不同生境下油菜高收获指数材料光合产物储藏与运输特点

摘要

甘蓝型油菜是重要的油料作物，营养价值丰富，是我国食用油的来源之一。由于食用油的进口依存率较大，油菜高产一直是重要的研究课题。云南临沧由于特殊的气候条件，油菜产量远远高于长江流域油菜主产区。目前的研究表明，收获指数可能是制约油菜高产的一个重要因素之一。因此本研究以重庆云南极端收获指数油菜为材料，分析它们在光合产物储存与运输方面的差异，以期阐述云南高产原因和重庆和云南高收获指数油菜的生理特征。本研究所用的2014年材料为从来自全国各地的321份材料中选取花期两地生长正常、整齐，生育期相近的38份材料，2015年材料为321份中收获指数差异明显的55份材料。两地同生育期取样测定各主要器官光合产物（蔗糖和淀粉）、细胞结构和光合产物合成与分解相关的酶活性。本研究主要内容包括：
　　⑴从2015的55份和2014年的38份油菜实验中得到：云南油菜花期各部位蔗糖含量高于重庆，为后期植物生长提供充足的营养物质，青荚期两地油菜各部位蔗糖含量差异不显著，收获期由于较多的分枝数和分枝角果数使得主序的茎秆、角果（包括皮和籽粒）蔗糖含量低于云南；青荚期、收获期角果皮和籽粒的淀粉含量分别降低，表明一部分淀粉被分解为蔗糖，供籽粒生长或向其他存储形式转变；青荚期角果柄韧皮部相对面积高于重庆，有利于光合产物的运输；叶片和角果皮的蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性较低，但酸性转化酶和淀粉酶活性极显著高于重庆，有利于蔗糖的合成；上述这些特点都为籽粒充分生长提供了充足的营养物质，使云南油菜达到超高产；品种和生长环境对油菜各部位蔗糖、淀粉含量影响很大，对于含油量影响较小；籽粒的蔗糖、淀粉含量和含油量呈反比，角果皮中除淀粉酶外，其他三种酶的活性都比叶片高，这说明了角果皮合成光合产物能力比叶片强，是油菜产量形成的主要光合器官。
　　⑵两年两地极端收获指数油菜实验得到：两地极端收获指数油菜各部位的蔗糖含量和籽粒含油量变化相同，茎秆和角果皮的蔗糖含量逐渐降低，籽粒蔗糖含量、含油量逐渐增加；两地极端收获指数油菜淀粉含量变化不同，重庆油菜茎秆淀粉含量先升后降，云南逐渐降低，重庆油菜角果皮和籽粒的淀粉含量重逐渐增加，云南相反；与收获指数的相关分析得到：重庆低收获指数油菜和云南高收获指数油菜各时期、部位的蔗糖含量与收获指数的相关方向上一致，重庆高收获指数油菜与云南低收获指数油菜与收获指数相关方向上一致，相关程度均不同，具体原因尚不清楚。两年淀粉的相关分析得到两地高收获指数油菜各部位淀粉含量与收获指数的相关性方向上基本一致，低收获指数无明显规律；云南极端收获指数油菜的角果柄韧皮部相对面积，蔗糖磷酸合成酶活性、酸性转化酶活性和淀粉酶活性较重庆高，这与总体均值的表现相同，蔗糖合成酶活性表现与均值不同，这是由于重庆高收获指数油菜角果皮的含量较高拉高了重庆油菜角果蔗糖合成酶活性的均值。
　　⑶云南高收获指数油菜具有以下特点：云南高收获指数油菜花期和青荚期叶片蔗糖含量较高，叶片合成蔗糖的能力较强；青荚期各部位淀粉含量较低有利于碳素向蔗糖转化，从而为植株生长提供充足的营养物质；籽粒含油量差异不明显，青荚期角果柄韧皮部相对面积较高，有利于光合产物运输；光合器官叶片和角果皮中的酸性转化酶活性较高，有利于蔗糖积累，淀粉酶活性较低，这可能与淀粉含量较低有关；叶片中较高的蔗糖含量可能抑制了蔗糖合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性；角果皮中较低的蔗糖含量可能是蔗糖合成酶活性较高的原因。
　　⑷重庆高收获指数油菜具有以下特点：重庆高收获指数油菜花期和青荚期叶片蔗糖含量高于低收获指数油菜，青荚期角果皮蔗糖含量较低；青荚期籽粒含油量较高，收获期差异不明显；高收获指数油菜角果柄韧皮部相对面积较低，不利于光合产物运输；光合器官叶片和角果皮的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、酸性转化酶活性较高，叶片淀粉酶活性较低，但角果皮淀粉酶活性较高，有利于淀粉降解为蔗糖，为籽粒运输营养物质。

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第一章 文献综述

1.1光合产物供应和分配的研究

1.2光合器官和光合产物运输过程的研究

1.3光合产物代谢有关的主要酶的研究

1.4研究目的及意义

第二章 材料与方法

2.1蔗糖和淀粉含量的测定

2.2 油菜籽粒含油量的测定

2.3角果柄韧皮部的切片结构研究。

2.4光合产物蔗糖和淀粉相关酶活性的测定

第三章 结果与分析

3.1蔗糖含量的结果分析

3.2淀粉含量的结果分析

3.3含油量的结果分析

3.4角果柄韧皮部相对面积的结果分析

3.5酶的结果分析

第四章 讨论

4.1蔗糖含量的讨论

4.2淀粉含量的讨论

4.3含油量的讨论

4.4角果柄韧皮部的讨论

4.5酶活性的讨论

第五章 结论与展望

参考文献

附录

致谢

硕士期间参与课题及发表论文情况