供试小麦品种的穗数无明显差异,穗粒数和千粒重下降,且济麦22较石麦22下降幅度大。减灌条件下,增施氮肥(W1N2),两小麦品种的产量明显得到改善,且石麦22产量较正常灌水和施氮肥处理减产(5.19%)明显低于济麦22(10.94%)。表明水分和氮肥相互协调,共同影响着小麦产量的形成。选用抗旱品种,正常供氮条件下,春季只灌拔节水为品种、水和氮肥的高效组合。5.在不同供氮水平下,NFYA-A3,NFYB-A13,NF-Y subunit C,NF-YB3,NF-YA1,NF-YA3,NFYA-D3,NFYA-A2,NF-YB5和NF-YB9等10个NF-Y家族基因的表达水平对水分亏缺的响应不同,且在不同小麦品种中的表达模式也有区别,该家族基因应答水分亏缺的机理及表达模式还有待于进一步研究。对济麦22叶片转录谱特征分析表明,在减灌条件下有1678个差异表达基因,其中有1241个基因呈现上调趋势,437个基因存在下调趋势。其中766个差异表达基因富集到252个GO功能分类中,121条差异表达基因富集在50个KEGG信号通路中。综上所述,氮素和水分影响了小麦的叶绿素合成和光合碳同化能力,同时改善小麦叶片的渗透调节能力和活性氧的清除能力,进而影响小麦产量和产量构成因素。本研究表明,选用抗旱品种,正常供氮条件下,春季只灌拔节水为品种、水和氮肥的高效组合,水肥利用效率高。对水分亏缺条件下的小麦叶片差异表达基因主要参与氧化还原、代谢和蛋白磷酸化、跨膜运输、转录调控等生物学过程,表明,差异表达基因在上述生物学过程中发挥调控功能。