水稻葉片葉綠素含量對光合生理及產(chǎn)量的影響.pdf

1、人口增加和經(jīng)濟發(fā)展給糧食增產(chǎn)帶來了巨大的壓力，在現(xiàn)有耕地面積逐年減少的情況下，中國農(nóng)作物的單產(chǎn)已經(jīng)不能滿足糧食的安全供給。水稻作為我國主要的糧食作物，其產(chǎn)量的提高顯得尤為迫切。光合作用是形成干物質(zhì)的主要途徑，決定了水稻產(chǎn)量的潛力。因此，如何通過光合作用提高水稻產(chǎn)量已成為研究的一個熱點。本研究以低葉綠素含量突變體(YL)與其野生型對照(WT，浙輻802)為供試材料，分別種植于大田與盆缽。設(shè)置了氮肥、密度與光照三種處理，系統(tǒng)研究了突變體水稻

2、及其對照的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、基本農(nóng)藝性狀、光合特性、二氧化碳導(dǎo)度、葉綠體發(fā)育情況與光抑制產(chǎn)物及抗氧化機制。主要結(jié)果如下:
　　1、葉面積和產(chǎn)量與野生型相比，突變體水稻莖蘗數(shù)與葉面積指數(shù)(LAI)較低，但是其莖蘗成穗率與每穗粒數(shù)顯著高于野生型對照。隨著栽培密度的增大，突變體材料LAI和產(chǎn)量顯著增加，產(chǎn)量增加的幅度大于對照（野生型）。
　　2、葉片光合特性(1)與野生型相比，突變體水稻葉綠素含量僅為其對照的50％，但是其捕光能力

3、占野生型水稻的80％以上。(2)熒光數(shù)據(jù)顯示，相比野生型對照，突變體材料由于葉綠素含量的降低導(dǎo)致其PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率與反應(yīng)中心開放程度升高，熱耗散程度下降。(3)葉綠體超微結(jié)構(gòu)與類囊體膜蛋白基因表達情況表明，葉綠素含量的降低并沒有影響電子傳遞鏈。(4)與野生型相比，突變體材料劍葉的光合速率增長的幅度高于含氮量的增長。(5)突變體葉片的氣孔導(dǎo)度，葉肉導(dǎo)度與Rubisco酶含量顯著高于對照。突變體水稻葉片葉綠素含量降低，導(dǎo)致氮素在光合系統(tǒng)

4、內(nèi)的重新分配，增加了葉片內(nèi)Rubisco酶含量。發(fā)達的維管束結(jié)構(gòu)與較高的水通道蛋白基因的表達量使得突變體具有更高的二氧化碳導(dǎo)度，最終提高了光合速率。
　　3、群體光合特征與野生型相比，突變體具有更高的冠層光合能力。(1)突變體葉片葉綠素含量降低，提高了葉片的透光率，有利于光在冠層中的分布，增加了群體光合。(2)突變體較高的蒸騰速率與較少的熱耗散使其群體具有了一定的冠層溫度緩沖能力，可以自動調(diào)節(jié)劍葉溫度，使其維持在光合適宜的溫度范圍

5、內(nèi)，減弱夏季正午時分由于高溫而引起的光合“午休”現(xiàn)象，提高氣孔開放時間，使突變體冠層維持較長時間的高光效運作。
　　4、光抑制野生型水稻葉片吸收了過量的光能，光抑制現(xiàn)象更為嚴重。(1)與野生型相比，突變體材料在高光照下可以產(chǎn)生較少的超氧陰離子與丙二醛，保護光系統(tǒng)免受傷害。(2)在高光強下，突變體葉片內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)酶與過氧化氫酶(CAT)活性顯著高于野生型對照。
　　以上結(jié)果表明，高葉綠素含量并不是葉片高光合速率的