薛泉宏
放线菌农用研究(20):放线菌能加快小麦幼穗发育
2019-9-11 17:43
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标签:放线菌, 小麦

   小麦幼穗发育影响小麦成穗率、穗大小及结实性,决定小麦产

影响小麦幼穗发育的主要因素有温度、光照、水分、养分、内源激素及播期等。

在影响小麦幼穗发育的诸多因素中,光照、温度等自然因素大多不可人为调控。

在田间管理中,为幼穗发育创造良好条件,调节小麦幼穗发育,是小麦穗大粒多,获得高产的关键。

小麦幼穗分化过程一般分为生长锥伸长期、单棱期、二棱期、护颖分化期、小花分化期、雌雄蕊形成期、药隔形成期和四分体形成期8个时期。

分化过程对小麦幼穗的小穗数、小花数及后续小花授粉结实有重要影响。

 我们在研究放线菌的促生作用时发现,链霉菌剂种子包衣能显著促进小麦幼苗生长,提高小麦诱导抗性;能促进玉米吐丝抽雄及成熟提前,产量提高10%左右(放线菌对玉米发育进程的促进作用发现 )。

 我们在研究放线菌种子包衣的促生作用时,还有一个重要发现:

 链霉菌剂种子包衣接种对小偃22小麦穗发育有显著促进作用,对小麦幼穗原基分化有显著影响:能加快小麦幼穗分化,使分化期提前。

 该发现对探索采用微生物制剂促进小麦幼穗分化,增加小麦穗粒数,提高小麦产量提供了新思路及技术途径;对放线菌小麦种子包衣的增产机理揭示有重要意义。

 小麦种子菌剂包衣处理与对照的比较如下:

 1.幼穗生长锥伸长期(A)与单棱期(B)

  图1A显示,在生长锥伸长期,菌剂处理的生长锥长度较对照显著增加。生长锥a的长度呈现T5/2>T5>CK的趋势。

  从图1B看出,在单棱期,菌剂处理小穗原基c的凸起程度远高于对照,当两个菌剂处理生长锥上的小穗原基c凸起已相当明显时,对照的生长锥仍然保持光滑状态,尚无明显的小穗原基c出现。小穗原基c凸起程度呈现T5>T5/2>CK的趋势。



图1. 小偃22幼穗生长锥伸长期(A)与单棱期(B)

a:穗生长锥;b:叶原基;c:小穗原基

CK,对照,种子未包衣;T5/2,T5分别为菌粉包衣量为2.5mg/粒,

5.0mg/粒(图2,3的T与图1相同)

  2.二棱期至护颖分化期

  从图2A和图2B看出,在二棱期至护颖分化期,对照小麦已完成分化的小穗原基较少,仅有16个/穗,菌剂处理小穗原基数量要显著多于对照,为19个/穗。当对照小麦的幼穗正处在二棱期,小穗原基上仅出现5个/穗小花原基,未分化出其他穗结构时,菌剂处理幼穗上的大部分小穗已进入护颖分化期,已出现27-30个/穗小花原基,同时出现3个/穗雌雄蕊原基:小穗原基上面已明显分化出小穗顶端生长锥d、小花原基e、外稃f、颖片g等结构。


图2. 小偃22幼穗二棱期至护颖分化期(A:穗正面,B:穗侧面)

c:小穗原基;d:小穗顶端生长锥;e小花原基;f:外稃;g:颖片;h:顶端小穗

 3.雌雄蕊原基分化期

  从图3A和图3B看出,在雌雄蕊原基分化期,在对照和处理的小穗原基上,部分小花原基都有雌蕊原基j、雄蕊原基k分化形成;但在对照的小花原基上,分化形成的雌、雄蕊原基数量较少,且分化程度低;从对照小穗原基的第一朵小花原基上分化出的雌、雄蕊原基数量少,而从菌剂处理小穂原基上的第一朵小花原基上分化出的雌、雄蕊原基数量多。

图3. 小偃22幼穗雌雄蕊原基分化期 (A:穗正面B:穗侧面)

i:幼花;j:雌蕊原基;k:雄蕊原基

  从表1可知,在小麦幼穗分化过程中,与对照相比,菌粉包衣处理在二棱期较先分化出小穗原基,包衣处理与对照差异显著。

 在护颖分化期,菌粉包衣处理较先分化出小穗原基和小花原基,T5/2和T5处理的小穗原基数分别较对照增加17.3%和16.0%,小花原基数分别较对照增加542.6%、474.5%。

 在小花原基分化期,菌剂包衣处理与对照的顶端花原基数差异显著。 

 随着幼穗继续分化,进入雌雄蕊原基分化期,菌粉种子包衣处理与对照的各种性状差异逐渐减小,说明菌剂处理仅加速了幼穗的分化进程,使各分化期提前,但对小穗数量无显著影响。

  本研究发现,适量菌剂种子包衣能促进小麦幼穗发育,增加小偃22号小麦生长锥伸长程度,显著增加小麦二棱期、护颖分化期的小穗原基数、小花原基数及小花原基分化期的顶端小穗原基数,加速穗分化进程,促进小麦开花提前。

  该现象的发生机制尚不清楚。

  穗发育进程提前对小麦产量的影响尚待研究。

  

  上述研究的详细资料见刘玉涛硕士学位论文:

  两株链霉菌对小麦玉米的促生增产作用及机理研究

  (西北农林科技大学,2017)


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