大豆叶绿素缺乏突变体发育过程中光合特性的研究

摘要

大豆是我国最重要的油料作物。在现有基础上提高大豆的光能利用效率对于揭示光合作用的光能转化机理、大幅度增加单位面积的大豆产量具有极其重要的意义。
　　 本文中突变体属田间自然突变。对突变体和野生型两个大豆品种的光合色素组成进行比较，结果表明突变体幼叶的叶绿素含量显著低于野生型，呈现明显的芽黄性状。进一步研究幼叶、功能叶不同发育阶段光合作用以及叶绿素荧光特性，以期了解突变体和野生型在不同生育期大豆叶片光合作用的特性及规律，为大豆高产育种和栽培提供理论依据。
　　 幼叶阶段，研究了田间条件下大豆叶绿素缺乏突变体以及野生型叶片逐步展开过程中的叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光动力学等特性，并分析了二者在叶片展开过程中吸收光能分配的差异。结果表明：在幼叶阶段，影响光合速率降低的因素主要是叶绿素含量的降低。叶绿素缺乏导致突变体大豆有活性的PSⅡ反应中心数目减少，每个反应中心的光能吸收和激发能捕获增加，但是PSⅡ电子传递受阻，致使每个反应中心的激发能耗散增加。与野生型相比，突变体大豆叶片所吸收的能量中分配给热耗散的能量较多，而过剩的激发能较少；同时随着叶绿素含量降低，光合电子传递中向光呼吸分配的比例增大。
　　 为了进一步探讨该大豆叶绿素缺乏突变体功能叶光合作用的特性，本研究选择不同生育期测定了田间自然条件下大豆的光响应曲线、光合速率、气体交换参数的日变化和叶绿素荧光特性。结果表明：田间自然条件下突变体功能叶的光合速率高于野生型，制约光合速率的主要因素不再是叶绿素含量而是气孔限制。对光强的响应说明突变体在不同生育期利用光的范围更广，能够更好的利用弱光和耐受强光。比较突变体和野生型的光合功能期和日同化量，都说明了突变体更具有高产的物质基础。

目录

文摘

英文文摘

缩略语表

第一章 文献综述

1 关于大豆生产与光合生理研究的关系

2 叶绿素缺乏突变体的类型及相关研究

3 叶绿素缺乏对光合机构的影响

3.1 对叶绿体超微结构的影响

3.2 对叶片可溶性蛋白的影响

3.3对类囊体膜色素蛋白的影响

4 叶绿素缺乏对光合功能的影响

4.1 对光合速率和效率的影响

4.2 对热耗散的影响

4.3 对光抑制的影响

5 不同发育阶段叶片的光合作用特点

6 展望

第二章 叶绿素缺乏对大豆叶片发育过程中光系统Ⅱ和光能分配的影响

1 材料方法

1.1 材料种植

1.2 叶绿素含量的测定

1.3 气体交换和荧光淬灭动力学参数的测定

1.4 快速荧光诱导动力学的测定

1.5 光能分配与电子传递速率的计算公式

2．结果与分析

2.1 叶绿素含量变化

2.2 光合速率的变化

2.3 快速叶绿素荧光诱导动力学参数的分析

2.4 叶片吸收光能分配的差异

2.5 光合电子传递分配于光呼吸的差异

3．讨论

第三章 叶绿素缺乏对大豆成熟叶片光合功能的影响

1 材料与方法

1.1 光合色素含量的测定和光合功能期的计算

1.2 气体交换参数的测定

1.3 光合-光响应特性的测定

1.4 叶绿素荧光诱导动力学参数测定

2 结果与分析

2.1 叶片发育过程中色素含量的变化

2.2 突变体和野生型大豆在发育过程中气体交换参数的变化

2.3 突变体和野生型大豆叶片的光合作用一光响应特性

2.4 突变体和野生型大豆气体交换参数的日变化特征与CO2日同化量

2.5 不同生育期突变体和野生型大豆叶片的叶绿素荧光特性

3．讨论

全文结论

参考文献

附录：攻读硕士学位期间学术论文的发表情况

致 谢