：以扬麦13为材料，采用大田模拟增温试验研究冬季夜间增温（WT）对小麦产量和旗叶衰老特性的影响。通过旗叶光合能力以及衰老特性等方面阐述冬季夜间增温对小麦旗叶衰老影响的生理机制。结果表明，冬季夜间增温条件下小麦的产量显著提高，主要通过增加穗粒数和千粒重实现；同时，旗叶的叶面积和比叶重在开花期略有提高，这有利于提高叶片光合能力；冬季夜间增温使花后旗叶的净光合速率、叶绿素含量、叶绿素荧光参数等有所提高，同时提高了灌浆前期旗叶可溶性蛋白含量、Rubisco含量，降低了超氧阴离子产生速率和丙二醛含量从而使旗叶的衰老速率有所延缓。冬季夜间增温提高了花后旗叶的光合特性、延缓了旗叶的衰老速率，从而有利于产量的形成。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 3
引言 3
1 材料与方法 4
1.1 试验材料与设计 4
1.2 测定项目与方法 5
1.3 数据处理 6
2 结果与分析 6
2.1 产量及产量构成因素 6
2.2旗叶叶面积和比叶重 6
2.3旗叶净光合速率与叶绿素含量 7
2.4旗叶叶绿素荧光参数 7
2.5 可溶性蛋白含量和Rubisco含量 8
2.6旗叶氧化代谢特性 8
3 讨论 8
致谢 9
参考文献 9
冬季夜间增温对小麦旗叶衰老特性的影响及其生理机制
引言
引言
IPCC第4次评估报告认为气候系统显著变暖已经是明确的事实，日最低温度增加远比日最高温度增加得快[1]。全球气温记录显示，夜间最低气温比白天最高气温的增温幅度高出近1倍[2,3] 。国内研究也得出相似结果，日最低温升幅是日最高温升幅的23倍[4,5]，即全球气候变暖主要表现为夜间气温升高，日较差呈减小趋势[6]。与此同时，气温的增加也呈现明显的非对称性，即冬春季的增温幅度也高于夏秋季。温度是影响小麦生长的主要生态因子之一，以非对称性增温为特征的全球变暖将对世界作物生产构成深远影响
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，成为全球粮食生产的巨大挑战，但关于非对称性增温对作物产量及生长代谢的影响还存在较大争议。
小麦是我国主要粮食作物，其产量高低对于我国粮食安全具有十分重要的作用。小麦籽粒产量主要来自小麦冠顶层叶片的光合同化产物，同时小麦籽粒的灌浆时期正好伴随着旗叶的衰老过程，花后旗叶的衰老是制约产量形成的关键[7]。因此，研究小麦旗叶在衰老期间的生理变化有着重要意义。有研究报道，作物在生育前期适宜的逆境刺激，可提高作物对同一或其他逆境的抗性[8]。但是小麦在生育前期经历增温锻炼是否能提高小麦在生育后期的生活力尚缺乏相关方面的研究和报道。本试验旨在研究冬季夜间增温条件下小麦旗叶衰老和产量的变化特征，以期探明小麦衰老进程中旗叶光合特性和产量对前期增温的响应，进一步丰富小麦衰老时期生理变化和影响因素的理论，为丰富在气候变暖趋势下延缓小麦衰老措施以及稳定小麦产量深入挖掘小麦增产潜力提供理论和实践依据。
1 材料与方法
1．1 试验材料与设计
大田试验于20132014年在大学江浦农学试验站进行，试验材料为扬麦13，基本苗为225万/hm2。采用随机区组排列设计，每小区面积为8m2，长为4m，宽为2m，株间行距25cm，重复3次。小麦生产管理措施按照大田高产栽培技术规程进行。其中氮肥240 kg hm2分三次施入，基追比（基肥：拔节肥：孕穗肥）为5:3:2。磷肥（P2O5）和钾肥（K2O）各150 kg hm2作基肥一次性施入。
试验设置不增温（CK）和冬季夜间增温（WT）两个温度处理，采用可移动塑料薄膜棚实现增温，夜间从当日的16：00至次日的9：00增温。小麦生长期间的田间空气温湿度采用NZLBRF11智能温湿度记录仪每十分钟记录1次。


图1 增温处理期间冠层平均温度的变化
Fig.1 The change of the canopy temperature in average during warming treatment
1.2 测定项目与方法
1.2.1产量及其构成因素
于成熟期每小区取1m2小麦脱粒，晒干后测定实产，同时调查穗数、穗粒数和千粒重。
1.2.2光合特性
旗叶叶面积：处理组和对照组于开花期分别取长势一致的10个小麦单茎的旗叶，计算叶面积，叶面积=长×宽×0.85。
叶绿素含量的测定：于开花后每隔7天至花后35天，量取叶片面积裁成数段，放入提取液（v（丙酮）：v（乙醇）=1：1）中，于25℃黑暗条件下提取24h，然后测定提取液在波长为470nm、645nm、663nm光照处的吸光值，利用李合生公式计算叶绿素以及类胡萝卜素的含量[9]。
净光合速率（Pn）：于开花期、花后7d、14d、21d、28d、35d上午的9:3010:30，使用LI6400便携式光合作用测定系统与取样时间同步测定。仪器采用开放式气路，CO2浓度为385μmol L1左右，选择红蓝光源叶室，设定光合有效辐射为1000μmol m2 s1。每处理五片生长状态一致的旗叶，取所得同一参数的均值。
叶绿素荧光参数：于开花期、花后7d、14d、21d、28d、35d上午的9:3010:30用叶绿素荧光仪测定旗叶叶绿素荧光参数。
可溶性蛋白质含量：用考马斯亮蓝G250染色法测定[10]。
Rubisco含量：取小麦旗叶称0.5g放入碾钵，加入5 ml 缓冲液（三羟甲基氨基甲烷盐酸（TrisHCl）50 mmol L1，pH 8.0，巯基乙醇 5mmol L1，甘油 12.5%（V/V））和少量石英砂，充分研磨，匀浆液冷冻离心（15 000×g，15 min），取上清液溶于等体积样品溶解液（含十二烷基硫酸钠（SDS）2%（W/V），巯基乙醇 4%（V/V），甘油 10%（V/V）），在沸水中煮 5 min 后做蛋白质电泳分析。电泳分离胶浓度为12.5%（W/V），浓缩胶浓度为 4%（W/V），电泳缓冲系统采用 Laemmli（1970）的系统（聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDSPAGE）不连续缓冲体系）。电泳时每管点样 10 μl，在浓缩胶中的电流设为 15 mA，在分离胶中的电流设为 25 mA。待电泳结束，取出胶在去离子水中漂洗数次后用 0.25% 的考马斯亮蓝 R250 染色 12h，然后放入脱色液中脱色至胶背景色为无色，用刀片将大小亚基条带切下放入 10 ml 刻度试管中，用 2 ml 甲酰胺于 50℃ 恒温水浴洗脱 8 h。洗脱液在 595 nm 波长下比色测定，用背景胶洗脱液做空白，同时用牛血清蛋白配置蛋白标准溶液。

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