两种杂交水稻的生长和光合作用对UV-B辐射增强的响应

摘要

由于臭氧层衰减引起的紫外辐射(主要是UV-B)增强产生了一系列较为严重的生态学后果。水稻是世界上许多国家的主食，并提供了全球人类饮食中21％的能量、14％的蛋白质和2％的脂肪，因此研究UV-B辐射增强对水稻的影响具有重要意义，而目前国内很少报道关于UV-B辐射增强对水稻的影响。本文首先介绍了增强UV-B辐射对植物影响的研究方法，总结了UV-B辐射对植物的影响，并在此基础上研究了两种目前国内种植面积较广的杂交水稻两优培九和金优402对UV-B辐射增强的响应。 实验结果表明，在每天5小时共111天的增强UV-B辐射处理下，两优培九的生长受到轻微抑制。UV-B处理水稻的叶绿素含量在分蘖期比对照低，但在生长后期高于对照。用UV-B处理99天的水稻叶片的紫外吸收物质含量高于对照。在营养品质方面，UV-B处理的粗脂肪、粗蛋白和维生素B1含量与对照没有显著差异，但直链淀粉含量比对照显著高4.1％。通过测定植物叶片的光合放氧发现，增强UV-B辐射并没有对光合作用造成负面影响，以鲜重和叶绿素含量表示的光饱和光合速率分别比对照高45.2％和35.3％。测定水稻叶片的叶绿素荧光发现，无论是室外还是室内实验，增强UV-B辐射处理的水稻叶片更加耐受光抑制。与对照相比，D1蛋白快速周转在处理叶片耐受强光抑制方面发挥了更大作用。在叶片衰老过程中，对照和处理叶片PSII的最大量子效率没有显著差异。对照水稻感染稻曲病的谷粒数显著高于处理，这表明UV-B辐射能直接抑制病菌生长或增强水稻对病菌的耐受性。 同样，我们研究了UV-B辐射增强对金优402的影响。结果表明，对照和UV-B处理在叶片矿质营养组成、叶绿素含量、类胡萝卜素含量以及叶绿素a/b比值上差异较小。从生长参数的变化来看，增强UV-B辐射抑制了金优402的生长。处理水稻叶片的UV-B吸收物质含量和直链淀粉含量都显著高于对照，但酪氨酸含量显著低于对照。增强UV-B辐射没有对金优402的PSII最大量子效率产生负面影响，但降低其净光合速率。无论是室外还是室内实验，增强UV-B辐射处理的水稻更加耐受光抑制。这一点与两优培九相同，但D1蛋白快速周转和叶黄素循环在金优402耐受光抑制方面均发挥了重要作用。 对比两种水稻对增强UV-B辐射的响应，我们发现增强UV-B辐射并没有损伤水稻PSII，相反处理过的水稻更加耐受光抑制。UV-B辐射增强显著降低了金优402的地上部分干重、植株高度、每株分蘖数和每株穗数，但对两优培九影响不大。这可能是因为UV-B辐射增强对两优培九的光合作用产生促进作用，但显著降低金优402的净光合速率。此外，UV-B辐射增强处理的两种水稻的紫外吸收物质和直链淀粉含量都显著增加。

目录

文摘

英文文摘

华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明

第一章UV-B对植物的影响以及研究方法

第二章两优培九对UV-B辐射增强的响应

第三章金优402对UV-B辐射增强的响应

参考文献

在读期间撰写和发表的论文

致谢