水稻根系干旱胁迫对叶片光合荧光特性的影响

摘要

为揭示水稻根系胁迫对叶片光合荧光特性的影响，本试验采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理的方法，在水培条件下，以水稻品种籼稻两优培九、粳稻豫粳六号和早稻738为试验材料，设计不同的水分梯度和选用不同基因型水稻品种，研究短时(0-30min和0-150min)水分胁迫下水稻叶片光合特性及叶绿素荧光诱导动力学参数的内在机理。试验结果如下:
　　1.150min短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片光合特性的影响结果表明:水稻净光合速率、叶片气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、光合羧化效率(CE)呈现下降的变化趋势，均在处理开始的30min内下降速率较快，而后的30-90min内下降趋势较为缓和，90min之后下降速率又较快。不同基因型水稻品种存在差异，净光合速率干旱处理150min后两优培九、豫粳六号和738品种分别比初始下降了77.71％、74.59％、80.83％;叶片气孔导度(Gs)干旱处理150min后两优培九、豫粳六号和738品种分别比初始下降了86.74％、88.82％、87.52％;胞间CO2浓度(Ci)处理60min时两优培九、豫粳六号和738三个品种分别比初始下降了23.02％、32.00％、21.29％，处理结束时又分别比60min是上升了70.87％、51.18％、13.27％;蒸腾速率(Tr)处理150min后两优培九、豫粳六号和738三个品种蒸腾速率分别比初始下降了53.67％、70.89％、83.49％;水分利用效率(WUE)呈现出较为复杂的变化趋势，基本上呈现倒S型的变化趋势，即在处理始期的30min之内，水分利用效率缓慢下降，而后30-90min左右又有升高的趋势，90min后下降趋势又比较明显，不同品种间差异也较大，在整个胁迫过程中两优培九、豫粳六号和738三个品种水分利用效率基本在60-90min左右上升到最高，分别比处理前上升了4.22％、7.75％、43.19％，在150min时又降低到最低，两优培九和豫粳六号分别比处理前下降了51.88％、18.51％。
　　2.150min短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片荧光特性的影响结果表明:不同基因型水稻长时间水分胁迫条件下水稻叶片潜在光化学效率(Fv/Fm)、ΦPSⅡ（实际光化学效率）、Qp（叶片光化学猝灭系数）、ETR（电子传递速率）均呈现不同程度的下降趋势，水稻叶片非光化学猝灭(NPQ)呈现先上升而后下降的变化趋势，上升趋势较为缓慢，120min后不同品种又有不同程度的下降趋势，表明738和豫粳六号要较两优培九耐旱。
　　3.30min短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片光合特性的影响结果表明:不同基因型水稻品种净光合速率、气孔导度、羧化效率、蒸腾速率均呈现不同程度的下降趋势，干旱处理开始的10min内光合指标下降速率较为缓和，而处理15-30min后下降趋势较快。不同基因型水稻品种存在差异，两优培九＞豫粳六号＞738。干旱处理30min后两优培九、豫粳六号和738三个品种净光合速率分别比初始下降了25.94％、24.25％、30.43％，气孔导度分别比初始下降了25％、26.58％、34.96％，蒸腾速率分别比初始下降了27.59％、28.82％、38.08％，羧化效率分别比正常条件下下降了17.53％、23.84％、25.13％。
　　4.30min短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片荧光特性的影响结果表明:潜在光化学效率、实际光化学效率、光化学猝灭系数均呈现下降趋势，水分胁迫后15min下降较明显，随着胁迫时间延长，整体仍处于下降的趋势，不同基因型水稻品种差异较显著，水分胁迫30min后两优培九、豫粳六号和738品种潜在光化学效率分别比处理前下降了6.24％、6.22％、7.77％;叶片ΦPSⅡ分别比处理前下降了12.88％、9.98％、9.92％;光化学猝灭系数分别比处理前下降12.31％、12.16％、14.25％。
　　5.150min短时不同水分胁迫对水稻叶片光合特性的影响结果表明:150min短时不同水分胁迫过程中叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用率、羧化效率呈现快-慢-快三段式的变化趋势，处理0-30min呈现较快下降趋势，30-90min呈现较为平缓的下降趋势，90-150min下降速度又加快。不同处理与正常变化的分析表明:10％、20％处理与正常相比均达到显著差异，30％处理达到极显著差异。可见水稻在重度干旱胁迫下，随着胁迫时间的延长，光合指标下降的速度较快。CO2浓度呈现30％胁迫处理后0-60min胞间CO2浓度处于下降的变化趋势，下降为处理前的24.71％，60min之后胞间CO2浓度又有上升的趋势，不同处理间存在明显差异，10％和20％在处理150min后分别比初始下降了30.43％、34.50％.气孔导度呈现慢-快-慢的变化趋势，30％达到极显著水平，20％达到显著水平，10％未达到显著水平。
　　6.150min短时不同水分胁迫对水稻叶片荧光特性的影响结果表明:潜在光化学效率、实际光化学效率、光化学猝灭系数、电子传递效率均呈现不同程度的下降趋势，不同水分胁迫间差异较显著，10％处理下降速度低于20％和30％，经过分析，10％处理未达到显著水平，20％和30％达到显著水平.

目录

声明

致谢

摘要

缩略词表

1 文献综述

1．1 干旱胁迫下条件作物根系的生理学效应

1．2 根系干旱胁迫条件下对叶片光合特性的影响

1．2．1 气孔限制下叶片光和指标的研究进展

1．2．2 叶绿体荧光诱导动力学参数研究进展

1．2．3 非气孔限制下叶片的光合及相关指标特性

2 引言

3 材料与方法

3．1 试验设计

3．2 试验方法

3．2．1 光合特性测定

3．2．2 荧光诱导动力学参数测定

3．2．3 实验要求

4 结果与分析

4．1 30min短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片光合荧光特性的影响

4．1．1 30min短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片光合特性的影响

4．1．2 30min短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片荧光特性的影响

4．2 短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片光合荧光特性的影响

4．2．1 150min短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片光合特性的影响

4．2．2 150min短时水分胁迫对不同基因型水稻叶片荧光诱导动力学参数的影响

4．3 150min短时不同水分胁迫对水稻叶片光合荧光特性的影响

4．3．1 150min短时不同水分胁迫对水稻叶片光合特性的影响

4．3．2 150min短时不同水分胁迫对水稻叶片荧光特性的影响

5 结论与讨论

5．1 不同水分胁迫对叶片光合特性的影响分析

5．2 不同水分胁迫对叶片荧光诱导动力学学参数的影响分析

5．3 PGE模拟干旱胁迫对3种不同基因型水稻叶片光合荧光特性的影响分析

5．4 存在问题及注意事项

5．5 展望

参考文献