Impact of elevated CO2 and heat stress on wheat pollen viability and grain production

开花 花粉 生物 栽培 热应力 农学 产量(工程) 基因型 园艺 植物 动物科学 基因 材料科学 遗传学 冶金
作者
A. I. Bokshi,Daniel K. Y. Tan,Rebecca Thistlethwaite,Richard Trethowan,Karolin Kunz
出处
期刊:Functional Plant Biology [CSIRO Publishing]
卷期号:48 (5): 503-503 被引量:20
标识
DOI:10.1071/fp20187
摘要

Periods of high temperature and an expected increase in atmospheric CO2 concentration as a result of global climate change are major threats to wheat (Triticum aestivum L.) production. Developing heat-tolerant wheat cultivars demands improved understanding of the impacts of high temperature and elevated CO2 on plant growth and development. This research investigated the interactive effects of heat stress and CO2 concentration on pollen viability and its relationship to grain formation and yield of wheat in greenhouse conditions. Nineteen wheat genotypes and a current cultivar, Suntop, were heat stressed at either meiosis or anthesis at ambient (400 µL L–1) or elevated (800 µL L–1) CO2. Elevated CO2 and heat stress at meiosis reduced pollen viability, spikelet number and grain yield per spike; however, increased tillering at the elevated CO2 level helped to minimise yield loss. Both heat-tolerant genotypes (e.g. genotype 1, 2, 10 or 12) and heat-sensitive genotypes (e.g. genotype 6 or 9) were identified and response related to pollen sensitivity and subsequent impacts on grain yield and yield components were characterised. A high-throughput protocol for screening wheat for heat stress response at elevated CO2 was established and meiosis was the most sensitive stage, affecting pollen viability, grain formation and yield.

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