结实期弱光胁迫影响玉米产量的生理机制研究

摘要

以四个普通玉米品种郑单958、江玉877、苏玉29和苏玉30为材料，研究结实期不同程度弱光胁迫（中度:遮光30％，重度:遮光50％，田间自然光照为对照）对产量，干物质积累与转运，叶片衰老及籽粒灌浆的影响。主要结论如下:
　　1产量和干物质积累与转运
　　结实期弱光胁迫显著降低了每穗粒数、千粒重和产量。籽粒产量郑单958、江玉877、苏玉29和苏玉30中度弱光胁迫和重度弱光胁迫下分别下降了52.1％、72.2％;52.3％、69.4％;48.1％、69.0％;37.4％、67.8％。苏玉30中度及重度弱光胁迫下产量下降均最小。相关分析表明，弱光胁迫下产量降低主要是由穗粒数减少所致，其次是粒重降低。结实期弱光胁迫下植株花后干物质及氮素积累量降低，重度弱光胁迫下降幅大于中度弱光胁迫，虽然植株茎鞘、叶片花后干物质转运量增加，但仍不能满足籽粒需求，导致产量降低。
　　2叶片衰老特性
　　结实弱光胁迫下叶片SPAD值、叶绿素含量、类胡萝卜素含量、含水率、可溶性蛋白含量减少，叶片氮代谢酶(NR、GS、GOGAT)活性、光合酶(PEPCase、RuBPCase)活性和抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性降低。叶片中MDA和ROS含量弱光胁迫下积累更多。叶片IAA含量降低，ABA含量升高。这种变化导致叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、Fv/Fo、Fv/Fm下降，叶片衰老加快，且在重度弱光胁迫下影响加剧。
　　3籽粒灌浆
　　随着灌浆进程推进，籽粒中淀粉含量不断升高、可溶性糖和蛋白质含量不断下降。结实期弱光胁迫显著降低籽粒中淀粉和直链淀粉含量，提高可溶性糖和蛋白质相对含量，且重度弱光胁迫下变幅更为明显。结实期弱光胁迫降低了籽粒SPS、SS（合成及分解方向），淀粉合成酶(ADPG、SSS、DBE)，蛋白合成酶(GS、GOGAT)活性，且重度弱光胁迫
　　下降幅更为显著，SBE活性在弱光胁迫下得到提高。结实期弱光胁迫下籽粒中IAA、GA3、Z+ZR含量降低。籽粒中ABA含量在弱光胁迫下提高，重度弱光胁迫上升幅度更大。总体上，结实期弱光胁迫降低淀粉、蛋白和蔗糖代谢相关酶活性，同时破坏内源激素平衡，引起籽粒组分含量发生变化，淀粉积累受抑，导致籽粒干重、鲜重、体积变小，且重度弱光胁迫下降幅更为显著。

目录

论文说明

摘要

0 前言

0．1 研究现状

0．2 研究目的与意义

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验设计

1．3 测定样品的采集和制备

1．4．1 籽粒产量及构成

1．4．2 籽粒灌浆进程

1．4．3 可溶性糖、总淀粉、直链淀粉、蛋白质含量的测定

1．4．4 干物质测定

1．4．5 植株氮含量的测定

1．4．6 叶片SPAD值的测定

1．4．7 叶绿素含量的测定

1．4．8 叶片含水率的测定

1．4．9 光合动态的测定

1．4．10 荧光动态的测定

1．4．11 丙二醛及活性氧含量的测定

1．4．12 可溶性蛋白含量的测定

1．5 数据统计分析

2 结果与分析

2．1 结实期弱光胁迫对玉米产量及花后干物质积累与转运的影响

2．1．1 结实期弱光胁迫对玉米产量及构成因素的影响

2．1．2 结实期弱光胁迫对玉米花后干物质和氮素积累转运的影响

2．2．1 结实期弱光胁迫对玉米叶片色素含量的影响

2．2．2 结实期弱光胁迫对玉米叶片光合参数的影响

2．2．3 结实期弱光胁迫对玉米叶片荧光参数的影响

2．2．4 结实期弱光胁迫对叶片光合酶活性的影响

2．2．5 结实期弱光胁迫对叶片含水率及可溶性蛋白含量的影响

2．2．6 结实期弱光胁迫对叶片氮代谢相关酶活性的影响

2．2．7 结实期弱光胁迫对叶片内源激素含量的影响

2．2．8 结实期弱光胁迫对叶片MDA和ROS含量的影响

2．2．9 结实期弱光胁迫对叶片抗氧化酶活性的影响

2．3 结实期弱光胁迫对玉米籽粒灌浆的影响

2．3．1 结实期弱光胁迫对玉米籽粒灌浆进程的影响

2．3．2 结实期弱光胁迫对籽粒组分含量的影响

2．3．3 结实期弱光胁迫对籽粒蔗糖代谢相关酶活性的影响

2．3．4 结实期弱光胁迫对玉米籽粒淀粉代谢相关酶活性的影响

2．3．5 结实期弱光胁迫对籽粒蛋白质合成相关酶活性的影响

2．3．6 结实期弱光胁迫对玉米籽粒内源激素含量的影响

3 小结与讨论

3．1 结实期弱光胁迫对产量和物质积累转运的影响

3．2 结实期弱光胁迫对叶片光合和衰老的影响

3．3 结实期弱光胁迫对籽粒灌浆灌浆和组分积累的影响

4 结论

参考文献

致谢

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