不同时期追氮与多效唑化控对小麦幼穗分化、细胞分裂素含量及相关基因表达的影响

【作者】 李东晓； 默韶京； 王红光； 李瑞奇； 李雁鸣；

【机构】 河北农业大学/河北省作物生长调控实验室；

【摘要】 【研究背景】在耕地、水肥等资源成本越来越高的背景下,提高小麦单产已成为保证我国粮食安全的重要途径。黄淮海麦区是我国重要的商品粮基地,普遍存在着冬小麦氮肥资源利用率较低、单产瓶颈难以突破的问题。本研究在不同时期追氮并喷施多效唑,观察产量、穗分化、细胞分裂素含量以及其相关基因表达变化,以明确细胞分裂素对提升小麦个体生产力的作用规律及其调控机理,为我国农业生产提供理论指导。【材料与方法】以石麦18为试材,在国家粮食丰产科技工程河北项目区藁城示范县的超高产攻关田,设置起身期和拔节期追施氮肥处理,并结合多效唑在生产中的应用,探讨小麦籽粒建成过程中,穗分化性状、细胞分裂素含量变化及其相关基因的响应表达,以探究提升小麦个体生产力的关键因素。【结果与分析】拔节期追氮化控处理的穗粒数显著高于起身期追氮和起身追氮化控处理;且拔节期追氮处理的小麦产量和千粒重也有所升高。是否喷施多效唑对产量、穗粒数、千粒重和亩穗数并无显著影响。起身期追氮化控抑制了分化小花发育,减少了分化小花数,并减缓雌雄蕊小花和药隔小花的分化。拔节期追氮对分化小花数无明显影响,但增加了药隔形成小花数。喷施多效唑在穗分化后期(4月14日之后)对雌雄蕊分化及药隔发育小花均无明显影响。穗分化前期,雌雄蕊分化小花数与细胞分裂素(IPA+ZR)含量存在显著相关,且喷施多效唑处理下二者相关系数较高。花后0天到花后6天,小麦细胞分裂素氧化脱氢酶基因Tackx2.2出现高表达,与IPA和ZR含量高峰期出现时间一致,多效唑的喷施提高了该基因的表达量,且与IPA和ZR含量均呈显著的曲线相关,但各处理不同时期表达量与IPA和ZR含量之间不严格对应。【结论】起身期追氮化控对穗分化进程有延迟效应,拔节期追氮的穗粒数显著增加,促进了产量提高。喷施多效唑对小麦产量及产量构成要素影响不明显,但一定程度上延缓了穗分化发育,调控了细胞分裂素与雌雄蕊原基的小花分化相关性。初步验证了小麦籽粒Tackx2.2表达与细胞分裂素(IPA、ZR)含量呈极显著曲线相关,喷施多效唑可诱导Tackx2.2表达,对小麦幼穗IPA和ZR含量有短时降解效应,对后期子粒发育的作用效应不直接。更多还原