论文摘要
水稻（Oryza Sativa L.）是我国主要的粮食作物之一,其种植面积约占粮食作物总面积的30%,产量占粮食总产量的40%。水稻生产直接关系到国家的粮食安全和经济发展。在水稻生产中,高产、优质仍是当今水稻研究的主要目标,高产杂交稻的成功培育大幅度地提高了水稻产量。提高光合效率是水稻高产的主要措施之一。探索高产水稻的高光合机理,对提高产量具有重要意义。本研究以高产杂交稻‘两优培九’及其父本‘9311’、母本‘培矮64S’和三系杂交稻组合‘汕优63’为研究材料,采用光合膜人工反应体系、同位素标记和14C放射自显影等技术,使用光合作用测定仪、液体闪烁仪、电耦合等离子体发射光谱仪和透射电子显微镜等高精度测试与观察仪器,研究了高产杂交稻两优培九剑叶及其叶鞘的光合特性。其研究结果如下:1.两优培九剑叶及其叶鞘的光合能力较高。两优培九剑叶及其叶鞘的净光合速率均值、Rubisco初始羧化活性均值、Rubisco总羧化活性均值、Rubisco活化率均值都高于汕优63,且大多数时期达显著水平。在同一种植密度条件下,两优培九剑叶叶鞘中部群体内透光率均值和倒二叶叶鞘中部的透光率均值分别比汕优63高1.54倍和1.51倍;两优培九叶鞘光合产物的输出速度比汕优63快,其叶鞘光合产物转化为经济产量的量比汕优63高。与亲本相比,两优培九剑叶及其叶鞘的光合能力多数时期具有平均优势,个别时期具有超亲优势。水稻叶鞘的光合产物主要是输送到穗部,少量储存于叶鞘,运往根部的极少;水稻叶鞘对产量的贡献一般在9%-19%;两优培九叶片及叶鞘光合能力都较强是其高产的重要基础。2.两优培九剑叶及其叶鞘的光合器性状较好。两优培九剑叶及其叶鞘每个叶肉细胞中叶绿体数量的均值比汕优63高,其叶绿素分布在较多的叶绿体中,扩大了叶绿素受光面积;两优培九剑叶及其叶鞘的叶绿素含量（SPAD）均值分别比汕优63高4.55、0.56;两优培九剑叶及其叶鞘后期叶绿体衰败、叶绿素分解的速度较慢,叶肉细胞的光合功能期较长;两优培九剑叶及其叶鞘鲜样中的Mg2+含量高于汕优63,叶绿体周围存在较多的Mg2+,有助于两优培九的光合作用。电镜观察表明,两优培九剑叶主脉维管束鞘细胞的周围具有一圈类似传递细胞的薄壁细胞,两优培九光合产物运输的“流”优于汕优63。与亲本相比,两优培九剑叶及其叶鞘叶肉细胞的光合器性状具有平均优势或超亲优势,表现出杂交特性。叶绿素吸收光谱曲线表明,叶鞘的叶绿素与叶片的叶绿素吸收光谱曲线没有本质差异;统计分析表明,灌浆盛期（水稻剑叶的第3期）是水稻剑叶及其叶鞘叶肉细胞、叶绿体、叶绿素衰败与分解的关键时期,表明灌浆盛期是栽培上保叶保鞘的关键时期。3.两优培九剑叶及其叶鞘的抗膜脂过氧化能力较强,光合功能期较长。两优培九剑叶及其叶鞘抗膜脂过氧化的SOD活性均值、Vc含量均值均高于汕优63;叶鞘VE含量的均值也高于汕优63,其中灌浆盛期剑叶及其叶鞘的均值比汕优63分别高2.77和1.10μg·mL-1。两优培九剑叶及其叶鞘膜脂过氧化的组织外渗电导率均值、MDA含量均值均低于汕优63。相关分析表明,4个品种/组合剑叶及其叶鞘的膜脂过氧化与抗膜脂过氧化能力呈显著负相关;剑叶叶鞘的抗膜脂过氧化能力与剑叶的抗膜脂过氧化能力呈显著正相关。与汕优63相比,两优培九剑叶及其叶鞘的抗膜脂过氧化能力均较强,后期衰老较慢,光合功能期较长,具有显著的抗衰老能力。与父母本相比,两优培九剑叶及其叶鞘的抗膜脂过氧化作用具有显著的平均优势或超亲优势。试验结果还表明,4个品种/组合剑叶及其叶鞘的灌浆盛期是膜脂过氧化的转折点,灌浆盛期是决定剑叶及其叶鞘后期衰老快慢的重要时期,也是生产上防止其早衰的关键时期。4.两优培九剑叶及其叶鞘的光系统产生同化力的能力较强。两优培九剑叶及其叶鞘光系统Ⅰ还原能力的均值、光系统Ⅱ放氧活性的均值都高于汕优63,且大多数时期达显著水平;两优培九剑叶及其叶鞘浸出液钙含量均显著高于汕优63;两优培九剑叶及其叶鞘叶绿体膜上Mg2+-ATPase活性的均值均高于汕优63,大多数时期达显著水平;两优培九剑叶及其叶鞘循环与非循环光合磷酸化活性的均值也均高于汕优63,近一半时期达显著水平;两优培九剑叶及其叶鞘的光化学活性大多数时期显著高于其亲本,具有平均优势或超亲优势;两优培九剑叶及其叶鞘的同化力较高是其高产的另一重要基础。