小麦热胁迫适应的表型分析


发布时间:

2021-11-19

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

  小麦作为主要粮食作物,满足世界人口膳食需求的36%。高温胁迫是限制当前全球小麦生产和低产量条件下产量提高的重要因素之一。

 

  适宜小麦生长的温度因其不同发育时期而异。高温可以直接或间接影响籽粒的生长充实进而限制产量形成。一方面,高温使小麦籽粒灌浆持续时间缩短并加强呼吸作用。与此同时热胁迫在小麦整个发育时期都有负面影响,导致产量降低。另一方面,高温还可能通过加速小麦叶片衰老,缩短叶片持绿时间,抑制光合作用而对产量产生间接影响。

 

  衡量植物耐热性的重要指标之一是植物在气孔导度(GS)活动引起的蒸腾作用下获得的降温能力。在高温胁迫下,大田中小麦冠层温度下降(CTD)和气孔导度(GS)与光合作用速率和粮食产量有关。研究表明GS因季节和日变化以及基因型效应而随植物水势变化而变化。用来检测植物冠层温度随气温下降的红外温度仪是快速间接测定GS的设备之一,该设备测得的数值等于气温与作物群体群体群体群体群体群体温度之差。

 

  图1.CTD和叶片电导率在小麦早期世代中的利用情况

 

  图2.普通小麦和硬粒小麦基因型的冠层降温(CTD)值

 

  辐射测量技术的发展可以获得冠层反射率值,并根据反射率计算的指数对产量进行高精度预测。归一化差异植被指数(NDVI)是被成功用于测定光合作用活性、植物状态和生产力的指数之一。当热胁迫限制特定区域作物生长时,NDVI可能与耐热性高度相关。

 

  图3.左图为入射辐射=反射辐射+吸收辐射+透射辐射;右图为春小麦优良品系生物量与NVDI关系

 

  本文从农艺性状、形态性状、生理性状和保护酶含量变化与代谢等方面详细阐述了高温条件对小麦萌发出苗、分蘖返青、拔节孕穗、抽穗开花、孕穗成熟等重要生长时期的影响。最后强调利用农业管理措施减轻热胁迫对小麦的不利影响必不可少,分子表型技术和高通量表型技术的结合对作物在非生物胁迫下的改良具有重要意义。

 

  来源:Yildirim M, Barutcular C, Heat stress adaptation in wheat through phenotyping. In Krarman M. (eds) THEORETICAL AND PRACTICAL NEW APPROACHES IN CEREAL SCIENCE AND TECHNOLOGY[M]. 2021. Iksad publishing house. Pp 25-80.

 

  编辑:李红叶

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