两个不同叶色棉花品种光合功能对高温胁迫的响应差异及机理

论文摘要

光合作用作为植物生长发育的基础为植物的生长发育提供所需的物质和能量,然而高温环境又严重限制光合作用,进而影响作物产量和品质。所以,研究高温胁迫对光合作用的影响机制的是非常有意义的。本文以简阳黄苗和苏棉16号棉花为材料,比较研究了两个棉花品种叶片的色素含量、光合速率、叶绿素荧光参数的差异。结果表明,简阳黄苗类胡萝卜素占总叶绿素含量的比值大大高于苏棉16号,所以呈现黄绿色的叶色特征。简阳黄苗最大净光合速率、PSII开放反应中心激发压捕获效率均高于苏棉16号。简阳黄苗和苏棉16号棉花叶片QA下游电子传递效率和量子产额无显著差异,但是非光化学淬灭系数、PSII活性反应中心密度、单位面积捕获、电子传递和耗散均低于苏棉16号,说明简阳黄苗虽叶绿素含量较低,但其光合作用效率比苏棉16号高。简阳黄苗和苏棉16号棉花品种在高温逆境下瞬时净光合速率显著下降,光合电子参与光呼吸的比例明显上调,光呼吸可能是棉花在高温下保护光合功能不受破坏的重要机制。高温胁迫导致PSII反应中心的光化学效率、反应中心活性及电子传递速率下降；同时依赖叶黄素循环及状态转换的耗散机制减少,而依赖反应中心失活的机制增加,温度升高到一定程度非光化学耗散机制会被破坏。高温使得棉花叶片原初光化学反应受到影响,导致PSII反应中心失活,同时PSII供体侧和受体侧的功能受到破坏。另外,高温对两棉花品种叶片光合机构的影响大于对其细胞膜的影响。综合看来,简阳黄苗的光合机构在高温下的耐受能力强于苏棉16号。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 第一章 文献综述
• 一、高温对棉花生长发育的影响
• 1. 高温与植物种子萌发和根系生长的关系
• 2. 高温与植物外观形态及生长发育的关系
• 二、高温对植物生理生化特性的影响
• 1. 高温与膜保护系统以及膜透性的关系
• 2. 高温与植物物质合成与代谢的关系
• 3. 高温与植物光合作用的关系
• 3.1 高温对植物光合功能的影响
• 3.2. 高温对叶片光合机构的影响
• 三、植物的高温防御机制
• 1. 活性氧清除机制
• 2. 热激蛋白
• 3. 光呼吸
• 4. 过剩光能耗散机制
• 4.1 叶黄素循环
• 4.2 PSⅡ反应中心的可逆失活
• 4.3 状态转换
• 2+在缓解作物高温伤害中的应用'>5. Ca²⁺在缓解作物高温伤害中的应用
• 四、高温胁迫在棉花生产领域的研究进展
• 五、展望
• 第二章 两个不同叶色棉花品种光合特征分析
• 1. 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 叶绿体色素含量和叶片截光率的测定
• 1.2.2 光合生理各项指标及光呼吸的测定
• 1.2.3 叶绿素荧光淬灭参数的测定
• 1.2.4 叶绿素荧光暗弛豫动力学曲线的测定
• 1.2.5 快速荧光诱导动力学曲线的测定
• 1.3 数据统计分析
• 2. 实验结果
• 2.1 简阳黄苗及苏棉16号棉花叶片光合色素含量分析
• 2.2 简阳黄苗及苏棉16号棉花叶片光合特性分析
• 2.3 简阳黄苗和苏棉16号棉花叶片激发能分配特征分析
• 2.4 简阳黄苗和苏棉16号荧光特征分析
• 3. 讨论
• 第三章 两棉花品种叶片在高温胁迫下的表现
• 1. 材料与方法
• 1.1 高温处理
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 定温处理后叶绿素含量及截光率的测定
• 1.2.2 高温环境下瞬时净光合速率和光呼吸的测定
• 1.2.3 定温处理后荧光参数测定
• 1.2.4 Fo-温度响应曲线的测定
• 1.2.5 定温处理后快速荧光诱导动力学曲线的测定
• 1.2.6 细胞膜伤害程度的测定
• 1.3 数据统计分析
• 2. 实验结果
• 2.1 定温处理对简阳黄苗和苏棉16号棉花叶片叶绿素含量和叶绿素a/b比值的影响
• 2.2 整株高温处理对简阳黄苗和苏棉16号棉花叶片瞬时净光合速率的影响
• 2.3 整株高温处理对简阳黄苗和苏棉16号棉花叶片光呼吸的影响
• o-温度曲线的变化'>2.4 简阳黄苗和苏棉16号在连续升温条件下F_o-温度曲线的变化
• 2.5 定温处理对简阳黄苗和苏棉16号最大光化学效率（Fv/Fm）、光系统Ⅱ反应中心活性（1/Fo-1/Fm）及电子传递速率（ETR）的影响
• 2.6 定温处理对简阳黄苗和苏棉16号棉花光化学淬灭的影响
• 2.7 定温处理对简阳黄苗和苏棉16号棉花非光化学淬灭和叶黄素循环的影响
• 2.8 定温处理对简阳黄苗和苏棉16号棉花PSⅡ供体侧的影响
• 2.9 定温处理对简阳黄苗和苏棉16号PSⅡ受体侧的影响
• 2.10 定温处理对简阳黄苗和苏棉16号PSⅡ反应中心的影响
• 2.11 定温处理对简阳黄苗和苏棉16号棉花叶片电解质渗漏量的影响
• 3. 讨论
• 全文结论
• 参考文献
• 致谢