大气O3浓度升高影响小麦籽粒蛋白质形成的生理机制分析
研究FACE条件下大气O3浓度升高影响小麦籽粒蛋白质形成的相关生理机制，为小麦籽粒品质调优栽培提供依据.试验于2008-2010年应用FACE研究平台，采用二因素裂区设计，以O3浓度处理为主区，设O3浓度升高处理(E-O3)和正常自然环境(A-O3)两个处理，处理圈臭氧浓度为实测对照圈臭氧浓度(正常大气下臭氧浓度)的1.5倍左右；以品种为副区，供试品种为扬麦16、扬麦15、扬辐麦2号、烟农19和嘉兴002五个品种.(1)大气O3浓度升高显著提高了小麦籽粒蛋白质含量，平均增加了9.0％(2.3％～19.5％)，但蛋白质积累量显著下降，平均下降了11.5％(-2.6％～20.8％)；(2)大气O3浓度升高显著降低了小麦成熟期干物质的积累，平均下降了17.0％(11.9％～26.5％)；花后干物质积累量平均降幅达到了34.2％(26.7％～43.1％)；(3)大气O3浓度降低植株成熟期氮素积累量，平均下降了14.72％(8.6％～26.2％)；花后植株氮素积累量平均降低了23.98％(0.8％～51.9％)；籽粒氮素积累量平均降低了10.8％(0.2％～25.0％).(4)大气03浓度升高降低了花后籽粒中GS和GOGAT酶活性，且对前中期酶活性的影响达到了显著水平.(5)相关分析和通径分析表明，花后干物质积累量、花后氮素积累量、GS(7天)和GOGAT(7天)活性与籽粒蛋白质产量呈极显著相关关系，且花后干物质积累量对籽粒蛋白质产量的直接影响最大，其次是籽粒GS活性和GOGAT活性，花后氮素积累量的直接作用最小.FACE条件下O3浓度升高降低了小麦叶片的光合物质生产能力，导致植株成熟期和花后干物质显著降低；小麦根系活力下降，植株成熟期氮素积累量、花后氮素积累量的大幅度减少，造成了花后籽粒灌浆养分供应不足，籽粒氮素积累量下降；同时籽粒中GS和GOGAT酶活性的下降，蛋白质的合成功能下降.花后小麦籽粒蛋白质合成底物积累量和合成相关酶活性的下降，从而降低了籽粒蛋白质的积累量.
小麦 籽粒蛋白质 积累量 生理机制 臭氧浓度
张如标 朱新开 胡海娟 郭文善 朱建国 KazuhikoKobayashi
扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室 江苏扬州225009 中国科学院南京土壤研究所 江苏南京210013 东京大学农学院 日本东京113-8657
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2012-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）