水分脅迫對(duì)冬小麥光合作用、RuBPCase活性及物質(zhì)積累和運(yùn)轉(zhuǎn)的影響.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)于2005～2006年在中國(guó)科學(xué)院封丘農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。種植冬小麥品種為周麥18(ZM18)和濟(jì)麥20(JM20)，實(shí)驗(yàn)A采用PVC管種植，全生育期進(jìn)行水分處理，實(shí)驗(yàn)B采用小區(qū)種植，于開花后進(jìn)行控水處理。設(shè)置了3個(gè)水分處理，分別為：充足供水，土壤水分含量保持在18～20﹪；輕度水分脅迫，土壤水分含量保持在14～16﹪；嚴(yán)重水分脅迫，土壤水分含量保持在10～12﹪。通過(guò)研究不同水分處理對(duì)葉片光合作用、RuBPCase活性、物質(zhì)積累

2、和運(yùn)轉(zhuǎn)及開花后籽粒灌漿進(jìn)程的影響，探討光合速率提高和RuBPCase活化的機(jī)理，研究光合產(chǎn)物的積累和運(yùn)轉(zhuǎn)，為如何通過(guò)調(diào)控水分來(lái)調(diào)節(jié)和提高產(chǎn)量提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn)A結(jié)果，在整個(gè)生育期，冬小麥葉片P<,n>、RuBPCase活性、蔗糖含量、可溶性蛋白含量和葉綠素含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，開花期達(dá)到最高值，不同生育期、不同程度的水分脅迫均會(huì)影響冬小麥的光合及生理特性，嚴(yán)重水分脅迫影響的程度大于輕度水分脅迫，且JM20

3、受水分脅迫的影響較ZM18大。 灌漿期以前，充足供水和輕度水分脅迫處理的光合作用主要受氣孔因素限制；嚴(yán)重水分脅迫初期，ZM18在拔節(jié)～孕穗期，JM20在拔節(jié)期，首先受到氣孔限制的影響，隨后非氣孔限制成為主要因素。灌漿期，各水分處理均受到非氣孔限制的影響。 通過(guò)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，不同水分處理下，RuBPCase含量、RuBPCase活性和P<,n>三者顯著相關(guān)，葉片中蔗糖的積累會(huì)抑制RuBPCase活性和P<,n>。產(chǎn)量與葉水

4、勢(shì)、葉片可溶性蛋白和葉綠素含量呈極顯著正相關(guān)，與葉片P<,n>和RuBPCase活性呈顯著正相關(guān)。 抽穗后光合產(chǎn)物的積累量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。水分脅迫促進(jìn)了籽粒對(duì)開花前莖鞘儲(chǔ)存同化物的再動(dòng)員，但庫(kù)容量小、抽穗后光合產(chǎn)物供應(yīng)不足是限制其產(chǎn)量提高的主要因素；充足供水處理庫(kù)容量大，通過(guò)增強(qiáng)抽穗后的光合生產(chǎn)能力，使產(chǎn)量提高。 實(shí)驗(yàn)B結(jié)果，冬小麥開花后，旗葉P<,n>值、RuBPCase活性和可溶性蛋白含量逐漸下降，ZM18輕度

5、水分脅迫處理(W<,B-2>)處于最高水平，其次為充足供水(W<,B-1>)，嚴(yán)重水分脅迫(W<,B-3>)最低，JM20的W<,B-1>處理處于最高水平；在籽粒灌漿過(guò)程中，影響P<,n>下降的因素主要是非氣孔限制。 各處理P<,n>隨CO<,2>濃度的升高而增加，增幅逐漸減??；ZM18的W<,B-1>和W<,B-2>處理葉片羧化效率(CE)、飽和CO<,2>下的潛在光合能力(V<,m>)較W<,B-3>顯著提高，CO<,2>補(bǔ)

6、償點(diǎn)(CCP)和呼吸速率(R<,1>)較W<,B-3>顯著降低；JM20的充足供水處理CE、V<,m>值較水分脅迫處理顯著提高，CCP、R<,1>顯著降低。 籽粒干物重隨時(shí)間的變化曲線呈“S”型，可用Logistic方程描述。在籽粒干物質(zhì)積累過(guò)程中，W<,B-3>處理籽粒干物質(zhì)積累量和灌漿速率最低，ZM18的W<,B-2>處理和JM20的W<,B-1>處理處于最高水平；籽粒灌漿分為漸增期、快增期和緩增期3個(gè)階段，ZM18的W<,

7、B-2>處理利JM20的W<,B-1>處理粒重理論最大值(α)、整個(gè)過(guò)程的籽粒干物質(zhì)積累量(W)和灌漿速率(V)最高，灌漿持續(xù)天數(shù)(D)延長(zhǎng)。 每穗粒數(shù)、千粒重、庫(kù)容量、產(chǎn)量和收獲指數(shù)比較，ZM18的W<,B-2>處理和JM20的W<,B-1>處理最高，2個(gè)處理均是通過(guò)增加千粒重和每穗粒數(shù)，使庫(kù)容量、產(chǎn)量和收獲指數(shù)提高。 通過(guò)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，在籽粒灌漿過(guò)程中，P<,n>、RuBPCase活性與RuBPCase含量三者相關(guān)性