外源油菜素内酯调控小麦小花退化、促进籽粒形成的生理机制研究

摘要

为探明外源油菜素内酯调控小麦小花退化与籽粒形成的生理机制,以春小麦扬麦15为试验材料,在小麦孕穗期分别喷施0、0.1、0.2、0.4 mg·L^-1的油菜素内酯（Brassinolide,BR）。结果表明,与未喷施BR相比,喷施BR显著降低小花退化率,提高了穗粒数和穗粒重,其中0.2 mg·L^-1BR处理效果最佳,穗粒数增加了4.76粒,穗粒重提升了7.58%;喷施BR显著提高喷施后第5天-第25天的叶绿素的含量、最大光化学效率和净光合速率;喷施BR促进光合同化物的积累及其向穗部转运,喷施后第10天,0.2 mg·L^-1BR处理的穗部蔗糖含量增加10.47%,蔗糖合成酶活性上升,并上调TaSUT1、TaSUS1、TaCWI、TaAGPL1等蔗糖代谢关键基因表达;调控穗部内源激素平衡,0.2 mg·L^-1BR处理的赤霉素含量提升13.42%,脱落酸含量下降34.86%,IAA/ABA和GA₃/ABA分别显著提高37.10%和42.71%;喷施BR改善籽粒胚乳发育,花后胚乳细胞中淀粉体和蛋白体相对面积显著增加,其中0.2 mg·L^-1 BR处理下分别显著提高27.12%和18.98%。综合来看,喷施外源BR通过增强小麦植株的光合能力、优化同化物分配、调节蔗糖代谢及内源激素平衡,有效减少小花退化并促进籽粒形成,从而提高穗粒数和穗粒重,最终实现增产。在本试验条件下,0.2 mg·L^-1为最佳喷施浓度。

关键词

小麦 / 油菜素内酯 / 小花退化 / 碳氮积累 / 光合性能