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作物杂志,2023, 第6期: 101–107 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.06.014

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

乙烯利与1-甲基环丙烯调控小麦穗部籽粒形成的研究

章蓉1(), 姜恩熙1, 陈思1, 余徐润1, 陈刚1, 冉莉萍2(), 熊飞1   

  1. 1江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室/扬州大学农学院，225009，江苏扬州
    2扬州大学广陵学院，225000，江苏扬州
  • 收稿日期:2022-08-08 修回日期:2023-09-28 出版日期:2023-12-15 发布日期:2023-12-15
  • 通讯作者: 冉莉萍，主要从事作物品质形成机制的研究，E-mail：060107@yzu.edu.cn
  • 作者简介:章蓉，主要从事小麦穗器官发育与籽粒品质的研究，E-mail：1397696466@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31971810);江苏高校“青蓝工程”项目(苏教师函〔2020〕42号);江苏省高等学校基础科学（自然科学）研究面上项目(23KJB210018);江苏省大学生创新创业训练计划(202311117160Y)

Study on the Grain Formation in Wheat Spike Regulated by Ethephon and 1-Methylcyclopropene

Zhang Rong1(), Jiang Enxi1, Chen Si1, Yu Xurun1, Chen Gang1, Ran Liping2(), Xiong Fei1   

  1. 1Jiangsu Key Laboratory of Crop Genomics and Molecular Breeding/Key Laboratory of Plant Functional Genomics of the Ministry of Education/Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology/Agricultural College of Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China
    2Guangling College of Yangzhou University, Yangzhou 225000, Jiangsu, China
  • Received:2022-08-08 Revised:2023-09-28 Online:2023-12-15 Published:2023-12-15

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PDF (PC)

152

摘要：

为探明植物激素乙烯对小麦穗发育和籽粒形成的影响，以春小麦扬麦15为材料，在药隔期使用乙烯利与乙烯受体抑制剂1-甲基环丙烯（1-MCP）处理植株，分析籽粒形态并观察穗部性状，探究乙烯利和1-MCP处理前后穗发育进程和穗部不同部位籽粒形成过程。结果表明，乙烯利对小麦小花退化过程无显著影响，而1-MCP能显著降低小花退化率；乙烯利能够促进籽粒成熟，加速籽粒发育，减小籽粒体积；1-MCP会延缓小麦的生长发育，促进颖果生长，增加籽粒体积；乙烯利显著降低了小麦株高、顶部穗粒数、顶部穗粒重以及千粒重；高浓度乙烯利还能显著降低小穗数、顶部和中部穗粒数、每穗粒数等。1-MCP能够显著提高小麦颖果干重、颖果鲜重、小穗数、中部穗粒数、基部穗粒数、每穗粒数以及穗粒重，最终增加千粒重。

关键词: 小麦, 乙烯利, 1-甲基环丙烯, 小花退化, 籽粒

Abstract:

The spring wheat Yangmai 15 was used to explore the effects of ethylene on spike development and grain formation of wheat, wheat plants were treated with ethephon and ethylene receptor inhibitor 1- methylcyclopropene (1-MCP) at the stage of anther interval. The process of spike development and grain formation in different parts of spike before and after ethephon and 1-MCP treatment were explored by using grain morphology observation and spike character analysis. The results showed that, ethephon had no significant effects on the degeneration process of wheat floret, while 1-MCP significantly reduced the degeneration rate of wheat floret. Ethephon could promote grain maturation, accelerate grain development and reduce grain volume; 1-MCP could delay the growth of wheat, promote the growth of caryopsis and increase grain volume. Ethephon significantly decreased the plant height, the number of grains in the upper part of each spike, grain weight of the upper part of each spike and 1000-grain weight of wheat. The number of spikelets, grains per spike, and grains per spike were also significantly decreased at high concentration of ethephon. The 1-MCP could significantly increase the dry and fresh weight of caryopsis, the number of spikelets, the number of grains in the middle and basal spike, the number of grains and the grain weight per spike, and finally increased 1000-grain weight.

