水分脅迫對冬小麥光合作用、RuBPCase活性及物質積累和運轉的影響.pdf

1、本實驗于2005～2006年在中國科學院封丘農業(yè)生態(tài)實驗站進行。種植冬小麥品種為周麥18(ZM18)和濟麥20(JM20)，實驗A采用PVC管種植，全生育期進行水分處理，實驗B采用小區(qū)種植，于開花后進行控水處理。設置了3個水分處理，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﹪；嚴重水分脅迫，土壤水分含量保持在10～12﹪。通過研究不同水分處理對葉片光合作用、RuBPCase活性、物質積累

2、和運轉及開花后籽粒灌漿進程的影響，探討光合速率提高和RuBPCase活化的機理，研究光合產物的積累和運轉，為如何通過調控水分來調節(jié)和提高產量提供理論依據(jù)。研究結果如下： 實驗A結果，在整個生育期，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，開花期達到最高值，不同生育期、不同程度的水分脅迫均會影響冬小麥的光合及生理特性，嚴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。 通過相關分析發(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，葉片中蔗糖的積累會抑制RuBPCase活性和P<,n>。產量與葉水

4、勢、葉片可溶性蛋白和葉綠素含量呈極顯著正相關，與葉片P<,n>和RuBPCase活性呈顯著正相關。 抽穗后光合產物的積累量與產量呈極顯著正相關。水分脅迫促進了籽粒對開花前莖鞘儲存同化物的再動員，但庫容量小、抽穗后光合產物供應不足是限制其產量提高的主要因素；充足供水處理庫容量大，通過增強抽穗后的光合生產能力，使產量提高。 實驗B結果，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?。籞M18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

6、償點(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。 籽粒干物重隨時間的變化曲線呈“S”型，可用Logistic方程描述。在籽粒干物質積累過程中，W<,B-3>處理籽粒干物質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)、整個過程的籽粒干物質積累量(W)和灌漿速率(V)最高，灌漿持續(xù)天數(shù)(D)延長。 每穗粒數(shù)、千粒重、庫容量、產量和收獲指數(shù)比較，ZM18的W<,B-2>處理和JM20的W<,B-1>處理最高，2個處理均是通過增加千粒重和每穗粒數(shù)，使庫容量、產量和收獲指數(shù)提高。 通過相關分析發(fā)現(xiàn)，在籽粒灌漿過程中，P<,n>、RuBPCase活性與RuBPCase含量三者相關性