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1、2 0 0 3 年全国作物遗传育种学术研讨会论文集 ，= L 一 高粒叶比小麦品种济麦1 9 高产机理探讨半 刘爱峰宋建民 李豪圣刘建军 赵振东吴祥云 ( 山东省农业科学院作物研究所，济南，2 5 0 1 0 0 ) 擅要对不可粒叶I ：L I j 勺济麦1 9 和鲁麦1 4 群体发展动态、十物质积累和衰老特点进行比较研究，害i ! f 果表叫： 商粒n - I 比的济安1 9 无效分蘖少，茎紫动态变化，卜缓，茎蘖成穗率商；绿叶面积持续期长- 旗叶功能期K ：n l 绿索降解较慢，活性钒清除系统中超氧化物岐化酶( s O D ) 、过氧化氖酶( C A T ) ，过氧化物酶( P O D )
2、等酶活 性市R 对较高，觑叶细胞受伤害程度较小，椭二醛( M D A ) 量较低，旗州衰老较世t 光台速率高，十物质积 累盥人，籽粒灌浆速率商、时间蚝粒囊增长快，从而体现丁源库流的协调一致。神：株型育种中廊潍鼋商粒叶比 品种的选择。 关键词济麦1 9 粒叶比生理基础群体发艘十物质 衰老酶活性 自作物产蜮形成的源库理论( s o u c e 蕊也西r y ) 建立以来，源库观点就常常被m 作探索作物商产的 途径m 4 I 。在源库理论基础上，凌启鸿等提出了“粒叶比”( 粒重m g n l 面积c m 2 ) 这一指标，用以衡苗 和反映作物群体源库是否协调，并推断当叶面积达到一定限度时，提高“粒州
3、比”可继续提高产量。山东 省农业科学院作物研究所成功地运用粒叶比指标选育出高粒叶比的高产优质面条小麦新鼎种济麦1 9 号， 丁2 0 0 1 年和2 0 0 3 年分别通过山东省和国家常定，面条品质优良，该品种现已成为山东省小麦主栽品种， 全国第二火品种，2 0 0 1 年秋播面积已达到8 0 8 1 0 1 h m 2 ，实打验收产墩超过9 7 5 0 K g h m 2 。 衰老现象普遍存在，认识衰老原冈。，延缓衰老进程，对丁提高农作物謦撼二艮脊重要意义。，叶片衰老过 程中伴随着各种生理生化变= 化，其中n _ 绿素的逐渐丧火是最明显的特点，同时伴随有活性氧清除系统的变 化、蛋白质水解、原
4、生质膜透性变化、光合速率变化等【6 l 。探明其有利于高产的生理变化及延缓衰老的生 理机制，可为小麦高产育种提供一定的理论指导。 t 本文对高粒叶比高产的优质面条小麦济麦1 9 进行了一系列试验研究以期为小麦株型育种提供相廊 的理论依据。 1 材料与方法 ，“ 、 o 。 。； 、 ， ? 1 1 材科” 。， 采H j 济麦t g 和鲁麦1 4 ( 对熙) ，在山朱省农业科学院作物研究所试验地进行。试验小区行长4 m ，行 距0 2 5 m ，统一田间管理。“基本苗为：1 8 0 ) h m 2 ，重复3 次，小区随机排列。 1 2 测定内窖与方法， 。、， 1 2 I 群体进程丁拔+ 仃期
5、、挑旗期、孕穗期、开花期、灌浆期、花后2 0 天、成熟期调卉群体举蘖数、 绿”1 面积及地上部干物重j 、 。“z ；+V+r 1 _ 1 2 2 叶绿蒹含量、旗竹凳全展，爷船；j 建潦歼时匍一致的单嗥5 0 隧胯，r 用臼, , 产S P A D 5 0 2E 岍| 绿素计 每7 大测定1 次，直至成熟。 1 2 3 光合速率( P n ，u m o l m 2s 。骑糍泉熙英匿j 鞋鲍公i 魄产的J 上A o 叠4 便携式光台测定系统测定。 1 2 4 籽粒灌浆速率开花至成熟母5 天墩样l 一次，每次每处理取1 0 个单攀，划粒烘干厉测定籽粒干重。 1 2 5 酶活性开花席每5 天r 次，