Key words: Wheat, Ethephon, 1-MCP, Floret degeneration, Grain

图1

喷施乙烯利与1-MCP后小麦小花的形态 Ff：可育小花；Df：退化小花

表1

乙烯利与1-MCP处理16d后小麦每穗可育小花数、退化小花数与小花退化率

处理
Treatment		 平均可育小花数
Average number
of fertile florets		 平均退化小花数
Average number of
degenerated florets		 小花退化率
Floret degeneration
rate (%)
CK 2.67±0.58c 3.33±0.58a 55.56±0.10a
E100 2.67±0.58c 3.33±0.58a 55.56±0.10a
E200 3.00±0.00bc 2.67±0.58ab 46.67±0.06ab
E400 3.00±0.00bc 2.67±0.58ab 46.67±0.06ab
M2 4.00±0.00a 2.00±0.00b 33.33±0.00b
M4 4.00±0.00a 2.00±0.00b 33.33±0.00b
M8 3.67±0.58ab 2.33±0.58b 38.89±0.10b

图2

药隔期处理后的小麦颖果形态、长度和宽度的变化

图3

不同处理下的小麦小穗顶部、中部、基部颖果

图4

药隔期处理后的小麦农艺性状 不同小写字母表示0.05水平差异显著

[1] 刘慧. 全球小麦供需形势趋紧. 经济日报,2021-08-24(1).
[2] 赵荣, 曹洁, 朱婷婷. 浅议中国小麦的国际贸易及竞争力提升. 滁州学院学报, 2021, 23(1):14-19,41.
[3] 蒋赟, 王秀东. 我国小麦产业发展现状问题及对策浅析. 南方农业, 2020, 14(31):31-34,46.
[4] 王兆龙. 小麦小花发育的生理基础及调控研究. 南京: 南京农业大学, 2000.
[5] 王俊英, 赵春江, 杨宝祝. 小麦小花发育与退化的研究. 华北农学报, 1996, 11(2):9-13.
[6] 梅楠, 迟范民. 冬小麦穗粒形成的生物学分析及其肥水调控. 河南职技师院学报, 1990, 18(3/4):1-12.
[7] 张国泰. 小麦顶小穗的形成特点及其与大穗的关系. 作物学报, 1989, 15(4):349-354,384.
[8] 米国华, 梁振兴, 梅楠. 冬小麦穗-茎维管联络结构及其形成过程对幼穗生长发育的影响. 作物学报, 1995, 21(2):210-214.
[9] 曹卫星, 王兆龙, 戴廷波. 不同穗型小麦小花发育过程中幼穗和叶片内源激素水平的动态变化. 植物学报, 2000, 42(10):1026-1032.
[10] 郭西智, 陈锦永, 顾红, 等. 乙烯利在果蔬生产中的安全应用. 湖北农业科学, 2018, 57(8):5-8.
[11] 王志敏, 王树安, 苏宝林. 乙烯对小麦小花发育和结实的影响. 种子, 1996(2):15-17.
[12] 郭平毅, 姚满生, 来改英, 等. 乙烯利对冬小麦的调节效应. 山西农业大学学报, 1996, 16(2):109-114,210.
[13] 任小林, 童斌, 饶景萍. 新型乙烯作用抑制剂1-MCP在园艺产品保鲜中的应用. 保鲜与加工, 2002, 2(3):3-5.
[14] 胡筱, 潘浪, 丁胜华, 等. 1-MCP作用机理及其在果蔬贮藏保鲜中的应用研究进展. 食品工业科技, 2019, 40(8):304-309,316.
[15] 张伟. 小麦组织培养再生体系及单倍体植株诱导技术优化研究. 北京: 中国农业科学院, 2014.
[16] Sharipova G V, Veselov D S, Kudoyarova G R, et al. Effect of ethylene perception inhibitor on growth,water relations,and abscisic acid content in wheat plants under water deficit. Russian Journal of Plant Physiology, 2012, 59(4):573-580.
