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山东小麦品种更替过程中光合特性的演变
  • ISSN号:0578-1752
  • 期刊名称:中国农业科学
  • 时间:2012.9.16
  • 页码:3883-3891
  • 分类:S513.02[农业科学—作物学]
  • 作者机构:[1]山东农业大学生命科学学院/作物生物学国家重点实验室,山东泰安271018, [2]山东省农业科学院作物研究所/小麦玉米国家工程实验室/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室,济南250100, [3]山东省农业科学院农作物资源中心,济南250100
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(2009CB118505)、国家自然科学基金(31171551,31271635)、现代农业产业体系建设专项(CARS-03-1-8)、彗基里生乡挈号种培育科技重大专项(2011ZX08002-063)、作物生物学国家重点实验室开放课题资助项目
  • 相关项目:EMS诱变创制小麦淀粉理化特性特异性材料及其淀粉合成机理研究
中文摘要:

【目的】探讨山东小麦品种更替过程中光合性能的演变规律,为今后小麦育种提供指导。 【方法】选用山东省建国以来8次品种更替过程中的8个主要推广品种,在大田试验条件下测定了生育后期旗叶的叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数,成熟时生物学产量、籽粒产量和收获指数(Harvestindex,HI)。【结果】山东小麦品种更替过程中,籽粒产量和HI呈正相关性,但生物学产量并没有显著增加。旗叶叶绿素含量、净光合速率(netphotosynthetic rate,Pn)、气孔导度(Stomatal conductance,Gs)、羧化效率(carboxylationefficiency,cE)、光系统II(photosystemII,PSII)实际光化学效率(photochemical efficiency,ФPSII)和呼吸速率(respiratory rate,R)在开花期到花后10d达到最大值,然后开始下降,1980年以后选育的品种下降的速率低于1980年以前的品种;生育后期小麦旗叶Pn的下降是由非气孔因素引起的,Pn的初期下降并不是由叶绿素含量的变化直接引起,在此过程中,光合暗反应的羧化酶起了重要作用;灌浆中后期Pn的进一步降低与叶绿素含量、ФPSII、非光化学淬灭(non—photochemical quenching,NPQ)等密切相关。品种更替过程中,叶绿素含量、Pn、Gs、CE、ФPSII等指标呈升高的趋势,叶片功能期延长,光合性能得到明显改善,这可能是籽粒产量提高的重要生理基础。但品种更替中呼吸速率呈升高的趋势,影响了同化产物的积累,不利于籽粒产量的提高。【结论】山东小麦品种更替过程中,叶片的光合能力提高,高光合持续期延长,HI和光能利用效率增加,综合性能的改善是品种更替过程中产量不断提高的生理基础。山东小麦品种HI仍有进一步改良的空间,但不能完全依赖株高的降低,必须综合考虑光能利用的各个环节,小麦高光效育种才有可能取得较大的突破

英文摘要:

[Objective] The evolution in photosynthetic characteristics of historical wheat cultivars was investigated in order to understand the main yield-limiting factors and guide future breeding strategies for improving light use efficiency. [ Method ] Changes in grain yield, harvest index (HI) and photosynthetic parameters of eight landmark wheat cultivars widely planted in Shandong province in different years since 1950s were investigated in the fields. [Result] The grain yield and HI showed a significant linear improvement in Shandong province with the cultivars changed, however, the biomass did not increase obviously. The chlorophyll content (Chl a and Chl b), net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), carboxylation efficiency (CE), photochemical efficiency (ФPSII) of photosystem II (PS II), and respiratory rate (R) of flag leaves from all historical cultivars reached their maximal values between flowering date and 10 days after anthesis (DAA), then declined gradually, and the reduced rate of varieties after 1980 was less than the varieties before 1980. The intercellular CO2 concentration (Ci) and the non-photochemical quenching (NPQ) increased persistently after the flag leaves were full expanded. The decrease of Pn was not caused by stomatal factors. The carboxylase activity of ribulose bisphosphate carboxylase oxygenase (Rubisco) was crucial for the earlier reduction of Pn after flowering rather than chlorophyll content, while the chlorophyll degradation, ФPSII and NPQ played important roles in further reduction at the late duration of grain filling. The photosynthetic characteristics improved with the cultivar evolution derived from both the increase in chlorophyll content, Pn, Gs, CE and ФPSII and their longer duration, and which may be the physiological basis of the grain yield improvement. However, the respiratory rate also enhanced with the cultivar change and which was disadvantage to yield increase. [ Conclusion ] Improved photosynthetic char

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期刊信息
  • 《中国农业科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国农业部
  • 主办单位:中国农业科学院 中国农学会
  • 主编:万建民
  • 地址:北京中关村南大街12号中国农业科学院图书馆楼4101-4103室
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zgnykx@caas.cn
  • 电话:010-82109808 82106279
  • 国际标准刊号:ISSN:0578-1752
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1328/S
  • 邮发代号:2-138
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:85620