日本落叶松、长白落叶松及其杂种光合作用比较——落叶松高光效育种探索研究

摘要

本文以日本落叶松(Larix kaempferi Carr.)、长白落叶松(L. olgensis Herry.)、日本落叶松×长白落叶松(Larix kaempferi×L. olgensis)杂种、长白落叶松×日本落叶松(Larix olgensis×L. kaempferi)杂种为研究对象，对落叶松高光效育种进行了探索研究，具体包括：
　　为研究日本落叶松、长白落叶松、日本落叶松×长白落叶松杂种、长白落叶松×日本落叶松杂种光合日变化规律及落叶松光合限制因素，于2007年8月和2008年8月底至9月初对落叶松幼树进行光合生理指标日变化的测定，试验在辽宁清原大孤家林场的落叶松无性系评比林中进行。结果表明：落叶松Pn日变化曲线为双峰型（或假单峰型），上午8：00～9：00Pn达到峰值，14：00左右降到低谷，下午或在15：00有一小高峰或没有；10：00之前是其吸收 CO2的最佳时段。Pn日均值排序为：长×日杂种＞日×长杂种＞长白落叶松＞日本落叶松。蒸腾速率日变化为双峰曲线，早上7：00的蒸腾速率为一天中最低的，最大值出现在9：00~10：00左右，11：00略有下降之后马上又形成另一个高峰；蒸腾速率日均值的排序为长白落叶松＞长×日杂种＞日×长杂种＞日本落叶松。水分利用效率（WUE）为单峰曲线或“L”型曲线，9：00之前的WUE明显高于其他时段，且杂种高于纯种，9：00之后种间差别很小。气孔导度日变化为单峰曲线，9：00达到峰值，11：00之后保持在一个较恒定的值。在高温、强光环境下，落叶松Pn日变化具有严重的光合“午休”现象，光合改良潜力较大。中午光合量子效率的降低不是光合“午休”的主要原因，根据Pn、气孔限制值、胞间CO2浓度的变化趋势，认为落叶松光合“午休”主要受气孔因素限制。
　　以实生采穗园中的采穗母株为研究对象，对日本落叶松与日×长杂种、长白落叶松与长×日杂种、日×长杂种与长×日杂种间进行了光响应曲线和CO2响应曲线的对比测定，以比较它们光合效率的高低。结果表明，日本落叶松与日×长杂种相比，最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、表观量子效率、暗呼吸速率、光合能力、CO2饱和点、CO2补偿点都表现出优势，但羧化效率、光呼吸速率没有差别。长白落叶松与长×日杂种相比，表观量子效率、CO2补偿点表现出优势，暗呼吸速率表现出劣势，而羧化效率、光呼吸速率、光补偿点没有差别。日×长杂种与长×日杂种相比，羧化效率、光呼吸速率、CO2补偿点稍稍表现出劣势，而表观量子效率、暗呼吸速率、光补偿点没有差别。以实生采穗园中的采穗母株为研究材料，对3个不同母本与同一多父本混合花粉杂交组合家系及3个同一母本与不同单一父本杂交组合家系进行了光响应曲线及CO2响应曲线的测定，以分析父母本对日×长杂种光合性状的影响。结果表明，不同母本与同一多父本混合花粉杂交组合间的表观量子效率、暗呼吸速率、羧化效率存在显著差异，光补偿点、CO2补偿点存在极显著差异，其他指标差异不显著，表现出较强的母本效应；同母本与不同父本杂种组合间只有暗呼吸速率差异达到极显著水平，其他指标差异不显著，表现出较弱的父本效应。在高光效亲本选择时，应特别重视母本选择。
　　为研究落叶松光合与生长量的关系，对日本落叶松、长白落叶松、日×长杂种、长×日杂种幼树的树高、净光合速率（Pn）日均值、暗呼吸速率、物候期、形态性状进行了测定。研究表明，虽然日本落叶松的Pn日均值最低，但是它有最长的生长期和较大的全株总叶面积及较低的暗呼吸速率，这些优势帮助其拥有较高的生长量；长4C虽然暗呼吸速率最低，但 Pn日均值、生长期、全株叶面积均最小，故生长表现最差。在不考虑物候期、形态性状等差异的情况下，Pn日均值并不能合理解释生长量差异。在进行高光效亲本或高光效子代选择时，必须参考形态、物候指标及生长表现。

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表目录

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第一章 绪 论

1.1引言

1.2国内外研究现状及评述

1.3研究目标和主要研究内容

1.4研究技术路线

第二章 日本落叶松、长白落叶松及其杂种光合生理指标日变化研究

2.1试验材料与研究方法

2.2结果与分析

2.3 结论与讨论

第三章 日本落叶松、长白落叶松及其杂种光合效率比较研究

3.1试验材料与方法

3.2结果与分析

3.3 结论与讨论

第四章 日本落叶松×长白落叶松杂种光合性状的父、母本效应研究

4.1试验材料与方法

4.2结果与分析

4.3 结论与讨论

第五章 日本落叶松、长白落叶松及其杂种光合、物候、形态性状比较研究

5.1 材料与方法

5.2结果与分析

5.3 结论与讨论

第六章 结论与讨论

6.1结论

6.2讨论

6.3展望

参考文献

附录Ⅰ 符号索引及说明

附录Ⅱ Pn日变化图

在读期间的学术研究

致谢