冬小麦光合作用和叶绿素荧光特性的研究

摘要

随着小麦收获指数的提高，高光效育种将是小麦产量进一步提高的主要育种手段，通过分析210份小麦材料拔节期、抽穗期、灌浆后期3个生理阶段的光合生理特性和叶绿素荧光特性，探讨了小麦不同光合指数和叶绿素荧光指数相互之间的相关关系，以期为小麦高光效育种提供一些理论依据。研究结果表明，小麦拔节期、抽穗期、灌浆后期光合速率平均值分别为13.49、16.22、7.83μmol/（m2·s），变异范围分别为0.70-22.06、5.59-25.17、0.82-17.1μmol/（m2·s）；胞间CO2浓度平均值分别为222.1、200.5、232.9 vpm，变异范围分别为153.0-330.3、147.0-275.7156.8-321.0 vpm；蒸腾速率平均值分别为3.41、4.45、3.28 mmol/（m2·s），变异范围分别为0.67-6.55、1.97-7.33、1.03-6.22 mmol/（m2·s）；气孔导度平均值分别为0.18、0.20、0.10 mol/（m2·s），变异范围分别为0.02-0.44、0.05-0.52、0.02-0.27 mol/（m2·s）；叶面温度平均值分别为27.5℃、32.2℃、34.7℃，变异范围分别为18.4-36.4℃，23.2-37.1℃，25.5-42.9℃。小麦拔节期和抽穗期的初始荧光平均值分别为91.9、40.5，变异范围分别为49.33-125.33、17.67-63.67，最大荧光平均值分别为522.6、224.3，变异范围分别为287.6-668.7、84.3-375.3；PSⅡ最大光化学量子产量平均值都为0.82，变异范围分别为0.78-0.88、0.75-0.88。相关分析表明，不论是拔节期、抽穗期还是灌浆后期，光合速率都与气孔导度和蒸腾速率显著正相关。在小麦抽穗期光合速率与胞间CO2浓度相关不显著，但在拔节期和灌浆后期光合速率与胞间CO2浓度显著或极显著负相关，气孔导度与胞间CO2浓度和蒸腾速率在小麦3个生理时期都呈正相关，且大部分达到了极显著水平，胞间CO2浓度与蒸腾速率在拔节期和灌浆后期呈显著负相关；通过叶面温度与其他光合指标的相关分析，推断小麦的最佳光合温度为20℃左右；通过对小麦叶绿素荧光指标与小麦光合指标的相关性分析，发现小麦在抽穗期其光合性能更易受环境条件的影响，因此应该在小麦抽穗期加强小麦光合生理指标稳定性的选择。