高产杂交稻两优培九自然衰老过程中功能叶的光合生理特性研究

摘要

本文以全展后的两优培九三片功能叶为研究对象，从细胞水平及生理生化角度分别研究了叶片在自然衰老过程中叶绿体光能转化特性、蛋白组分变化和叶绿体超微结构的动态变化规律，为全面认识高产杂交水稻的光合生理生化特性提供有用的实验数据，对于水稻的播种密度和不同时期的田间管理具有一定的指导意义。主要研究结果如下：
　　 1、在两优培九自然衰老过程中，功能叶的叶绿素含量呈现先上升后下降的趋势，倒三叶叶绿素含量下降的速度最快，到衰老后期仅为全展7天的39.5％。功能叶的净光合速率、光合磷酸化活性、希尔反应活力、Ca2+-ATP酶活力和Mg2+-ATP酶活力都是在全展初期逐渐上升，到第14天达峰值，之后迅速下降，且净光合速率大小是剑叶>倒二叶>倒三叶。三片功能叶的放氧活性和ATP含量在全展初期就达到一较高水平，此后逐渐下降。且同一生长时期内的三片功能叶中剑叶的ATP含量最高，倒二叶其次，倒三叶最低。
　　 2、用SDS-PAGE分离的叶绿体蛋白，基本上可以得到10-20条条带，分离到的蛋白多肽组分主要包括66.2 kD、47 kD、43 kD、32 kD、28 kD、25 kD、23 kD和17 kD。其中，66.2 kD、47 kD、32 kD、28 kD和25 kD多肽组分在水稻的整个衰老过程中无明显变化，只是在全展后35d稍有降解；而43 kD、23 kD和17 kD多肽组分在衰老过程中逐渐降解，43 kD的降解速度最快，至生育后期(全展后35d)已基本丢失。不同叶位的功能叶的多肽组分在全展14天内基本没有区别，而全展21天时，图中可见43 kD的多肽组分在剑叶和倒二叶中存在，而在倒三叶中已基本消失，到全展35天时，在三片功能叶中都已消失。
　　 3、功能叶衰老过程中，SOD、CAT活性在三片功能叶中都呈下降趋势，POD呈先上升后下降，且三种抗氧化酶都是在剑叶中活性最高。MDA和O2-含量在三片功能叶中呈上升趋势，可溶性蛋白和糖含量随着衰老的进程而逐渐降低，且剑叶中的可溶性蛋白和糖含量均显著高于倒二叶和倒三叶。说明在两优培九衰老的早期三片功能叶共同维持着水稻的光合产物向籽粒中转运，而后期剑叶在进一步增加光合产物中起主要作用。
　　 4、本试验中剑叶衰老早期叶绿体个体一般较小，形态多为狭长的椭圆形。
　　 此时，核体积也较小，外形圆滑，核膜核孔清晰，核内核质浓密而均匀。细胞内细胞器也很丰富，尤其是以线粒体为多，且多靠近于叶绿体或者核周围。随着时间的推移，叶绿体体积有所膨大，基粒松散，淀粉粒增多，可以观察到有嗜锇滴的出现?随着衰老的进程，嗜锇滴数目增多，体积增大?在衰老后期，叶绿体进一步膨大，被膜破裂，内含物减少，甚至有空泡化的现象出现，最后就是叶绿体整个结构解体，内部结构完全破坏，基质散失。倒二叶和倒三叶在衰老的过程中细胞结构变化和剑叶相似，只是结构变化要早于剑叶，这与外观表现的倒三叶最先变黄是一致的，进一步证实水稻的衰老是自下而上，分化越早的衰老越早。细胞内叶绿体的数目也没有大的变化，这也说明光合能力的变化与叶绿体结构有关，而与叶绿体数目关系不大，进一步阐明了结构和功能的紧密联系。

目录

文摘

英文文摘

声明

文献综述

第一章：衰老过程中杂交稻功能叶叶绿体光合特性的变化

第二章：衰老过程中杂交稻功能叶抗氧化系统活性的变化

第三章：衰老过程中杂交稻功能叶超微结构的变化

小结

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致 谢