藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和分配及產(chǎn)量的影響

柯媛媛，陳 翔，張樂樂，張 妍，許 輝，Muhammad Ahmad Hassan， 江 港，林非非，魏鳳珍，李金才*

藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和分配及產(chǎn)量的影響

柯媛媛1,2，陳 翔1，張樂樂1，張 妍1，許 輝1，Muhammad Ahmad Hassan1， 江 港1，林非非1，魏鳳珍1，李金才1,2*

(1. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華東地區(qū)作物栽培科學(xué)觀測(cè)站，合肥 230036；2.江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210095)

為探明藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥產(chǎn)量的影響，以煙農(nóng)19、新麥26為供試材料，在小麥藥隔期進(jìn)行不同程度（T1: 2℃/4h、T2: 0℃/4h、T3: –2℃/4h）的低溫處理，研究藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和分配及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：藥隔期低溫脅迫顯著降低小麥干物質(zhì)積累量，不同抗倒春寒性小麥品種間干物質(zhì)積累量存在差異，抗倒春寒性弱的小麥品種降幅更大。其中煙農(nóng)19的T1、T2、T3處理分別降低33.4%、46.2%和54.7%，而新麥26則分別降低了50.1%、59.3%和72.4%。不同處理小麥籽粒、穗軸+穎殼、莖鞘+葉的干物質(zhì)積累量均低于CK，且隨著低溫脅迫程度的加重呈明顯降低趨勢(shì)。小麥花前干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)效率以及花前貯藏干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率均隨著低溫脅迫程度加重呈降低趨勢(shì)。同時(shí)低溫脅迫顯著降低小麥籽粒和穗軸+穎殼的干物質(zhì)分配比例，增加莖鞘+葉的分配比例。T1、T2和T3處理顯著降低了小麥的穗粒數(shù)和千粒重及籽粒產(chǎn)量，煙農(nóng)19的T1、T2和T3處理分別減產(chǎn)56.06%、86.36%和98.10%；新麥26 的T1、T2和T3處理分別減產(chǎn)96.15%、98.07%和98.46%。藥隔期低溫脅迫顯著降低小麥干物質(zhì)的積累量、花前干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)效率以及花前貯藏干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率和籽粒干物質(zhì)分配比例，嚴(yán)重減少光合同化物向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)和分配，影響穗部小花的正常發(fā)育，從而導(dǎo)致穗粒數(shù)的減少，這是造成小麥減產(chǎn)的主要原因。

小麥；藥隔期；低溫脅迫；干物質(zhì)；產(chǎn)量

小麥（L.）是世界三大糧食作物之一，全球約60%的人口以小麥為主食[1]。近年來(lái)，“溫室效應(yīng)”不斷加劇，全球氣候變暖導(dǎo)致極端低溫氣候事件發(fā)生的頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間不斷增加，同時(shí)加速了小麥的生育進(jìn)程[2]，導(dǎo)致其低溫敏感期提前[3]，從而在春季低溫（倒春寒）來(lái)臨時(shí)更加脆弱。據(jù)報(bào)道，低溫對(duì)澳大利亞、歐洲和中國(guó)等國(guó)家的小麥生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響[4-6]。其中，美國(guó)堪薩斯州在1995—2010年間低溫霜凍事件發(fā)生多達(dá)41次[5]。我國(guó)黃淮麥區(qū)倒春寒害發(fā)生的程度和次數(shù)也愈加嚴(yán)重和頻繁，在河北省南部、河南省西部和山東省中部等地區(qū)的發(fā)生頻率可達(dá)30％以上，其中山東中部泰山地區(qū)一帶的發(fā)生頻率甚至高達(dá)70%[7]。因此，倒春寒已成為限制小麥生產(chǎn)的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一，同時(shí)也是影響黃淮麥區(qū)小麥豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的主要因素。

