花后高温对小麦叶片光合特性的影响

摘要

小麦是世界上最重要的粮食作物之一，在国家粮食安全和社会经济发展中占有举足轻重的地位。近几十年来，全球气候变化不仅带来了平均温度的升高，也导致温度波动增加，短时的高温事件频发，高温胁迫已成为危害小麦生产的主要逆境之一。光合对高温反应极为敏感，并且直接影响小麦花后干物质的积累和籽粒产量的形成。因此，正确理解小麦叶片光合特性对高温胁迫的响应，将为未来气候条件下小麦的安全生产提供理论支撑。本研究选用温度敏感性差异显著的两个小麦品种扬麦16(热敏型)和徐麦30(耐热型)，利用人工气候室进行符合温度日变化规律的控温试验(高温处理时期分别为:开花期和灌浆期，高温水平T(Tmin/Tmax)分别为:T1(17/27℃)、T2(25/35℃)、T3(29/39℃)、T4(33/43℃)，高温持续时间分别为:3天(D1)、6天(D2)、9天(D3))，探明了花后高温胁迫对小麦叶片光合参数和荧光参数的影响，明确了高温对小麦叶片光合特性影响的动态规律。以下为本研究的主要结论:
　　1.花后高温处理期间，扬麦16和徐麦30叶片的最大净光合速率(Pn)和叶绿素含量(Chl(a+b))均呈下降趋势，而气孔导度(Cond)和胞间CO2浓度(Ci)则呈上升趋势，并且处理的温度越高、持续的时间越长，Pn和Chl(a+b)的下降幅度越大，Cond和Ci的上升趋势越明显。开花期各温度处理下叶片Pn和Cond的变化幅度小于灌浆期，而Chl(a+b)和Ci的变化幅度大于灌浆期，说明不同生育阶段的高温胁迫对叶片光合参数的影响程度不同。小麦下部叶位各光合参数受不同高温水平和高温持续时间的影响要大于上部叶位，即表现为顶三叶＞顶二叶＞旗叶，说明小麦下部叶位的叶片对温度更为敏感。扬麦16叶片Pn和Chl(a+b)的降幅以及Cond和Ci的增幅均大于徐麦30，表明扬麦16对高温胁迫更为敏感。此外，研究还发现高温水平对叶片各光合参数的影响要大于高温持续时间，原因可能是当处理温度达到一定阈值时，叶片的光合器官才会受到损害，超过阈值越多，叶片受损越严重;但如果低于阈值，即使延长高温持续时间，叶片也能通过自身调节逐渐适应，从而减弱高温损伤。高温胁迫解除后，扬麦16和徐麦30的Pn值在D2和D3处理下随生育期的推进而降低，但在D1处理下有明显的恢复，且处理期间的温度越高，高温处理结束后Pn恢复的越多，说明短暂的高温胁迫下，叶片能通过自身调节使得Pn能恢复到正常水平。
　　2.花后高温胁迫下，扬麦16和徐麦30叶片光系统Ⅱ反应中心的原初光化学效率(Fv/Fm)、最大荧光(Fm)和光化学猝灭系数(qP)均呈下降趋势，而初始荧光(F0)和非光化学猝灭系数(NPQ)则呈上升趋势，并且处理期间的温度越高、高温持续时间越长，Fv/Fm、Fm和qP的下降幅度越大，而F0和NPQ的上升趋势越明显。灌浆期各高温处理下叶片各荧光参数的变异大于开花期，说明灌浆期高温胁迫对小麦叶片光系统Ⅱ反应中心的影响大于开花期。小麦顶二叶各荧光参数受不同高温水平和高温持续时间的影响要大于旗叶，说明小麦下部叶位的叶片光系统Ⅱ反应中心对温度更敏感。扬麦16叶片Fv/Fm和qP的降幅以及F0和NPQ的增幅均大于徐麦30，表明扬麦16对高温胁迫更为敏感。此外，研究还发现高温水平对叶片各荧光参数的影响要大于高温持续时间，原因可能是叶片光系统反应效率的降低主要由qP的降低和NPQ的增加导致，而这两者对高温水平更加敏感。高温胁迫解除后，扬麦16和徐麦30的Fv/Fm值在D2和D3处理下随生育期的推进而降低，但在D1处理下有明显的恢复，且处理期间的温度越高，高温处理结束后Fv/Fm恢复的越多。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述与研究目的

1 花后高温对小麦叶片光合作用的影响

2 花后高温对小麦叶片荧光参数的影响

3 研究目的与意义

参考文献

第二章 研究思路与材料方法

1 研究思路与技术路线

2 材料与方法

2．1 试验设计

2．2 测试项目与方法

3 数据分析方法

附：调制式荧光仪测定的荧光参数定义及生物学意义

参考文献

第三章 花后高温对小麦叶片光合作用的影响

1 材料与方法

1．1 试验设计

1．2 测定项目和方法

1．3 数据处理与分析

2 结果与分析

2．1 花后高温胁迫对小麦叶片净光合速率的影响

2．2 花后高温胁迫对小麦叶片气孔导度和胞间CO2浓度的影响

2．3 花后高温胁迫对小麦叶片叶绿素含量的影响

3 结论与讨论

参考文献

第四章 花后高温对小麦叶片荧光参数的影响

1 材料与方法

1．1 试验设计

1．2 测定项目和方法

1．3 数据处理与分析

2 结果与分析

2．1 花后高温胁迫对小麦叶片Fv／Fm的影响

2．2 花后高温胁迫对小麦叶片Fm和F0的影响

2．3 花后高温胁迫对小麦叶片qP和NPQ的影响

3 结论与讨论

参考文献

第五章 讨论与结论

1 讨论

1．1 花后高温对小麦叶片光合作用的影响

1．2 花后高温对小麦叶片荧光参数的影响

2 本研究的特色与创新及今后的研究设想

2．1 本研究的创新与特色

2．2 不足之处与进一步研究的设想

3 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文