doi: 10.1134/S1021443712040127
[17] 段留生, 韩碧文, 何钟佩. 6-苄氨基嘌呤和乙烯利对小麦籽粒产量和品质的影响. 中国农业大学学报, 1998, 3(增4):1-6.
[18] 陈庆, 吕晓康, 李佳, 等. 外源亚精胺和乙烯利对干旱胁迫下小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制. 西北农业学报, 2017, 26(7):998-1006.
[19] Kruk B C, Calderini D F, Slafer G A. Grain weight in wheat cultivars released from 1920 to 1990 as affected by post-anthesis defoliation. Journal of Agricultural Science,2000, 128(3):273- 281.
[20] Guo Z F, Slafer G A, Schnurbusch T. Genotypic variation in spike fertility traits and ovary size as determinants of floret and grain survival rate in wheat. Journal of Experimental Botany, 2016, 67 (14):4221-4230.
doi: 10.1093/jxb/erw200 pmid: 27279276
[21] 魏彬. 孕穗期低温胁迫下海藻糖对小麦小花退化的影响及生理机制. 杨凌: 西北农林科技大学, 2020.
[22] 梁雪莲, 杨文钰. 不同播期下烯效唑拌种对小麦生育进程与小穗数的影响. 四川农业大学学报, 1998, 16(4):10-14.
[23] 樊高琼, 杨文钰, 任万君, 等. 烯效唑在小麦上的应用研究. 农药科学与管理, 2003, 24(5):15-18.
[24] Sakuma S, Golan G, Guo Z, et al. Unleashing floret fertility in wheat through the mutation of a homeobox gene. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2019, 116(11):5182-5187.
[25] 米国华, 李文雄. 小麦幼穗分化的温光反应研究-Ⅱ:光周期反应对小麦穗分化的影响. 东北农业大学学报, 1996, 27(3):209-218.
[26] 王月福, 于振文, 潘庆民, 等. 水分胁迫对耐旱性不同小麦小花分化发育和氮磷及激素含量的影响. 西北植物学报, 2000, 20(1):38-43.
[27] 朱慧杰, 郑春风, 张国钊, 等. 栽培管理模式对冬小麦小花发育与结实特性的影响. 麦类作物学报, 2014, 34(10):1383- 1389.
[28] 魏育明, 郑有良. 内源激素对小麦可育小花数的调控. 四川农业大学学报, 1998, 16(3):3-7.
[29] 张凡, 韩勇, 薛鑫, 等. 播期对不同类型小麦农艺性状及产量构成的影响. 山西农业科学, 2017, 45(9):1441-1444.
[30] 王飞, 徐梦彬, 周娜娜, 等. 不同氮肥运筹对晚播小麦农艺性状、产量及品质的影响. 山东农业科学, 2018, 50(12):59-63.
[31] 姜雪, 刘凤莲, 刘云国, 等. 小麦籽粒品质形成的影响因素及其生理机制. 分子植物育种, 2023, 21(1):284-292.
[32] 文廷刚. 植物生长调节剂对小麦抗倒伏能力、产量和品质的影响及其生理机理. 南京: 南京农业大学, 2012.
[33] 李睿, 兰盛银, 徐珍秀. 外源激素对小麦胚乳程序性细胞死亡和子粒灌浆的影响. 湖北农业科学, 2004(5):26-27,30.
[34] 秦武发, 董永华, 张彩英, 等. 植物激素对小麦品质的影响. 河北农业大学学报, 1996, 19(4):93-95.
