超高产玉米与普通玉米光合作用酶和保护酶活性比较研究

论文摘要

玉米是C4作物,光合作用过程中,很多物质参与无机物的转化。其中一些酶类如PEP羧化酶、RuBP羧化酶等,都是光合作用中十分重要的酶,与产量的关系十分密切。植株生长过程中,形成了一个完善的清除活性氧的防卫系统,使植物体内活性氧产生与清除形成一个动态平衡。植物在逆境条件下的保护酶系统包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等。研究这些物质的变化规律,及它们在超高产玉米和普通玉米中的变化趋势,对我们今后的玉米超高产具有重要的理论和现实指导意义。试验以超高产玉米先玉335、郑单958,普通玉米农大364、三北9号为材料,研究超高产玉米在生长过程中的一些生理生化指标的变化规律。通过对玉米各生育时期几个重要的保护酶及参与光合作用的羧化酶活性的研究,并对光合作用中及与衰老有关的一些重要物质的变化进行测定,得出酶的活性变化特点,以及各指标与产量之间的关系,揭示超高产玉米各生育时期光合作用酶和保护酶的变化规律及趋势。结果表明,超高产玉米的植株形态与普通玉米差别不大。超高产玉米的叶面积指数比普通玉米高,而且曲线在上升时,较陡、较快,下降时较平缓。在灌浆高峰期先玉335、郑单958、农大364和三北9号的叶面积指数分别为7.23、7.07、6.89、6.45。四个品种叶面积指数的顺序为:先玉335＞郑单958＞农大364＞三北9号。叶绿素含量总体变化趋势相同。超高产品种的叶绿素含量高于普通品种。普通品种的叶绿素含量后期下降速度较快,超高产品种的叶绿素含量下降缓慢,先玉335的叶绿素含量高于郑单958。四个品种叶绿素含量的顺序为:先玉335＞郑单958＞农大364＞三北9号。高产品种先玉335和郑单958的可溶性蛋白质含量一直明显高于普通品种农大364和三北9号,超高产品种郑单958的可溶性蛋白含量最大值达到48mg/g,而两个普通品种的可溶性蛋白含量的最大值仅为43.2mg/g和44.8mg/g.叶片可溶性糖含量的变化趋势一致,前期超高产品种的可溶性糖含量低于普通品种,后期高于普通品种。超高产品种POD活性高于普通品种。四个品种的POD活性最大值分别达到210u/（g·min）,195u/（g·min）,185u/（g·min）,177u/（g·min）。四个品种POD活性的排列顺序为:先玉335＞郑单958＞农大364＞三北9号。SOD活性的变化趋势基本相同,超高产品种SOD活性高于普通品种,四个品种的SOD活性最大值分别为540 u/（g·min）、480 u/（g·min）、473 u/（g·min）、458 u/（g·min）。四个品种SOD活性的排列顺序为:先玉335＞郑单958＞农大364＞三北9号。超高产品种CAT活性显著高于普通品种。前期先玉335与郑单958的CAT活性交错上升,之后比较接近。四个品种的峰值分别为:62.9 u/（g·min）、60 u/（g·min）、57.1 u/（g·min）、54.1u/（g·min）。抽雄期之后,四个品种CAT活性的排列顺序为:郑单958＞先玉335＞农大364＞三北9号。前期超高产品种与普通品种之间MDA含量差别不大。后期普通品种丙二醛含量均高于超高产品种。超高产玉米的PEP羧化酶活性和RuBP羧化酶活性均高于普通玉米,同时,随着植株光合能力的下降均呈下降趋势。在抽雄期两个玉米品种的RuBP羧化酶活性均达到最大值,同时高产品种和普通品种之间差别很大。超高产品种与普通品种产量之间存在着显著的差异。先玉335的产量最高,比郑单958高出3.6%,比农大364高出43.3%,比三北9号高出54.4%。四个品种的产量顺序为:先玉335＞郑单958＞农大364＞三北9号。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1 国内外研究现状
• 1.1 光合作用
• 1.1.1 叶面积指数
• 1.1.2 叶绿素
• 1.1.3 可溶性蛋白与可溶性糖
• 1.1.4 光合作用酶
• 1.2 保护酶
• 1.2.1 超氧化物岐化酶
• 1.2.2 过氧化物酶
• 1.2.3 过氧化氢酶
• 1.3 丙二醛
• 第二章 试验设计
• 2.1 试验地点
• 2.2 试验材料
• 2.3 田间小区设计
• 2.3.1 密度
• 2.3.2 施肥水平
• 2.4 供试土壤主要理化性状
• 第三章 测定项目和方法
• 3.1 玉米植株形态指标测定
• 3.2 叶片生理生化指标的测定
• 3.2.1 叶绿素含量的测定
• 3.2.2 可溶性蛋白含量的测定
• 3.2.3 可溶性糖含量测定
• 3.2.4 丙二醛含量的测定
• 3.2.5 酶系统指标测定
• 3.3 玉米产量测定
• 第四章 结果与分析
• 4.1 超高产玉米与普通玉米叶片生理指标分析
• 4.1.1 超高产玉米与普通玉米植株形态比较
• 4.1.2 超高产玉米与普通玉米不同生育期叶面积指数的变化
• 4.1.3 超高产玉米与普通玉米不同生育期叶绿素含量的比较
• 4.1.4 超高产玉米与普通玉米叶片可溶性蛋白含量比较
• 4.1.5 超高产玉米与普通玉米叶片可溶性糖含量的比较
• 4.2 超高产玉米与普通玉米叶片保护酶活性的变化
• 4.2.1 超高产玉米与普通玉米叶片过氧化物酶活性的比较
• 4.2.2 超高产玉米与普通玉米叶片超氧化物歧化酶活性的比较
• 4.2.3 超高产玉米与普通玉米叶片过氧化氢酶活性的比较
• 4.3 超高产玉米与普通玉米叶片丙二醛含量的比较
• 4.4 超高产玉米与普通玉米叶片PEP羧化酶活性比较
• 4.5 超高产玉米与普通玉米叶片RuBP羧化酶活性比较
• 4.6 超高产玉米与普通玉米的产量比较
• 第五章 小结与讨论
• 5.1 超高产玉米与普通玉米叶片生理生化指标
• 5.2 产量结果
• 参考文献
• 致谢