有关不同油菜品种角果光合特性叶绿素荧光参数的差异毕业论文写作资料-论文写作网

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光合叶绿素论文范文

摘要：通过气体交换和荧光猝灭动力学等技术研究了4个不同熟期冬油菜品种的角果光合特性和叶绿素a荧光参数.结果表明：不同油菜品种角果皮叶绿素含量存在明显差异,早熟品种角果发育前期叶绿素含量随生育进程上升较快,但后期下降也快；叶绿素含量与籽粒产量、含油量之间无显著相关.油菜产量、含油量和角果发育期间的光能利用率存在一定相关性,其中华协102和同富油3号光能利用率较高,产量与含油量也较高.不同品种角果皮叶绿素a荧光参数一光合有效量子产量( EQY)、光合电子传递速率（ETR）、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭（NPQ）存在较大差异,华协102和同富油3号的角果皮天线色素对光能吸收及电子传递链效率优于其它品种,在光能转化利用中占有优势,其ETR、EQY、qP值较高,NPQ较低.可见,晚熟和杂交品种的产量高于早熟和常规品种与其后期角果皮光能利用率和电子传递链效率较高等生理因素有关.

关键词：冬油菜；角果；叶绿素a荧光参数；光合特性；叶绿素含量

中图分类号：S512.1：S311

文献标识码：A 文章编号：1007 - 9084(2009)03 -0316 - 06

光合作用是作物产量的原动力,一直受到国内外广泛关注,研究种类涉及几乎所有主要农作物.研究发现,光合速率与植物的产量密切联系,被广泛用来作为选择高产品种的重要标准.不同油菜品种叶片的光合强度存在较大差异,杂交品种高于常规品种,抗除草剂品种低于常规品种,但在油菜角果皮的光合特性研究方面仍鲜见报道.近年来,叶绿素荧光测定技术在作物高产生理、作物育种栽培、植物生态等农学中得到不同程度的应用,在作物高光合效率鉴定方面也显示出较好的应用前景.叶绿素荧光动力学是以光合作用理论为基础,以体内叶绿素a荧光为天然探针,研究和探测植物光合生理状况及各种外界因子对其细微影响的新型植物活体测定和诊断技术.目前,该技术主要应用在干旱、强光、低温、高温等抗逆生理研究中,而利用其开展辅助筛选高光效农作物品种研究尚少,在油菜方面应用该项技术更少见报道.本文旨在通过不同成熟期冬油菜品种角果皮的叶绿素荧光参数和光合作用机理的分析,找出油菜品种间角果皮光能利用效率的差异,为开展油菜高光效育种提供理论依据.1 材料与方法1.1试验设计

试验在湖南农业大学国家油料改良中心湖南分中心油菜基地进行.供试4个不同成熟期冬油菜品种：德杂10号（早熟、杂交种）、同富油3号（早中熟、杂交种）、华协102（晚熟、杂交种）、湘油15（中熟、常规种）.试验设4个处理,每个品种为一个处理,小区面积16rri2,小区随机排列,每处理3次重复.采用人工等行距条直播,出苗后间苗,留苗密度13. 37万株．hm-2.9月27日播种,5月10日收获.其它EIJ间管理措施同一般大田.1.2测定项目与方法

每个处理品种初花期挂牌标记,选取开花期一致的植株50株作为取样和测定对象.德杂10号、同富油3号、湘油15、华协102的初花期分别为3月6日、3月9日、3月11日和3月14日.

叶绿素含量：取标记植株3株的主轴基部1、3、5、7、9节位5个角果,去除籽粒和线状果瓣,称取1．Og左右角果皮3个剪碎（3次重复）,用95%乙醇研磨提取紫外分光光度法分别在663、646、和470nm下测定吸光值.根据公式计算叶绿素a、叶绿素b含量.

叶绿素荧光动力学参数：分别于4月26日、4月29日和5月2日采用德国生产的便携式脉冲调制叶绿素荧光仪（mini - PAM,WaLz,德国）测定叶绿素荧光参数,测定方法参照Ralph的方法,测定前用黑色塑料袋套住标记植株主轴上角果,暗适应30min后测定倒5角果,每个处理3次重复.荧光测量由电脑控制,打开测量光并打开光化光,适应20s后打开饱和脉冲,升高光化光强度,适应20s后再打开饱和脉冲,如此重复12次,光合有效辐射(PAR)强度分别为1、21、41、76、134、205、249、298、371、456、581、726 umol．m-2．s.1.荧光参数的计算参照Genty的方法.测定的基本参数为：初始荧光Fo,最大荧光Fm,可变荧光Fv,PSⅡ光化学效率Fu/Fm等.光系统(PSⅡ)的量子产量(EQY)反映了一个吸收的光量子被光系统Ⅱ利用的概率,通过公式φPSII等于[Fm’-F]/ Fm’计算.Fm&,acute,是光适应下的最大荧光；F是光适应下最小荧光；Fm是暗适应下的最大荧光‘27.28J.光合电子传递速率(ETR)等于0.5×光系统II的相对量子产量×PAR×0. 84 umol．m-2&,acute,s.1.非光化学猝灭(NPQ)等于[ Fm - Fm’]／Fm’,通过除以4使NPQ标准化,标准化后的NPQ值介于0-1之间[26J.

