棉花杂种优势的光合生理基础及耐高温品种筛选指标研究

【摘要】棉花产量性状有明显的杂种优势,叶片光合作用是产量形成的基础,而棉花光合作用的杂种优势表现特点及其与产量的关系尚少见研究。叶片的光合作用与温度有密切的关系,棉花的生长期在夏季,常会遇到极端高温天气,高温对叶片的光合作用有不良影响,棉花产量和品质的形成也会受到影响。目前,棉花叶片光合作用耐高温筛选指标尚未确定。这些问题影响到棉花光合作用耐高温品种的选育。本文针对这些问题开展研究。本文以两个杂交棉组合泗杂3号和中棉48号为材料,测定杂交品种及其父、母本在高温、强光和不同C02浓度下的气体交换参数和荧光参数。结果表明吐絮期泗杂3号的净光合速率和气孔导度在正午高温、强光和午后恢复阶段均表现出强烈的超亲优势。在CO2浓度变化条件下,泗杂3号和中棉48号气孔导度的超亲优势并不明显,净光合速率超亲优势变化与气孔导度的变化无明显相关,与C02浓度关系密切,C02浓度高于或低于大气C02浓度时,净光合速率超亲优势越明显。在高温强光和C02浓度高于或低于大气C02浓度时,泗杂3号的净光合速率超亲优势都明显高于中棉48号。中棉48号在不同环境下的各项光合作用参数都未表现出明显的超亲优势。高温强光下,泗杂3号光呼吸强度明显低于父本和母本,表现负超亲优势。PIabs与净光合速率的超亲优势明显相关。在定温处理、连续升温处理和温室加温条件下,对不同生育期的三个棉花品种泗棉3号、苏棉12号和苏棉22号进行处理,测定三个品种的荧光参数和光合光响应曲线并进行交叉比较,目的是筛选与净光合速率密切相关而测定较为简便的荧光参数指标,利用该指标来筛选棉花光合作用耐高温品种。结果表明,相同时期三个品种的Fo折点都呈现出：苏棉22号>苏棉12号>泗棉3号,说明放氧复合体高温稳定性为：苏棉22号>苏棉12号>泗棉3号。在不同生育期,不同品种的Fv/Fm、PIabs和NPQ的变化规律是苏棉22号>苏棉12号>泗棉3号；Vk的变化规律是泗棉3号>苏棉22号>苏棉12号。说明苏棉22号的PSⅡ和电子传递效率受高温影响的敏感程度小于苏棉12号和泗棉3号。苏棉22号的Fo升高折点高于泗棉3号和苏棉12号,说明苏棉22号的PSⅡ在高温下的稳定性高于泗棉3号和苏棉12号。随着生育进程发展,不同时期三个品种的折点温度表现出逐渐升高的现象。泗棉3号、苏棉12号和苏棉22号叶片的净光合速率与Vk和PIab高度相关,不同品种的Fv/Fm、Plabs、NPQ、Fo和Vk在蕾期差异最显著,可以在蕾期定温(28℃-48℃)处理下测定叶片的Vk和Plabs,以判断棉花品种叶片光合作用的耐热性。
【作者】董文庆；
【导师】唐灿明；
【作者基本信息】南京农业大学，作物遗传育种，2013，硕士
【关键词】高温；杂种优势；光合作用；荧光参数；生育期；

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