小麥倒春寒（late spring coldness in wheat, LSCW）一般發(fā)生在3月中下旬到4月上旬，此時(shí)小麥幼穗正處于雌雄蕊原基分化期至藥隔期，極易受倒春寒傷害[8]，突然遭遇降溫天氣會(huì)嚴(yán)重影響幼穗發(fā)育，導(dǎo)致結(jié)實(shí)率下降，受災(zāi)小麥一般減產(chǎn)10%～30%，重者減產(chǎn)達(dá)50%以上[9-10]。小麥產(chǎn)量的高低主要取決于其光合物質(zhì)的生產(chǎn)、積累與運(yùn)轉(zhuǎn)[11]，籽粒灌漿物質(zhì)約1/3來(lái)源于開花前營(yíng)養(yǎng)器官中貯藏同化物的轉(zhuǎn)運(yùn)；2/3來(lái)自花后光合產(chǎn)物的積累。前者主要用于構(gòu)建穗器官，后者是小麥籽粒形成的主要來(lái)源[12]。

低溫脅迫會(huì)通過(guò)降低光系統(tǒng)II的活性來(lái)降低小麥功能葉的凈光合速率[13]，減少光合物質(zhì)的生產(chǎn)，導(dǎo)致干物質(zhì)積累量減少[14]。低溫還會(huì)影響干物質(zhì)在小麥各個(gè)器官中的分配比例。研究發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫后小麥花前莖分配指數(shù)隨溫度降低而降低，花后莖分配指數(shù)隨溫度降低而升高，穗分配比例降低[15]，表明低溫脅迫會(huì)使光合產(chǎn)物向穗部器官的運(yùn)輸受阻。因此，低溫脅迫主要是通過(guò)降低葉片的光合生產(chǎn)能力以及干物質(zhì)的積累轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)降低小麥產(chǎn)量。但是，前人研究大多集中于苗期低溫冷害或凍害對(duì)小麥干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，而對(duì)于小麥倒春寒敏感期的藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)與分配及產(chǎn)量的影響鮮有報(bào)道。同時(shí)，為更加科學(xué)地模擬大田倒春寒災(zāi)害的自然溫度變化規(guī)律，本研究于凌晨1:00—5:00進(jìn)行低溫脅迫處理，旨在為小麥生產(chǎn)的防災(zāi)減災(zāi)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2019年10至2020年6月在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)萃園基地（31.83°N，117.24°E，海拔21.3 m）進(jìn)行，該地區(qū)屬于北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，多年平均氣溫15℃左右，降水量為850～900 mm，日照時(shí)數(shù)2 000～2 200 h，無(wú)霜期220～240 d。前茬作物為玉米，土壤類型為黃棕壤土，0～20 cm耕層土壤pH為6.5，有機(jī)質(zhì)16.3 g·kg-1、全氮1.3 g·kg-1、速效氮112.2 mg·kg-1、速效磷23.0 mg·kg-1、速效鉀161.6 mg·kg-1。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在前期研究的基礎(chǔ)上[16]，以抗倒春寒性強(qiáng)的小麥品種煙農(nóng)19（YN19）和抗倒春寒性弱的小麥品種新麥26（XM26）為供試品種。2019年11月1日播種，將大田0～20 cm耕作層土壤裝入盆栽桶（PVC桶，高35 cm、直徑26 cm，5個(gè)排水孔），每盆裝土8 kg，每盆施復(fù)混肥4.32 g（N∶P∶K=15∶15∶15），埋于試驗(yàn)田中。三葉期每盆定苗7株，拔節(jié)期每盆追施尿素1.41 g。通過(guò)葉齡余數(shù)診斷法（倒二葉出生）、伸長(zhǎng)節(jié)間診斷法（第3節(jié)間開始伸長(zhǎng)）結(jié)合鏡檢觀察，在藥隔期選取長(zhǎng)勢(shì)一致的植株搬入超低溫人工氣候培養(yǎng)箱（DGXM-1008型，寧波江南儀器廠），設(shè)置2 ℃、0 ℃、–2 ℃的低溫，于凌晨1:00—5:00進(jìn)行低溫處理（培養(yǎng)箱內(nèi)相對(duì)濕度設(shè)置為75%），以搬入15 ℃培養(yǎng)箱的小麥為對(duì)照 (CK)，箱內(nèi)溫度變化幅度在（±0.5）℃。處理結(jié)束后將小麥移出培養(yǎng)箱，搬至大田生長(zhǎng)直至成熟收獲。其它田間管理措施同一般高產(chǎn)田相同。

