密度对小麦茎秆木质素代谢的影响及与抗倒伏的关系研究-郑孟静.pptx

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密度对小麦茎秆木质素代谢的影响及与抗倒伏的关系研究,学生：

郑孟静导师：

王振林教授,汇报内容,一、研究背景二、试验设计三、研究方法四、结果分析五、主要结论,汇报内容,一、研究背景二、试验设计三、研究方法四、结果分析五、主要结论,小麦生育后期常遇灾害性天气而发生不同程度的倒伏。

2016年6月上旬，全国大部分省市相继出现大风、大雨、冰雹等天气。

截至6月5日，河南省67153人受灾，农作物受灾面积0.626公顷，造成直接经济损失5501万元，其中农业损失4597万元，尤其麦田发生严重倒伏。

根倒,茎倒,在我国小麦高产创建过程中，增施肥水、增加群体及成穗数是促进增产的主要技术措施。

然而，这些技术措施经常会使群体与个体矛盾加剧，个体茎秆发育质量变差、茎秆机械强度降低，在遇到大风、强降雨、冰雹等灾害性天气时容易引发倒伏。

引发倒伏的主要内在原因是茎秆细胞壁结构差。

木质素是植物细胞壁中主要成分之一，其生物合成的发展是植物在陆生生态系统中得以繁荣的关键因子之一。

木质素赋予维管植物以结构刚性，使植株能够直立生长（JingkeWeng,2010）。

木质素是由三种单体（H，对羟基苯基木质素；G，愈创木基木质素；S，紫丁香基木质素）组成的苯酚聚合物，是茎秆维管束的主要成分，与茎秆的发育质量、机械强度以及茎秆抗折力之间存在密切关系。

PW：

初生壁pSW：

薄壁组织类型的次生壁sSW：

厚壁组织类型的次生壁CC：

细胞角隅处CML：

复合中间层,ML：

中间层WL：

疣状层,木质素的沉积,部位、细胞类型、细胞,Fig.Pathwaysforthebiosynthesisofligninmonolignols.PAL,phenylalanineammonia-lyase;C4H,cinnamate4-hydroxylase;4CL,4-coumarate:

CoAligase;HCT,p-hydroxycinnamoyl-CoAshikimate/quinatehydroxycinnamoyltransferase;CCoAOMT,caffeoylCoAo-methyltransferase;CCR,cinnamoylCoAreductase;F5H,ferulicacid/coniferaldehyde/coniferylalcohol5-hydroxylase;COMT,caffeicacid3-o-methytransferase;CAD,cinnamylalcoholdehydrogenase;H,p-hydroxyphenyl;G,guaiacyl;S,syringyl.,木质素的合成,木质素的生物合成需要大量的碳骨架，流入苯丙烷代谢的碳大部分用于木质素的合成（Boerjan,2003）。

植物不具备降解木质素的机制，因此，木质素的积聚是不可逆的碳和能源的投入。

大量证据表明许多木质素生物合成酶是在转录水平上进行调控的（AnterolaandLewis,2002;Boudet,2003;Rogersandcampbell,2004）。

转录丰度的变化可以预测相关酶丰度，进而影响苯丙烷单体的合成，最终影响木质素的聚合（LouisaA.Rogers;2005）。

问题：

1、小麦茎秆发育过程中木质素合成积累规律及单体含量和比例？

与小麦茎秆的机械强度关系？

2、栽培措施是如何调控小麦茎秆抗倒伏的？

汇报内容,一、研究背景二、试验设计三、研究方法四、结果分析五、主要结论,试验材料：

山农23（SN23）、潍麦8号（WM8）试验处理：

5万（D1）、15万（D2）和25万（D3）苗/亩取样时期：

基部第二节间形成后每隔7天取一次样，用于生理生化指标的测定。

汇报内容,一、研究背景二、试验设计三、研究方法四、结果分析五、主要结论,1、力学性状,茎秆强度测定仪（浙江托普）2、显微结构扫描电子显微镜石蜡切片-番红固绿染色3、木质素含量溴乙酰酸解法,4、木质素单体碱性硝基苯氧化法液相色谱-质谱联用（Waters）5、基因表达SYBGreen染料法（7500荧光定量仪）,样品RNA,汇报内容,一、研究背景二、试验设计三、研究方法四、结果分析五、主要结论,Cultivar,Treatment,20122013,20132014,Cultivars（C）Densities（D）,0.0095,0.0314,0.066,0.0709,0.0999,0.0997,P-value,0.0036,0.0123,0.0092,0.0047,0.0077,0.0089,CD0.59540.32620.55010.01730.00010.0001Table1Effectsofplantdensitiesonthebreakingstrengthofbasalsecondinternodeofthetwogenotypesintwogrowingseasons.EachvalueshowsmeansSE（n=15）forsecondbasalinternodeofrepresentativewheatculm.Leastsignificantdifferencetesting（LSD）wasperformedamongthethreeexperimentaltreatments,thesameletterwithineachcolumnarenotsignificantlydifferentlyatP0.05.A,Anthesisstage;M,Milkstage;H,Harddoughstage;SN23,shannong23;WM8,weimai8;DC,digitalcode.,1、抗折力,2、形态特征,节间配置,重心高度,Treatment,Table2Effectsofplantdensitiesoncharacteristicsofsecondbasalinternodeatharddoughstage（DC,87）.EachvalueshowsmeansSE（n=15）.Theleastsignificantdifferencetestwasperformedamongthethreetreatments.MeansfollowedbythesameletterineachcolumndonotdiffersignificantlyatP0.05.D,diameter;WT,wallthickness;DW,dryweight;SN23,shannong23;WM8,weimai8.,节间形态,3、解剖特征,4、木质素含量,UPLC-MS/MSanalysisofligninmonomersbynitrobenzeneoxidation.Totalionchromatogramsofligninmonomers.（a）,syringaldehyde;（b）,vanillin;（c）,hydroxybenzaldehyde.,5、木质素单体,6、基因表达,汇报内容,一、研究背景二、试验设计三、研究方法四、结果分析五、主要结论,1、小麦茎秆基部节间形成后的0-28d（拔节-开花）木质素合成相关酶基因的相对表达量较高，是木质素的快速积累期。

2、G型单体是小麦茎秆中木质素单体的主要形式，S型单体的含量高于H型。

3、密度对小麦茎秆机械强度具有显著的调控作用，主要通过调控物质积累，进而影响木质素的合成代谢。

高密度群体影响茎秆的形态建成，茎秆充实度低，木质素含量下降，导致茎秆机械强度降低，增加倒伏风险。

4、密度对小麦茎秆木质素单体配比具有调控作用，密度增大会降低S型单体，增加H型单体含量。

S型单体与茎秆的机械强度密切相关。

谢谢敬请批评指正！