水稻光合能力的高溫穩(wěn)定性評價指標研究.pdf

1、水稻是世界上的主要糧食作物，水稻矮桿基因的利用和雜種優(yōu)勢利用使水稻產(chǎn)量取得了連續(xù)較大突破。由于我國人口的持續(xù)增長、人均耕地面積較少且還在不斷減少以及水資源的不足，要滿足我國的糧食需求，在大幅增加水稻面積上已較困難，而提高水稻單產(chǎn)是今后的主要目標。提高作物的光能利用率是提高單產(chǎn)的有效途徑，現(xiàn)有高產(chǎn)品種的光能利用率只能達到為1％-1.5％，而水稻的光能利用率潛力可達3％以上，因此提高水稻的光能利用率還有較大的增產(chǎn)潛力。近年來全球“溫室效應(yīng)”

2、加劇，氣溫升高對水稻產(chǎn)量的影響引起人們關(guān)注。水稻生長的夏季中午高溫強光條件下，水稻會發(fā)生不同程度的光合“午睡”現(xiàn)象，是水稻生長期內(nèi)光能損失的重要原因之一。采取合理的育種和栽培技術(shù)增加光能利用率的研究越來越受到重視，是水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要手段。高溫下水稻光合作用的穩(wěn)定性是水稻高光效生理育種的重要內(nèi)容，但在育種中沒有合適的光合作用高溫穩(wěn)定性鑒定評價指標。 本研究對不同水稻品種進行高溫條件下的光合作用穩(wěn)定性進行評價，并選用極端材料雜交

3、分析光合作用高溫穩(wěn)定的遺傳特性進行初步研究，旨在探討一種可用于水稻高溫穩(wěn)定性育種的簡化實用評價指標，指導(dǎo)品種資源和育種后代材料的選擇與鑒定。主要結(jié)果如下： 1．武漢盛夏自然高溫晴日條件下，供試測定的所有水稻材料的光合速率在中午都發(fā)生了明顯的下降，即均存在光合“午睡”現(xiàn)象，但不同材料的下降幅度存在顯著差異。鑒定出高溫光合穩(wěn)定性差的品種特秈粘等品種，高溫下光合穩(wěn)定性較好的品種蜀恢527等品種。 2．不同溫度條件下水稻劍葉光合

4、速率的變化：自然氣溫日變化中劍葉光合速率在一天中呈雙峰曲線變化，9:00有光合速率最高值，低谷值多發(fā)生在13:30左右，可以用其差值表示不同品種光合作用的高溫穩(wěn)定性差異指標。設(shè)置溫度下，當葉表面溫度高于36"（2其光合速率就開始下降，不同材料間開始下降溫度值差異不明顯。 3．光合速率與氣孔導(dǎo)度的關(guān)系：高溫條件下，光合速率和氣孔導(dǎo)度存在明顯的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)因材料的不同而異。 4．不同溫度條件下水稻結(jié)實率研究：人工生長箱中

5、當平均溫度為32℃最高溫度為36℃時水稻的結(jié)實率開始下降。當平均溫度為34℃最高溫度為38℃時水稻的結(jié)實率大幅降低。結(jié)實率降低與光合降低有相同趨勢，但難獲得確定的數(shù)量關(guān)系。 5．光合午睡程度特性的遺傳分析：高溫光合穩(wěn)定性差的特秈粘與光合穩(wěn)定性毒手，的蜀恢527雜交，F(xiàn)2群體各單株在中午高溫條件下光合速率的下降呈連續(xù)分布狀態(tài)。其光合速率下降顯著和不顯著的單株比例沒有規(guī)律，以單株的下降值占群體比例來看，下降10％－30％所占比例最大

6、。F2代光合速率下降分布曲線與理論正態(tài)分布的適合性測驗結(jié)果表明：其X<'2>值為14.51（X<'2><,0.05>為16.92），差異不顯著。推測水稻光合“午睡”性狀可能不屬簡單質(zhì)量性狀，而是由多基因控制的數(shù)量性狀。 6．光合“午睡”與產(chǎn)量之間的關(guān)系：合速率下降不明顯的植株子粒的千粒重要高于光合速率下降明顯的植株。但差異不顯著。而同是光合速率下降不明顯的植株，其千粒重和光合速率的絕對值卻沒有明顯的正相關(guān)。 7．高溫脅迫

7、條件下葉綠素?zé)晒馓匦苑治觯核镜臒晒馓匦詤?shù)Fv／Fm呈日動態(tài)變化，在中午高溫強光時Fv／Fm值最小，材料之間存在差異，說明不同材料的耐高溫強光抑制性不同。Fv／Fm值的變化和光合速率的變化呈對應(yīng)關(guān)系，F(xiàn)v／Fm值小時光合速率也低。 由本研究結(jié)果，提出水稻高溫光合作用穩(wěn)定性評價與育種選擇的建議為：在育種的高世代進行光合作用高溫穩(wěn)定性鑒定篩選。在盛夏自然晴日以9：00和13：30的凈光合速率之差值、Fv／Fm之差值、氣孔導(dǎo)度可作為