干旱胁迫下喷施14-羟基芸苔素甾醇对冬小麦穗花发育及碳氮代谢的调控

摘要

[目的]明确外源芸苔素甾醇类化合物(brassinosteroids,BRs)中14-羟基芸苔素甾醇(14-hydroxylated brassinosteroid,14-HBR)对干旱胁迫下冬小麦穗花发育成粒的调控效果,为小麦大田生产减轻干旱胁迫危害提供技术支撑.[方法]以大穗型品种周麦16(ZM16)和多穗型品种豫麦49-198(YM49-198)为试验材料,试验处理包括中等干旱条件下(0—40 cm土层相对含水量47.38％～61.91％),在小麦拔节后20天设置叶面喷施0.05μmol/L的14-HBR(DBR)和喷施清水对照(DCK);拔节期正常灌水条件下(灌水750 m3/hm2)喷清水对照(WCK).调查两品种小麦幼穗可孕小花发育动态,不同器官干物质积累和碳氮代谢动态,小麦产量及其构成因素.[结果]两品种3个处理的每穗小花数均表现为WCK>DBR>DCK趋势,干旱胁迫下喷施14-HBR与喷施清水相比,能有效降低小花退化和败育,增加可孕小花成粒数,但其效果仍不能完全抵消中等缺水的胁迫效应.喷施14-HBR处理6天后,两品种穗器官和非穗器官干物质重和氮素积累量、穗可溶性糖含量、穗/叶可溶性糖值、穗/非穗器官氮积累量值、穗器官的碳/氮(C/N)值均高于干旱对照处理,而穗/非穗器官干物质值、叶片可溶性糖含量、叶器官C/N值则均低于干旱对照处理.与干旱对照处理相比,两品种的灌水和喷施14-HBR处理均能显著提高穗粒数和产量,穗粒数增幅分别为50.69％ 和16.04％(ZM 16),38.98％ 和15.07％(YM 49-198);产量增幅分别为99.44％ 和28.93％(ZM 16),92.86％ 和26.86％(YM 49-198);喷施14-HBR处理和干旱对照处理的穗数和千粒重差异不显著.就产量三因子调控效应而言,干旱条件下喷施14-HBR主要是通过提高穗粒数进而增加产量,且对大穗型品种ZM16的增粒增产效果好于多穗型品种YM49-198.[结论]干旱胁迫下在小麦小花退化前外源喷施14-HBR可以促进源器官物质生产,调节穗和叶可溶性糖,穗和非穗器官干物质重及氮素的分配,降低叶的C/N值而增加穗的C/N值,增强糖和氮从叶源器官向穗库器官的转运能力,进而优化穗花发育,提高干旱耐受性.