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干旱是一个世界性的难题,作物对干旱胁迫响应的研究不仅涉及水资源的高效利用,而且也涉及粮食生产问题,因而显得尤为重要。然而作物对水分胁迫的反应是一个非常复杂的过程,包括适应、伤害、修复等不同的反应阶段,在不同的反应阶段,作物适应干旱的机制是不同的,以前关于阶段反应的机理研究相对薄弱,研究干旱胁迫下作物各个阶段不同生理指标的变化规律,不但能为植物的整体抗旱性机理研究提供理论依据,而且可以在胁迫过程中人为控制,为揭示作物的高效用水机制提供科学依据。 本试验以耐旱性不同的小麦品种长武134和陕253作为实验材料,研究了PEG-6000模拟干旱水培试验和田间盆栽实验条件下的生长、生理生化响应以及灌浆期和拔节期干湿交替条件下小麦旗叶的光合特性以及水分利用效率,从渗透调节作用和抗氧化保护机制两方面分析了胁迫过程中生理生化指标的变化规律;利用叶绿素荧光技术研究了干旱胁迫过程中叶绿素荧光参数的变化,并对活性氧产生与叶绿素荧光猝灭之间的关系进行了探讨,主要研究结果如下: 1.在渗透胁迫过程中,两个小麦品种的相对水分含量、水势、叶面积、渗透势、饱和渗透势都呈降低的趋势,渗透调节能力、GSH表现为增加的趋势,它们在胁迫过程中没有表现出阶段性反应,不能作为适应.伤害过程的敏感指标;而根系长度、根系面积以及根冠比、脯氨酸、可溶性糖、K+含量、游离氨基酸、SOD、CAT、Vc含量都呈现先增加后降低的趋势,这些指标变化表明小麦在受到干旱时存在适应-伤害的过程,在胁迫初期含量增加是抵御干旱的一种积极反应,随后降低则认为是小麦受到伤害的表现。 2.随着渗透胁迫的加剧,两个小麦品种的超氧阴离子和过氧化氢都呈现增加-降低-增加的趋势,这是由于小麦受到干旱时,首先引起超氧阴离子等活性氧的增加,活性氧诱导酶促清除系统和非酶促系统的启动,使得超氧阴离子含量和过氧化氢又有所降低,随着胁迫的加重,活性氧的产生超过了保护酶系统的清除能力时,活性氧产生又增加。MDA含量的变化与活性氧的变化趋势一致,说明活性氧的产生与膜脂过氧化程度密切相关。 3.在渗透胁迫过程中,两个小麦品种积累渗透调节物质以及抗氧化酶和抗氧化物质的能力和时间都是不一样的。陕253在胁迫18h后可溶性糖分、游离氨基酸、抗坏血酸的积累明显高于长武134,类胡萝卜素、GSH是陕253>长武134;而渗透调节能力、K+含量、SOD、POD、CAT活性都是长武134>陕253;超氧阴离子和H2O2的产生以及MDA含量都是长武134<陕253,在清除活性氧系统中,陕253主要以