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小麦春季冻害是我国重要的气象灾害之一,直接影响小麦的穗数、穗粒数和千粒重,造成小麦生产上的严重减产,减产幅度达30%~50%。因此,对小麦春季低温的研究是确保小麦高产、稳产的一项基础性研究。本研究以淮麦20、陕麦139等8个生产上春季耐寒性不同的小麦品种为材,利用田间盆栽试验,探讨了春季低温胁迫下小麦生理生化反应及抗寒基因的差异表达,取得了以下重要结果:1.春季低温胁迫后,小麦抽穗期延迟2~4天,小麦单株产量明显下降,平均降幅为68.4%,淮麦20、皖麦38、西农979和矮丰3号降幅相对较小(﹤65%),陕麦139、郑麦366、小偃22和郑麦9023降幅较大(﹥70%),说明淮麦20、皖麦38、西农979和矮丰3号具有较好的春季耐寒性;春季低温胁迫后,小麦相关农艺性状变化各异,株高、穗下节长、穗茎长和成穗率呈下降趋势,穗长呈增长趋势;相关分析表明,春季低温胁迫下,小麦单株穗数和穗粒数与产量极显著正相关(P≦0.01),穗茎长与千粒重显著负相关(P≦0.05)。2.药隔期低温胁迫后,小麦叶绿素含量、叶片丙二醛(MDA)含量、SOD活性、POD活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量均有不同程度的升高,淮麦20、皖麦38、西农979和矮丰3号丙二醛(MDA)含量的增加明显小于平均增幅(30.5%),叶绿素含量、SOD活性、POD活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量的增加显著大于平均增幅(分别为17.3%、5.0%、23.7%、54.0%和16.2%),细胞膜表现出了较低的受损程度和较强的耐寒性。相关性分析和灰色关联度分析表明,药隔期低温胁迫下各生理指标的变化相互联系、相互影响,叶绿素含量、SOD活性、POD活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量与产量的关联度高、关系密切,可作为春季低温下小麦耐寒性鉴定的重要指标。3.药隔期低温胁迫下WCS120、Wcor719和WCS19基因在4个小麦品种中均有表达,且在陕229和西农979中的相对表达显著高于陕麦139和郑麦9023(高出1.0~961.9倍),其中Wcor719在耐寒型小麦与低温敏感型小麦中的表达差异较大,高出低温敏感型小麦312.7倍,说明ABA非依赖型抗寒基因在耐寒性小麦中高表达,且Wcor719是小麦表现较高耐寒性的关键基因。相关分析表明,WCS120、Wcor719和WCS19在小麦中的表达与产量降幅呈负相关(r=-0.677~-0.993**),Wcor719的表达与产量降幅的负相关性更为显著(r=-0.981*~-0.993**),更加证实了Wcor719基因在春季低温下的高表达对提高小麦耐寒性的重要作用。因此,研究小麦抗寒基因(特别是关键基因)在春季低温胁迫下表达对提高小麦春季耐寒性,确保小麦的高产、稳产具有重要意义。