七个甘蔗品种叶片解剖结构特征与光合能力和耐旱性的关联

摘要

甘蔗（Saccharum officinarum L.）是重要的糖料作物，典型的C4植物，光合能力强。在当前气候变暖、干旱加剧的情况下，甘蔗的生产受到很大影响，甘蔗抗旱性研究是生产上的一个重要命题。本文选择抗旱能力差别较大的7个甘蔗材料，即强抗旱性的GT11、GT47，中抗旱性的GT46、GT49、ROC22和弱抗旱性的G98-56、YUE60，设置桶栽控水和干旱复水实验。在干旱处理前取样测定七个甘蔗品种叶片的解剖结构、光合特性、耐旱性，比较品种之间的差异;在控水期不同时段以及复水处理1、3、5天后测定不同抗旱性甘蔗品种光合特性及水力特征的变化，分析它们的水碳协调关系。结果为:1）叶片厚度、表皮厚度、叶肉细胞厚度表现为强抗旱＞中等抗旱＞弱抗旱品种;2）抗旱性强的品种叶脉密度显著高于抗旱性较弱的品种，气孔密度、叶脉密度和净光合速率正相关;3）强抗旱性品种的叶片具有较高的维管束鞘面积比率(BS∶M)，这种维管束鞘面积比率与净光合速率、水分利用效率正相关，与叶片膨压丧失点负相关。4）叶片耐失水能力与净光合速率正相关;5）叶片水分运输能力与净光合速率、气孔导度正相关;6）干旱处理过程中，甘蔗的光合能力、叶片导水率下降。复水后，抗旱性较强的甘蔗品种基本能恢复到对照水平，而抗旱性弱的品种不能完全恢复，且光合机构发生了不可逆的损伤。这些结果表明，抗旱性强的甘蔗品种更具碳水代谢优势，它们的高维管束鞘面积比率，既提高了叶片供水能力，又提高叶片CO2浓缩能力，进而利于获得高光合速率。同时，甘蔗的耐旱性与光合能力保持协调，叶片水分运输能力与光合能力、气体交换特征具有协同关系。抗旱性强的甘蔗品种在遭受水分胁迫时，受水力特征影响小，复水后可以恢复到对照水平。这些结果和结论对甘蔗抗旱栽培和育种具有重要指导意义，也为解释C4草本植物高光合效率提供了新证据。

目录

声明

摘要

缩写及单位

1．1 干旱对植物的影响

1．2 干旱对甘蔗生产的影响

1．3 甘蔗抗旱性的研究现状

1．4 植物叶片的水力结构

1．5 植物叶片的水分平衡

1．6 植物光合水分关系

1．7 研究目的、意义及主要内容

第二章 材料与方法

2．1 研究地点及实验材料

2．1．1 研究地点

2．1．2 实验材料

2．2 实验设计

2．3 实验方法

2．3．1 土壤含水量的测定

2．3．2 叶片解剖的测定

2．3．3 叶片光合特性的测定

2．3．4 膨压丧失点的测定

2．3．5 叶片导水率的测定

2．4 统计分析

第三章 结果与分析

3．1 甘蔗抗旱性的判断

3．2 甘蔗叶片解剖结构

3．3 甘蔗叶片解剖结构与功能性状的相关性

3．4 干旱处理和复水过程中甘蔗的水分状况

3．5 干旱处理和复水过程中甘蔗叶片水力特征的变化

3．6 干旱处理和复水过程中甘蔗光合作用的变化

3．7 干旱处理和复水过程中甘蔗叶绿素荧光参数的变化

3．8 干旱处理和复水过程中叶片的水分利用关系

第四章 讨论与结论

4．1 甘蔗叶片形态结构特征以及相关关系

4．2 甘蔗叶片水分关系相关功能特征

4．3 甘蔗叶片的耐旱性及功能性状的关系

4．4 光合作用对干旱处理的响应

4．5 水分关系对干旱处理的响应

4．6 复水后的生理响应

4．7 结论

参考文献

附录

致谢

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