小麦抗低温逆境化控技术研究进展
外源,1小麦抗低温化学调控剂种类,2小麦抗低温化学调控剂的作用机理,1改善光合性能,2诱导合成渗透调节物质,3提高抗氧化酶活性,4激素调节,5抗寒基因的表达,3小麦抗低温化学调控产品,4总结与展望
陈 翔,胡雨喆?,陈甜甜,代雯慈,李胜男,郭健鹏,高 赛,王捧娜,翁 颖,郑宝强,李金才,2*(1 安徽农业大学农学院 / 农业农村部华东地区作物栽培科学观测站,安徽合肥 230036;2 江苏省现代作物生产协同创新中心,江苏南京 210095)
随着全球人口数量的不断增加,预计到2050 年人们对于口粮的需求将增长100%~110%[1]。全世界约33%的人口以小麦为主粮,小麦总产量虽以每年0.9%的速度增长,到2050 年其总产量将增加38%,但仍远远低于2050 年人们对口粮的需求[2]。据IPCC第六次会议报告,2100 年全球地表温度预计将至少升高2.1℃[3]。全球气候变化背景下,西伯利亚高压、阻塞高压和极涡等大气环流异常导致极端低温事件频发[4],增加了农业生产的不稳定性。小麦的一生易遭受干旱、低温、渍水、高温等逆境胁迫,其中低温逆境已成为影响小麦生长发育和产量品质形成的重要农业气象灾害之一。低温逆境灾害给中国、美国、澳大利亚以及部分欧洲国家的小麦生产造成了极大的损失[5-10]。澳大利亚每年因低温灾害导致小麦减产造成的经济损失达1 亿澳元[5-6]。1980—2020 年中国小麦主产区发生近20 次大规模低温灾害事件[7]。2021 年寒潮天气造成江苏省小麦冻害面积达1.36×106hm2,占该省播种总面积的56.68%,严重程度为20 年来之最[11]。因此,低温逆境已经成为限制全球小麦生产高产高质高效发展的重要因素。
化学调控技术(chemical regulation)是以应用提取的天然植物激素或者人工合成的化学物质等植物生长调节剂为手段,通过改变植物内源激素代谢平衡来调节其生长发育,使其朝着人们预期的方向和程度发生变化的技术。该技术的出现及其在农业生产中的大规模应用,为提高小麦抗低温能力进而防灾减灾与提质增效提供了一条有效途径。小麦抗低温化学调控剂可通过提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活性和脯氨酸(Pro)、可溶性糖等渗透调节物质含量来增强细胞膜结构和功能的稳定性[12-13],同时维持叶片保持较高的净光合速率(Pn)和呼吸稳态,进而提升小麦对低温逆境的耐受性[14]。本文根据2000 年1 月1 日至2022 年12 月31 日发表的文献,系统阐述小麦抗低温化学调控剂的种类和作用机理,分析当前抗低温化学调控剂产品研发现状,并对未来小麦抗低温化学调控技术的研究进行展望,以期为小麦生产的防灾减灾和提质增效提供参考。
1 小麦抗低温化学调控剂种类 ......
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