1.2 方法

1.2.1 取樣 于小麥開花期、成熟期分別進(jìn)行取樣，選取3個(gè)具有代表性、長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的單莖。開花期將植株分為穗部、莖稈+葉鞘、葉片3個(gè)部分，成熟期分為籽粒、穗軸+穎殼、莖稈+葉鞘、葉片4個(gè)部分。105 ℃下殺青30 min，80 ℃烘干至恒重后稱量，測(cè)各部分干物質(zhì)重量。

1.2.2 干物質(zhì)的積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和分配 可通過(guò)以下公式計(jì)算[17]：

(1)花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量( g·plant-1)(DMT)=開花期營(yíng)養(yǎng)器官干物重–成熟期營(yíng)養(yǎng)器官干物重

(2)花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率(%)(PDMT)=(花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/開花期營(yíng)養(yǎng)器官干物重)×100%

(3)花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒干重的貢獻(xiàn)率(%)(CDMT)=(花前營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒干重)×100%

(4)花后干物質(zhì)積累量對(duì)籽粒干重的貢獻(xiàn)率(%)( CDMAA)=(花后干物質(zhì)積累量/成熟期籽粒干重)×100%

1.2.3 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子 在小麥成熟期，每個(gè)處理從2盆中選取具有代表性的3株小麥，調(diào)查單株穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗粒質(zhì)量，按單株記產(chǎn)。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析與處理 用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和圖表制作，用SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥干物質(zhì)積累量的影響

由圖1可見，藥隔期低溫脅迫顯著降低小麥干物質(zhì)積累量，不同抗倒春寒性小麥品種間干物質(zhì)積累量存在差異，抗倒春寒性弱的小麥品種降幅更大。其中YN19的T1、T2、T3處理分別降低33.4%、46.2%和54.7%，而XM26則分別降低了50.1%、59.3%和72.4%。隨著小麥生育進(jìn)程的推進(jìn)，YN19和XM26地上部干物質(zhì)積累量呈上升趨勢(shì)。與CK相比，兩品種成熟期干物質(zhì)積累量隨著低溫脅迫程度的加重（2℃→–2℃）呈顯著降低趨勢(shì)。

同一品種數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05），下同。

Figure 1 Impacts of low temperature stress at anther connective stage on dry matter accumulation of mature wheat

2.2 藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥不同器官干物質(zhì)積累與分配的影響

由圖2可見，隨著藥隔期低溫脅迫程度加重，小麥籽粒積累量呈顯著降低趨勢(shì)，且抗倒春寒性弱的小麥品種降幅更大。YN19的籽粒積累量分別顯著降低48.3%、67.2%和80.0%，XM26分別顯著降低89.7%、96.9%和97.9%。小麥的穗軸+穎殼、莖鞘+葉的干物質(zhì)積累量也隨著溫度的降低而降低，其中YN19的T3處理分別降低了53.8%和12.4%，XM26的T3處理分別降低53.2%和39.3%。

藥隔期低溫脅迫顯著降低籽粒干物質(zhì)分配比例，隨著處理溫度的降低呈顯著降低趨勢(shì)（圖3）。YN19的 T1、T2和T3處理分別降低22.1%、39.1%和55.8%，XM26的 T1、T2和T3處理分別降低75.5%、92.2%和92.3%。但莖鞘+葉片干物質(zhì)分配比例隨著溫度的降低反而增加，YN19的T1、T2、T3處理分別增加58.2%、87.7%和120.7%，XM26的 T1、T2和T3處理分別增加81.3%、106.5%和117.4%。

