矮壮素对硬粒小麦茎秆倒伏抗性及木质素合成影响

摘要

倒伏是影响小麦生产的主要因素，研究矮壮素对硬粒小麦倒伏抗性以及木质素合成的影响，可为硬粒小麦高产稳产提供技术支持。本研究以2个硬粒小麦品系（SD-1和SD-2）为材料，在拔节前期叶面喷施500、1 000、1 500、2 000 g·hm^-2矮壮素，调查了灌浆末期硬粒小麦茎秆形态、质量指标和茎秆解剖结构特点，以及处理后不同时期茎秆木质素含量及其相关酶（苯丙氨酸转氨酶、酪氨酸解氨酶、4-香豆酸辅酶A连接酶、肉桂醇脱氢酶）的活性变化。结果表明，随着矮壮素浓度增加，2个硬粒小麦品系的株高、重心高度、基部节间长度、倒伏指数及杆型指数均呈降低趋势，基部茎秆抗折力、充实度、密度、第2节间茎粗及壁厚逐渐增加，茎秆机械组织层数和大、小维管束数目逐渐增多，木质素含量及其相关酶活性逐渐升高，当矮壮素达到1500 g·hm^-2时，继续增加矮壮素浓度对上述指标影响不再显著。1 500 g·hm^-2矮壮素处理显著提高基部茎秆抗折力34.8%～54.1%,降低倒伏指数和杆型指数27.8%～30.4%与5.0%～17.0%;株高与重心高度分别降低了3.5%～6.1%、4.4%～7.5%,茎粗与壁厚分别增加了4.3%～14.2%与3.9%～6.7%,第2节间茎秆充实度、鲜密度和干密度分别增加了27.4%～43.9%、11.4%～19.8%和20.9%～38.2%;基部第2节间机械组织层数、厚度和大、小维管束数目与面积分别增加了5.6%～7.4%、14.6%～16.9%、2.4%～2.6%、4.0%～5.4%。1 500 g·hm^-2矮壮素处理后5～10 d苯丙氨酸转氨酶、酪氨酸解氨酶、4-香豆酸辅酶A连接酶、肉桂醇脱氢酶活性分别较CK提高了22.1%～28.4%、19.9%～21.1%、18.2%～19.1%、11.3%～22.4%;木质素总含量增加了25.2%～43.4%;千粒重增加了2.8%～5.0%,籽粒产量增加了1.4%～2.2%,但较CK无显著差异。因此，拔节前期叶面喷施矮壮素可增强木质素合成、强化解剖结构、调控茎秆形态和质量，提高硬粒小麦茎秆倒伏抗性，其中以1 500 g·hm^-2矮壮素效果最佳。本研究为硬粒小麦高产高效生产提供了技术参考。

关键词

矮壮素 / 硬粒小麦 / 木质素合成 / 倒伏抗性