6、谶大： I 、基本一致的磺叶5 0 6 片取同迅速在液氮中冷冻，研磨提取酶 液，_ L = f 以测定超氧化物岐化酶( S O D ) 、过氧化氢酶( C A T ) 、过氧化物酶( P O D ) 的活性及i 可二醛( M D A ) ! 塑! 主全里堡竺望堡塑登堂垄翌! 堡垒丝奎叁 一一 含鼙。S O D 活性的测定按S t e w a r t 等的方法4 1 ，C A T 滔性的测定根塌C h a n C e 方法2 1 ，M D A 禽蛙的测定根 据H e a t h 等的方法，P O D 活性的测定采用愈创木酚法l 。 1 3 统计分析 1 3 1 粒叶比粒叶比= 穗粒重，( 旗叶+
7、 倒二州面积)单位：m g Jc m z 13 2 _ 【 统计软l ：包进行差异性检验，J H ；| e x c e l 系统进行绘幽分析a 2 结果与分析 2 1 差异显著性检验 对供试鼎种的粒叶比和产鬣进行差异显著性检验( 三次重复的平均值) 结果见表l 。 济麦1 9 的粒叶比平均值为3 8 7 5m e r a 2 ，显著地高丁对J l I 【晶种鲁麦1 4 的粒叶比平均值，济麦1 9 的 平均产培显著高于对照品种鲁麦1 4 的平均产量，差异均达5 显著水平。 以上分析表明高粒叶比晶种济麦1 9 具有较高的产鬣水平，本文以F 将对其群体发展动态、物质积累 和衰老特点进行分析。 囊lt
8、 t 叶比置产鼻蕾性比奠 济壹1 9 I 7 7 姻1 5 8 53 & 符a5 H 3a 芏t 不蚪字母襄泳5 稚弊显蓍 2 2 群体发晨动态与：T - q u m n 曩 2 2 1 群体发展动态 2 2 1 1 群体攀蘖消长动态 从幽l 可以看山济麦1 9 拔节后群体 华蘖动态变化比较平缓，笨蘖数明显低予龠 麦1 4 但抽穗开花后前者的有效穗数高于后 者表现山依靠士蘖、人蘖成穗及成穗率高 的特点。济麦1 9 群体的无效分蘖少自动调 节能力较强，有利于高光效群体的形成。 2 2 I 2 群体翠蘖成穗率 1 “ 1 毒 疆 等 1 0 j 。 j j 8 0 j 7 0 6 0 ； 5 0
9、t 0 ，_ - J i m a i1 9 0 - - L u m a i1 4 一。一一 、 E 1 0 n p t i o n B o o t i n gs t q e A n t h e s i s 生育时期G r o w i n gs t a g e 圈1 群体变化动态 F i g1C h a n g e so fp o p u l a r i o nt i l l e r s 由表2 可以看出济麦1 9 和鲁麦1 4 的群体颦蘖成穗率存在显著差异，济麦1 9 的誉蘖成穗率显并高 丁鲁麦1 4 的，前者的成穗率比后者的高9 9 7 个百分点群体鉴鬃成穗宰裹，有刹于形成较多的单位面积 穗
10、数及获得较高的产龄。 ”甚_I一召【暑毒 2 0 0 3 年全国作物遗传育种学术研讨会论文集 2 2 1 3 群体绿叶面积发展动态 由幽2 可以看山，拔：1 i 后群体绿叶 叶面积的变化是先上升，到挑旗期至开 花期达最火，成熟期开始F 降。不同粒 叶比群体的绿叶面积变化动态不同。济 麦1 9 的绿叶面积在摧个生长发育过程 中始终高丁鲁麦1 4 。尤其是籽粒灌浆 至成熟期维持了较人的绿叶面积，能形 成更多的光合产物充实籽粒。叶顽积达 最人后变化较平缓，绿叶面积较大，且 持续期长能延欧群体的光合时间。增 强群体的光合能力，合成更多的光合物 质，提高群体的光能利用率。 2 2 2 干物质积累 2 2