圖2 藥隔期低溫脅迫對(duì)成熟期YN19和XM26不同器官干物質(zhì)積累的影響

Figure 2 Impacts of low temperature stress at anther connective stage on dry matter accumulation in different organs of YN19 and XM26 at maturity

可見，藥隔期低溫脅迫明顯降低小麥籽粒、穗軸+穎殼、莖鞘+葉的干物質(zhì)積累量，降低籽粒及穗軸+穎殼的干物質(zhì)分配比例，且均隨著溫度的降低而降低。同時(shí)低溫脅迫增加莖鞘+葉的分配比例，且隨著溫度的降低而增加。

2.3 藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)再分配量的影響

由表1可見，隨著藥隔期低溫脅迫程度加重，DMT呈顯著降低趨勢(shì)，且抗倒春寒性弱的小麥品種降幅更大。其中，與CK相比，YN19的 T1、T2、T3處理分別降低58.6%、75.8%和87.9%，XM26的 T1、T2、T3處理分別降低90.6%、98.1%和98.3%。小麥的PDMT、DMAA也隨著溫度的降低而降低，其中YN19的T3處理分別降低了83.9%和77.7%，XM26的T3處理分別降低97.2%和97.4%。但小麥CDMAA隨溫度的降低反而增加，YN19分別增加5.0%、6.5%和10.8%，XM26分別增加2.9%、6.3%和8.0%。

圖3 藥隔期低溫脅迫對(duì)成熟期YN19和XM26不同器官干物質(zhì)分配的影響

Figure 3 Impacts of low temperature stress at anther connective stage on dry matter distribution in different organs of YN19 and XM26 at maturity

表1 藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥干物質(zhì)再分配的影響

注：同列數(shù)據(jù)不同小寫字母表示差異顯著（＜0.05），下同。

表2 藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由此可見，藥隔期低溫脅迫會(huì)降低小麥花前干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)效率以及花前貯藏干物質(zhì)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率，降低花后干物質(zhì)的同化量。

2.4 藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可見，藥隔期低溫脅迫顯著降低小麥籽粒產(chǎn)量，且隨著溫度的降低而降低，抗倒春寒性弱的小麥品種降幅更大。在T1、T2、T3處理下，YN19單穗產(chǎn)量分別降低56.06%、86.36%和98.10%，XM26分別降低96.15%、98.07%和98.46%。

低溫脅迫對(duì)小麥的穗數(shù)影響不大，卻顯著降低小麥穗粒數(shù)。其中，YN19的T1、T2、T3處理分別減少52.74%、85.08%和98.04%，XM26分別減少95.77%、97.91%和98.30%。YN19的千粒重分別下降7.12%、8.09%和8.37%，XM26分別下降9.96%、15.24%和15.28%。因此，藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響為穗粒數(shù)>粒重>穗數(shù)。

表3 藥隔期低溫脅迫穗粒數(shù)與各指標(biāo)的相關(guān)性

注:*表示0.05顯著水平；**表示0.01 極顯著水平。

2.5 小麥穗粒數(shù)與干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運(yùn)及分配指標(biāo)的相關(guān)性

對(duì)2個(gè)小麥品種結(jié)實(shí)粒數(shù)與干物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運(yùn)及分配指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。藥隔期低溫脅迫后，穗粒數(shù)與干物質(zhì)重、DMT、CDMT、DMAA和籽粒分配比例呈極顯著正相關(guān)，與CDMAA和莖鞘+葉分配比例呈極顯著負(fù)相關(guān)。