[35] 文廷刚, 陈昱利, 杜小凤, 等. 不同植物生长调节剂对小麦籽粒灌浆特性及粒重的影响. 麦类作物学报, 2014, 34(1):84-90.
[36] 刘凯. 脱落酸和乙烯对水稻与小麦籽粒灌浆的调控作用及其机理. 扬州: 扬州大学, 2008.
[37] Hussain S. 盐胁迫对水稻植株生长、籽粒发育影响及1-MCP调控作用. 北京: 中国农业科学院, 2018.
[1] 吴琦, 明博, 高尚, 杨宏业, 张川, 初振东, 李少昆. 东北冷凉区玉米籽粒脱水模型构建策略研究[J]. 作物杂志, 2023, (6): 108–113
[2] 刘哲文, 郭丹丹, 常旭虹, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 刘希伟, 王玉娇, 石书兵, 赵广才. 强筋小麦花后氮素积累和转运对氮肥追施时期和比例的响应[J]. 作物杂志, 2023, (6): 114–120
[3] 刘希伟, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 赵广才, 常旭虹. 小麦生育中后期干旱高温对籽粒产量形成过程的影响机制及缓解措施[J]. 作物杂志, 2023, (6): 17–25
[4] 陈丹, 熊芙蓉, 伍少云, 白晓东, 周国雁, 武晓阳, 蔡青. 云南省小麦地方品种抗条锈病基因检测与地理分布[J]. 作物杂志, 2023, (6): 41–46
[5] 王义凡, 任宁, 董向阳, 赵亚南, 叶优良, 汪洋, 黄玉芳. 控释尿素与普通尿素配施对小麦产量、氮素吸收及经济效益的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 117–123
[6] 杨梅, 杨卫君, 高文翠, 贾永红, 张金汕. 生物质炭与氮肥配施对灌区冬小麦干物质转运、农艺性状及产量的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 138–144
[7] 凌一波, 王斌杰, 胡一民, 海那尔·毛地热合曼, 陈年来. 向日葵干物质转运及产量形成对密度与行距的响应[J]. 作物杂志, 2023, (5): 197–203
[8] 黄杰, 葛昌斌, 王君, 曹燕燕, 乔冀良, 廖平安, 宋丹阳, 卢雯瑩. 基于主成分回归模型的漯河市小麦相对气象千粒重的模拟模型[J]. 作物杂志, 2023, (5): 212–218
[9] 刘书含, 陈磊, 张建朝, 胡甘, 孙君艳, 刘东涛, 王军卫. TMS5基因在小麦BNS不育系育性转换中的差异表达分析[J]. 作物杂志, 2023, (5): 24–29
[10] 张东旭, 胡丹珠, 闫金龙, 冯丽云, 邬志远, 张俊灵, 李岩华. 不同茬口晚播小麦喷施链霉菌剂对产量及光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 255–263
[11] 宋桂成, 余桂红, 张鹏, 马鸿翔. 不同小麦品种（系）拔节期耐渍性评价[J]. 作物杂志, 2023, (5): 30–36
[12] 葛昌斌, 秦素研, 乔冀良, 王君, 齐双丽, 卢雯瑩, 张振永. 2001-2021年豫南和江苏淮河以南审定小麦品种农艺、品质性状和病害演变对比分析[J]. 作物杂志, 2023, (5): 49–58
[13] 杨程, 张德奇, 杜思梦, 张丽佳, 靳海洋, 李滢, 邵运辉, 王汉芳, 方保停, 李向东, 刘美君. 黑暗和强光下脱水对小麦离体叶片光系统活性的影响[J]. 作物杂志, 2023, (5): 98–103
[14] 张明伟, 丁锦峰, 朱新开, 郭文善. 稻茬过晚播小麦高产密度和氮肥调控效应分析[J]. 作物杂志, 2023, (4): 126–135
[15] 宋晓, 张珂珂, 岳克, 黄晨晨, 黄绍敏, 孙建国, 郭腾飞, 郭斗斗, 张水清, 裴敏楠. 不同氮效率品种小麦根际土壤酶活性和细菌群落的差异[J]. 作物杂志, 2023, (4): 188–194
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