花期高温胁迫对杂交中籼稻主要生理特性和产量结构影响的研究

论文摘要

水稻是我国主要粮食作物之一，在保障国家粮食安全过程中占有举足轻重的地位。水稻开花是产量和品质形成的关键阶段，该期间高温天气在我国长江中下游稻区频繁发生，尤其是在空气湿度低于30％，气温高于35℃的高温d气下，导致水稻蒸腾加大，花器官发育不良和授粉行为障碍，结实率严重下降。特别是近年来长江中下游稻区高温在水稻生育中后期常频繁发生。因此，开花后高温逆境引起水稻产量和品质的不稳定性一直是困扰该稻区生产的首要问题。本文利用人工气候箱，研究新两优6号和汕优63两品种在抽穗开花期高温对其水稻剑叶生理生化的影响，旨在深入了解高温危害水稻的生理生化机制和光合机理，为防御水稻热害提供科学依据。另外，也为进一步研究在高温环境下水稻光合速率的变化对其产量形成及构成的影响机制，为防御高温危害及耐热性水稻品种的选育提供理论依据。试验主要结果如下：（1）花期高温胁迫后，两个品种剑叶的光合速率和叶绿素含量均下将，随着胁迫时间的延长，下降幅度逐渐增加；在高温处理6d时，新两优6号和汕优63的光合速率分别较对照下降了23.87%和30.34%，叶绿素含量分别下降了21.27%和27.77%，高温使新两优6号剑叶净光合速率和叶绿素含量下降幅度较汕优63较小。（2）随着花期高温胁迫时间的延长，水稻剑叶内超氧化物歧化酶（SOD）活性均逐渐降低，高温胁迫6d时，新两优6号和汕优63SOD酶活性分别较对照下降了5.80%和6.03%；新两优6号过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性上升；汕优63POD酶活性下降，但CAT酶活性先下降后上升。（3）花期高温胁迫后，两个品种游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均明显增加，随着胁迫时间的延长，升高的幅度逐渐增大,在高温处理6d时，新两优6号和汕优63的游离脯氨酸含量分别较对照升高54.64%和27.60%，可溶性糖含量分别较对照升高39.26%和33.80%，可溶性蛋白含量分别较对照升高3.95%和3.14%。新两优6号游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量提高的幅度均大于汕优63。（4）花期高温胁迫后，膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量明显升高，且汕优63MDA含量的积累高于新两优6号。（5）花期高温胁迫后，两个品种的实粒数、结实率、千粒重和单株产量均显著下降，并且随着胁迫时间的延长，下降幅度逐渐增加，两个品种水稻的穗粒数变化不明显；在高温处理6d时，新两优6号和汕优63实粒数分别较对照下降48.29%和48.02%，结实率分别较对照下降了48.81%和49.15%，千粒重分别较对照下降8.88%和18.38%，产量分别较对照下降了54.18%和58.88%，且高温使新两优6号产量的下降幅度小于汕优63。（6）由相关性分析得出，净光合速率、叶绿素含量及SOD酶活性与产量和结实率间存在极显著正相关性，与产量的相关系数分别为0.968、0.940和0.797，与结实率的相关系数分别为0.971、0.942和0.761；MDA含量与产量和结实率之间存在极显著负相关性，相关系数分别为-0.917和-0.900。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 高温对水稻光合和生理特性的影响
• 1.1.1 光合作用
• 1.1.2 抗氧化保护酶系统
• 1.1.3 生物膜系统和渗透调节物
• 1.1.4 氮代谢
• 1.1.5 花粉育性
• 1.2 高温对水稻产量及稻米品质的影响
• 1.2.1 水稻产量构成因素
• 1.2.2 稻米品质
• 1.3 水稻花期高温热害的防御对策
• 1.3.1 适时调整播种日期
• 1.3.2 进行合理的肥水管理
• 1.3.3 选用耐热的品种
• 1.3.4 高温损害补救措施
• 1.4 本文研究的目的
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 材料与试验设计
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验设计
• 3.2 测定的生理生化和产量等指标
• 3.3 研究方法
• 3.3.1 光合指标的测定
• 3.3.2 保护酶活性的测定
• 3.3.3 渗透调节物的测定
• 3.3.4 丙二醛（MDA）含量测定（硫代巴比妥酸法）
• 3.3.5 产量及其构成因素
• 3.4 数据统计分析
• 4 结果与分析
• 4.1 高温对水稻剑叶光合特性的影响
• 4.1.1 光合速率
• 4.1.2 叶绿素含量
• 4.1.3 SPAD 值
• 4.2 高温对水稻剑叶保护酶活性的变化
• 4.2.1 SOD 活性变化
• 4.2.2 POD 活性变化
• 4.2.3 CAT 活性变化
• 4.3 高温对水稻剑叶渗透调节物含量的影响
• 4.3.1 脯氨酸含量的变化
• 4.3.2 可溶性糖含量的变化
• 4.3.3 可溶性蛋白含量的变化
• 4.4 丙二醛含量的变化
• 4.5 高温对水稻产量及其构成因素的影响
• 4.6 高温胁迫下水稻产量与其他相关生理指标的相关性分析
• 5 讨论
• 5.1 高温对水稻光合特性的影响
• 5.2 高温对细胞膜的损伤
• 5.3 高温对水稻叶片保护酶活性的影响
• 5.4 高温对水稻叶片渗透调节物含量的影响
• 5.5 高温对产量及其构成要素的影响
• 5.6 各生理指标与产量构成等因素的相关分析
• 5.7 对杂交中籼水稻两个品种之间的比较
• 6 结论
• 7 关于水稻耐热性进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间发表的硕士论文