3 討論

3.1 藥隔期低溫脅迫對(duì)不同抗寒性品種小麥積累轉(zhuǎn)運(yùn)及分配的影響

“源”、“庫(kù)”是產(chǎn)量形成的兩個(gè)方面，產(chǎn)量高低既依賴于“庫(kù)”的容量，又取決于“源”的生產(chǎn)和光合產(chǎn)物的運(yùn)輸能力[18]。低溫會(huì)抑制作為“源”器官葉片的光合作用[19-20]，灌漿物質(zhì)“源”不足，導(dǎo)致小麥干物質(zhì)積累量下降。本試驗(yàn)中，低溫脅迫顯著降低了小麥植株和各器官干物質(zhì)的積累量。小麥產(chǎn)量是由花前莖葉貯存物質(zhì)的再分配和花后光合產(chǎn)物積累形成的[21]，低溫脅迫導(dǎo)致花前植株光合作用貯存于葉片、莖稈和葉鞘的養(yǎng)分減少，不足以為籽粒提供物質(zhì)來(lái)源，因此各低溫處理后小麥CDMAA顯著增加。本研究表明，低溫使干物質(zhì)在小麥穗部的分配比例下降，但莖鞘+葉片分配比例上升，這可能是因?yàn)樾←溓o稈的輸導(dǎo)組織受損，阻礙了同化物向籽粒的運(yùn)輸，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)更多地滯留在葉片和莖鞘等非生殖器官中。

小麥的抗寒性是一個(gè)受多種因素影響的復(fù)雜數(shù)量性狀，不同抗寒性品種的抗寒機(jī)制也不盡相同?？购芰?qiáng)弱不同的小麥，在各低溫脅迫下的干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)及分配過(guò)程也存在差異?？购芰?qiáng)的小麥具有較強(qiáng)的自我保護(hù)機(jī)制[22]，可緩解低溫逆境下小麥?zhǔn)軅Τ潭龋铣筛嗟母晌镔|(zhì)，運(yùn)輸光合產(chǎn)物的能力更強(qiáng)，從而獲得更高的產(chǎn)量。本試驗(yàn)中，YN19轉(zhuǎn)運(yùn)到穗部的同化物更多，表明小麥抗寒力強(qiáng)有利于花前花后同化物的生產(chǎn)、積累及其向籽粒中運(yùn)輸與分配。最終YN19穗粒數(shù)下降幅度顯著低于抗寒力弱的品種XM26，這是其在低溫脅迫下獲得較高產(chǎn)量的主要原因。因此，對(duì)于易發(fā)生倒春寒危害的小麥生產(chǎn)地區(qū)而言，生產(chǎn)上應(yīng)首選抗倒春寒能力強(qiáng)的小麥品種，從而緩解倒春寒災(zāi)害對(duì)小麥產(chǎn)量造成的損失。

3.2 藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

在小麥不同生育時(shí)期低溫脅迫對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響不同。陳思思等[23]研究發(fā)現(xiàn)，拔節(jié)期低溫導(dǎo)致小麥幼穗受凍，造成部分莖蘗凍死，穗數(shù)顯著減少，這是造成減產(chǎn)的主要原因。張軍等[24]指出，孕穗期低溫脅迫使小麥穗粒數(shù)顯著下降，但對(duì)千粒重的影響不大。吳青霞等[25]研究發(fā)現(xiàn)，藥隔期低溫脅迫對(duì)小麥的減產(chǎn)效應(yīng)主要源于單株穗數(shù)的減少，產(chǎn)量構(gòu)成中以單株穗數(shù)的下降最為明顯。本研究中，造成小麥減產(chǎn)的主要原因是穗粒數(shù)的減少，低溫對(duì)穗數(shù)的影響不顯著，這與前人研究存在差異?？赡苁且?yàn)榍叭搜芯恐械蜏孛{迫的時(shí)間較長(zhǎng)，使小麥主莖和大分蘗凍死，導(dǎo)致穗數(shù)減少。而在實(shí)際生產(chǎn)中大田倒春寒災(zāi)害的發(fā)生并不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的低溫。研究指出[26]，倒春寒在凌晨2:00—6:00時(shí)段發(fā)生頻率最高，本試驗(yàn)根據(jù)安徽省小麥倒春寒的發(fā)生規(guī)律，在凌晨1:00—5:00進(jìn)行低溫處理，更為符合大田自然降溫規(guī)律。因此，藥隔期低溫脅迫主要減少干物質(zhì)自“源”器官葉片向“庫(kù)”器官穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致小麥穗部營(yíng)養(yǎng)供給不足，影響小穗小花發(fā)育，減小“庫(kù)”容量[27]，從而導(dǎo)致穗部結(jié)實(shí)率降低和產(chǎn)量下降。