11、 2 1 地上千物质积累动态 对拔节至开花期单位面积千物质积累动 态变化进行分析( 图3 ) 看出，拔节至挑旗期 济麦1 9 单位面积干物质积累量急剧增加，而对 照鲁麦1 4 相对较慢。至挑旗期两品种单位面积 干物质积累蛀差异达最火值，相差3 5 8 8g m 2 ， 说明济麦1 9 挑旗前营养生长旺盛，挑旗至扬花 期干物质积累较为平缓。但绝对积累量仍明显 高于鲁麦1 4 。济麦1 9 光合产物积累多潜在 源火，_ l = I j 于籽粒灌浆的物质较多。有利于形成 高的产麓，为高产稳产打下了良好的物质基础。 2 2 2 2 籽粒潦浆动态 图4 表明两品种的籽粒灌浆速率基本显 止态分布。开花后5
12、 1 0 天籽粒灌浆速率较低，属 籽粒形成阶段之后，漱浆速率急剧上升花后 2 0 犬籽粒滞浆速率达高峰，到花后3 0 天籽粒重 基本稳定。济麦1 9 和释麦1 4 的灌浆速率分别从 开花J 亓l O 天和1 5 天开始急剧上升，前者比屙者 提前5 天，且潦浆速率始终相对较高。潮浆持续 期K ，滞浆速率较高是济麦1 9 高产的主要原因之 3 彗 弘 羞 喜l 昌 重o 、 M a t u r i t y 1 9 1 4 E l o n g a t i o nB o o t i n gA n t h e s i s s t a g e ! 睛时期G r o w i n gs t a g e 0 L
13、 幽3 半物质积鬃动态 F i g3C h a n g e so fd r ym a t t e r 5i 01 52 02 5 3 0 花后无最D a y sa f t e ra a t h e s i S 图4 籽粒灌浆动态 F i 9 4C h a n g e so fg r a i n f i l i i n gr a t e ；乌 ：2 m H日og_I E 伽 蝴 咖 啪 啪 m 枷 一目3盖t舢；言 5 5 4 4 一f口，t_ ! ! ! ! 生全望堑塑望堡堕登主查婴塑垒丝苎堡 2 223 群体光合速率的变化 由幽5 可看出，两品种的群体光合速率均 在开花前卜1 0 天达到最人
14、值，之后开始缓慢下 降，开花后2 0 天迅速F 降。在籽粒形成期( 花 后1 5 天) 和滞浆期( 花后1 5 3 0 天) 济麦1 9 维持r 较高的群体光合速率，而且其F 降幅度 明显低丁鲁麦1 4 的F 降幅度，表现出群体光合 速率高、光合功能期& 、光合能力强和光合产 物高的特点。 2 3 叶绿素及活性氧清除系统酶活性的变化 2 3 1 叶绿素含量的变化 叶绿素的逐渐丧失( 即州片颜色由绿变黄) 是小麦叶片衰老最明显的特点。试验袭明( 图 6 ) 两品种挑旗后旗叶叶绿素含量均随挑旗后天 数增加而降低。挑期后2 8 天以前，旗叶时绿素 含鼙降低幅度较小，变化平缓。挑旗后2 8 天以 后，
15、二者旗叶叶绿素含擞下降幅度存在明显差 异。鲁麦1 4 旗叶叶绿綮含最的缓降期为挑旗后 2 8 大，而济麦1 9 的缓降期为挑旗后3 5 天( 5 月2 2 日左右) ，而此时已是籽粒的乳熬末期。 乳熟期怂小麦滞浆强度最高的时期，济麦l 譬缓 降期的置芷K 也就意味着延K 了其籽粒的高强度 浠浆时间，从而有利丁粒重的增加。同时，挑 旗厉2 8 犬前，鲁麦1 4 旗叶叶绿索含量明显高 丁济麦1 9 ，之后迅速卜降，而后者旗叶仍保持 较高的叶绿素含鼙，旗叶功能期长，植株衰老慢。 有利丁粒重的增加。，。 ； 2 3 2 超氧化物岐化酶( S O D ) 活性竹变化 S O D 的主要功能是消除超氧物阴离子白由基 ( 0 2 一) ，减轻其对叶片纽胞的伤害。开花屙两品 种旗叶中S O D 活性吊波动性变化( 图7 ) ，总体而 言济 芟】9 旗叶中S O D 活性高1 j 鲁麦1 4 。鲁麦1 4 开花后1 0 天达最高值，之后警波动悭下怖：济麦 1 9 旗叶中S O D 活性开花后1 5 天内相对平缓开 花后2 0 犬活性最低，之屙义同升到较高水平，这 表明济发1 9 旗叶细胞中酶防御絮统具有较强的自 动调口能力，衰老过程中当溉叶中超氧物阴离于臼 2 5 C2 0 7 _ 三1
