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低温是影响小麦生长发育的重要环境因素之一,而机械损伤是作物在田间生产中的一种常见非生物胁迫。因此,探究机械损伤对小麦叶片抗冻性的影响具有十分重要的意义。本研究采用盆栽试验方法选用扬麦16主要进行了两个试验:(1)取已全展的第9叶的叶中脉旁一侧进行机械损伤处理,再分别于2 h和12 h后将植株置于-3口C低温处理6 h。研究机械损伤对损伤叶未损伤的不同部位低温抗性的影响及其生理机制;(2)在小麦6叶一心期,对第5叶叶片中部进行机械损伤,损伤处理后12h,24 h,48 h,120 h和240 h,分别再将植株进行-2℃(白天)/-3℃(晚上)条件下的低温处理,处理时间为48 h。研究机械损伤对本叶及邻近叶低温抗性的影响及生理机制。主要研究结果如下:1.机械损伤后损伤叶未损伤部位抗冻性能力强弱为:基部>中部>顶部机械损伤后损伤叶未损伤的各部位对低温胁迫的抗性有差异,与低温处理相比较:损伤叶片经低温处理后基部叶片最大光化学效率(Fv/Fm)最大,中部次之,顶部最小;超氧阴离子(02-.)产生速率和丙二醛(MDA)含量大小为顶部最大,中部次之,基部最小,表明顶部活性氧伤害最严重;抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化氢酶(CAT)活性大小为基部最大,中部次之,顶部最小,表明基部抗氧化系统活性最强;信号转导物质过氧化氢(H202)、一氧化氮(NO)、脱落酸(ABA)含量以基部最大,中部次之,顶部最小,表明机械损伤产生的信号转导物质更多地传递到叶片基部。2.机械损伤降低了损伤叶对低温冻害的抗性机械损伤后的叶片再经低温冻害处理,与只进行低温处理的叶片相比,净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、Fv/Fm和实际光化学效率(ΦPSII)都呈下降趋势,同时热耗散(NPQ)上升,这表明机械损伤后再经低温处理的叶片光合能力下降;O2-.产生速率提高,MDA含量上升,表明产生了较多的活性氧,细胞膜受到严重伤害;同时超氧化物歧化酶(SOD)、APX、CAT和GR的活性都有所提高。上述结果表明机械损伤降低了损伤叶在低温胁迫中的光合能力,抗氧化酶活性有所升高,但未能及时清除低温产生的活性氧,膜脂过氧化伤害程度增加。3.机械损伤增强了损伤叶上位叶对低温冻害的抗性受损伤叶片的上位叶再经低温冻害处理,与只进行低温处理的对照相比,Pn、gs、Fv/Fm和ΦPSII均增加,NPQ下降,这表明未损伤的上位叶经低温胁迫处理后与低温对照相比光合能力提高;O2-.产生速率减小,MDA含量降低,表明活性氧的产生受到抑制,减轻了膜脂过氧化伤害;SOD、APX、CAT和GR活性提高,抗氧化系统活性增强;H2O2、NO和ABA含量升高,表明信号传递更加活跃。上述结果表明机械损伤增加了其上位叶对低温冻害的抗性。综上所述,机械损伤对叶片未损伤的不同部位的叶片抗冻性影响存在差异,损伤叶基部的抗冻性强于中部,中部抗冻性强于顶部。机械损伤减弱了损伤叶的光合能力,刺激了活性氧的产生,加重了膜脂过氧化程度,减弱了其低温抗性。机械损伤增加了未损伤的上位叶抵御低温的能力,具体表现在光合能力增强,活性氧的产生速率降低,膜脂过氧化程度减轻,抗氧化系统活性增加,信号转导物质增多。