今后將進(jìn)一步結(jié)合CERES-Wheat、CropSyst和WOFOST等[28]生長(zhǎng)模型探索干物質(zhì)積累過(guò)程機(jī)理，深入研究低溫脅迫與干物質(zhì)積累的定量關(guān)系，從而為中國(guó)小麥生產(chǎn)的防災(zāi)減災(zāi)和提質(zhì)增效提供理論依據(jù)。

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Effects of low temperature stress at anther connective stage on dry matter accumulation,translocation and distribution and grain yield of wheat

KE Yuanyuan1,2, CHEN Xiang1, ZHANG Lele1, ZHANG Yan1, XU Hui1, Muhammad Ahmad Hassan1,JIANG Gang1, LIN Feifei1, WEI Fengzhen1, LI Jincai1,2

(1. School of Agronomy, Anhui Agricultural University, East China Crop Cultivation Scientific Observation Station, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Hefei 230036；2. Collaborative Innovation Center of Modern Crop Production in Jiangsu Province, Nanjing 210095)

To quantify the impact of low-temperature stress on winter wheat productivity, two wheat cultivars Yannong-19 (YN-19, tolerant to cold stress) and Xinmai-26 (XM-26, sensitive to cold stress) at anther connective phase, were subjected to different temperature levels (T1: 2 ℃/4 h, T2: 0 ℃/4 h, T3: –2 ℃/4 h) with a constant duration of 4 hours in a controlled chamber. During the experiment, dry matter translocation, distribution, and accumulation were recorded and analyzed with respect to final grain yield. Analysis results undoubtedly illustrated that wheat exposure to cold stress at the critical anther connective stage cause a severe reduction in dry matter accumulation, consequently decreased the final wheat yield. A significant difference in dry matter accumulation has been observed within two cultivars as one is prone and the other tolerant to cold stress. As results of T1, T2 and T3, YN-19 showed 33.4%, 46.2%, and 54.7% reduction in dry matter, while in XM-26 it declined by 50.1%, 59.3%, and 72.4%, respectively. Additionally, dry matter accumulation and distribution substantially reduced under cold stress. Thus, dry matter proportion in grains, rachis + glume, stem sheath, and leaves decreased significantly in all treatments compared to control (CK). Similarly, agronomic traits like the number of grains per spike, 1000-grain weight, and final grain yield were also drastically reduced in YN-19 by 56.06% (T1), 86.36% (T2), 98.10% (T3); and of XM-26 by 96.15% (T1), 98.07% (T2), 98.46% (T3), respectively. Low temperature stress in wheat at anther connective stage cause significant reduction in dry matter accumulation. Prior to anthesis, it severely disrupts the transport efficiency which results in uneven distribution of grain dry matter content. Moreover, cold stress affects the normal floret development by restricting photosynthates distribution in spikes, subsequently followed by shorter, pinched and reduced number of grains per spike. It recognized as primary causes of substantial yield losses.

wheat; anther connective stage; low temperature stress; dry matter; grain yield

S512.1

A

1672-352X (2021)05-0701-06

10.13610/j.cnki.1672-352x.20211105.010

2021-11-10 10:25:43

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20211109.1622.004.html

2020-12-08

“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題(2017YFD0300408)和安徽省自然科學(xué)基金(2008085QC122)共同資助。

柯媛媛，碩士研究生。E-mail：keyuanyuan916@163.com

通信作者:李金才，博士，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail：ljc5122423@126.com