水分胁迫下不同基因型小麦光合特性的比较研究

摘要

光合作用是作物干物质积累和产量的基础，而干旱胁迫是抑制光合作用的重要环境因素。本试验利用盆栽水分胁迫模拟干旱条件，通过对栽培一粒、栽培二粒、普通小麦、陕253和长武134等五种基因型小麦光合参数和相关生理生化指标及生长产量指标的研究，探讨了水分胁迫对小麦光合特性影响的内在机理及进化规律。主要得到了以下结论： 1.水分胁迫对小麦光合作用的影响因小麦基因型的差异和所处生育阶段的不同而表现各异。拔节期除旱地品种长武134在水分胁迫下光合速率没有下降外，其余各基因型小麦光合速率的降幅在13.8％到24.6％之间，胞间CO2浓度总体上也有较大幅度的降低，说明拔节期水分胁迫对小麦光合速率的影响主要还是由于气孔因素的限制；而于花前期和灌浆期，虽然水分胁迫引起了小麦气孔导度降低，但胞间CO2浓度却基本没有显著下降，甚或有所上升，小麦光合速率的下降已主要由于非气孔限制造成。 2.各基因型小麦的Fv/Fm值在拔节期、花前期和灌浆期分别在0.831到0.856、0.842到0.863和0.823到0.859之间，种间差异均不明显，且在水分胁迫下都没有显著变化，这说明水分胁迫和基因型差异没有影响小麦的PSⅡ原初光化学反应；水分胁迫下各基因型小麦的Fv/Fo值在拔节期虽基本无下降表现，但在花前期和灌浆期却均有降低，说明PSⅡ潜在活性在拔节期后更易遭受水分胁迫的抑制；水分胁迫在花前期造成栽培一粒、栽培二粒、普通小麦、陕253和长武134qP的值下降，现代小麦陕253和长武134的降幅相对较大，在灌浆期进化小麦材料栽培一粒、栽培二粒和普通小麦下降，而陕253和长武134却没有下降，这说明现代小麦在形成产量的时期Q-A的重新氧化受水分胁迫影响较小，而在此前PSⅡ向QA的电子传递受水分胁迫抑制是现代小麦光合非气孔限制的重要因素；六倍体材料的非光化学猝灭系数qNP高于二倍体和四倍体材料，说明二倍体和四倍体小麦将捕获的光能利用于光合作用的能力较强。 3.随小麦由二倍体向四倍体、六倍体及现代小麦进化，表观电子传递速率(ETR)有增大趋势，其受水分胁迫影响的程度在花前期有加剧趋势，花前期栽培一粒、栽培二粒、普通小麦、陕253和长武134这五种小麦在水分胁迫下表观量子产额(AQY)的降幅分别为5％、7.47％、14.29％、33.3％和53.49％，光饱和Pn的降幅分别为8.8％、26.14％、23.25％、44.22％和51.29％，光饱和点整体上也是下降的，且这三个指标的降幅随进化程度提高有增大趋势，表明小麦在进化过程中能量转换系统受水分胁迫影响的程度加剧；而在水分胁迫下，小麦的羧化效率(CE)和RuBP再生速率也均下降，下降的程度在进化过程中呈先减小后增大的趋势，表明小麦碳同化系统受水分胁迫影响的程度有先减小后增大的特点。 4.水分胁迫下小麦的细胞膜透性增大，光合系统的膜结构遭受破坏，从而影响了光合作用。各基因型小麦的超氧化物歧化酶(SOD)活性在水分胁迫下都上升，拔节期平均上升10.79％，花前期平均上升15.56％，表现出一定的保护光合系统的抗氧化能力，现代小麦陕253和长武134在花前期SOD活性的上升幅度较大，分别达28.27％和20.88％，其在这一时期保护光合机构免受活性氧自由基伤害的能力较强。 5.灌浆期光合速率随进化程度提高呈下降趋势，现代小麦材料的叶面积比进化材料小，而总生物量基因型间差异不显著，然而收获指数和产量随进化程度提高而增大，说明在进化过程中产量的提高主要是由于收获指数的提高。

目录

文摘

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第一章文献综述

第二章试验材料和方法

第三章水分胁迫对不同基因型小麦光合参数的影响

第四章水分胁迫对不同基因型小麦其他生理生化指标的影响

第五章水分胁迫对不同基因型小麦生长和产量的影响

第六章主要结论

参考文献

致谢

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