光合速率和蒸腾速率等利用LI - 6400便携式光合测定仪在晴朗无风天气的9 - 11时测定,测定部位为初花期标记植株主轴上倒5角果的角果皮,测定前测量待测角果的长度与宽度,按照冷锁虎等方法计算角果皮表面积,并输入光合测定系统,每处理重复测5株.采用订制的6400 - 07上下两面透明的叶室（lcm厚度垫圈和特殊设计的凹槽条）,测定时将两端的果柄和果喙压入凹槽条内.测定时的光强1 000 umol．m-2．s-1、温度30C、相对湿度39%、C02浓度390mg．L-1、空气流量300 mol．s-1.所有光合参数测定值均由仪器自动给出,包括净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孑L导度（CS）和胞间C02浓度(Ci)等.光合作用过程中的水分利用率(WUE)以Pn/ Tr计算.

数据分析：采用SPSS 12.0统计分析软件对数据进行相关分析与DPS统计软件方差分析,并采用LSD法进行多重比较.量子产量(EQY)和非光化学猝灭（NPQ）采用回归中的曲线拟合来进行；ETR快速光曲线拟合采用Platt等公式：2 结果与分析2.1 不同油菜品种角果皮叶绿素含量的差异

光合色素含量将直接影响叶绿素对光能的吸收、传递以及在PSⅡ、PS I之间分配和转换合成ATP和NADPH,从而影响作物的光合作用.由图l和图2可以看出,不同品种角果发育前期角果皮叶绿素含量差异较大,后期较小.早熟品种角果皮叶绿素含量前期较高,后期下降较快,德杂10号角果发育初期（3月23日）叶绿素总量达0. 240 9mg是晚熟品种华协102的1.72倍；而晚熟品种华协102前期较低,但上升快,到4月6日已超过早熟品种,达到0. 218 Smg．g-1,比中熟品种湘油l5高0. 034mg．g-l.这种变化可能与早熟品种开花早、晚熟品种开花迟有关.可见,角果皮叶绿素含量积累是先升高后下降,这与角果皮光合效率变化密切相关.叶绿素a、叶绿素b与叶绿素总量的变化趋势是一致的.而叶绿素a/b值在前期差别也较大,后期差异小,前期以早中熟品种明显高于晚熟品种,同富油3号角果发育初期（3月23日）叶绿素a／b达到4. 095,是晚熟品种华协102的4.2倍.角果皮是油菜后期光合作用的主要器官,其叶绿素含量高,有利于植物捕获更多的光能为光合作用所利用；而较合理的叶绿素a/b值可防止光能过剩诱导的自由基产生和色素分子光氧化.可见,在角果发育中后期,角果皮叶绿素a/b值稳定在2.5-3.O范围内是较为合理的.2.2不同熟期油菜品种角果的光合特性及气体交

换参数的差异

光合作用是作物获得产量的基础,叶片具有较高的光合速率是作物获得高产的一个重要因素.在油菜所有器官中角果对籽粒产量贡献最大,其籽粒产量主要来源于后期角果皮的光合作用！圳.叶绿体是光合作用的场所,其含量高低直接关系到光合速率大小.由表l可知,不同品种的净光合速率（Pn）存在一定差异,在角果发育早期(4月14日),品种间Pn差异不明显,以华协102>,湘油15>,同富油3号>,德杂10号.但随着生育进程的推进,常规品种湘油15的Pn下降较快,其次是早熟品种德杂10号.到角果发育后期（5月2日）,品种间Pn的差异明显加大,表现出中、晚熟杂交品种>,早熟杂交品种、中熟杂交品种>,中熟常规品种的趋势,这为中、晚熟和杂交品种奠定了高产的生理基础.中、晚熟品种具有较高的Pn,主要是因为角果发育中后期的蒸腾速率Tr和气孔导度CS较大,促进了气体交换.角果的水分利用效率（WUE）以角果发育早期差异大,后期差异减小,其中以华协102和同富油3号较高,其它品种相近.2.3不同熟期油菜品种角果叶绿素荧光动力学参

叶绿素光合作用:06叶绿素-光合作用基督教/科学/创造/进化论？

数的差异

叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用,利用该技术可以快速、灵敏、无损伤地研究和探测各种逆境对植物光合生理的影响.研究表明,环境胁迫的程度与植物体内产量等参数的受抑制程度呈显著相关,可作为植物抗逆指标,但不同植物抗逆指标差异大.作物体内叶绿素荧光变化与光合作用中各种反应紧密相连,任何环境因素对光合作用某些过程的影响都可通过叶绿素荧光测定以某些荧光参数变化反映出来.

由图3可知,在角果发育后期,不同品种的光化学荧光淬灭（qP）和非光化学荧光淬灭(NPQ)存在明显差异.湘油15的qP值最小,而华协102和同富油3号比湘油15分别高出12. 3%和8.2%,说明华协102和同富油3号两个品种PSⅡ反应中心原初电子受体QA库较大,使得PSⅡ反应中心更有可能处于开放状态,相应地会减少不能进行稳定电荷分离、不能参与光合电子传递的PSⅡ反应中心关闭部分的比例,促进光合电子传递能力的提高,而光合电子传递总是与形成ATP的光合磷酸化相耦联,而且非环式电子传递链的最终电子受体是NADP,因此有助于形成更多的ATP和NADPH供碳同化之需,形成更多的光合产物.NPQ值也有明显的不同,德杂10号较大,华协102和同富油3号相对较小,表明德杂10号角果不能将天线色素所捕获的光能充分地用于光合作用,通过热耗散释放掉的比例大,辐射能耗散强烈,光能利用效率不高,而华协102和同富油3号角果非辐射能的耗散程度低,有助于把所捕获的光能较充分地用于光合作用暗反应,光能利用效率高.电子传递的量子产额( EQY)以华协102和同富油3号角果较高,说明它们可充分利用所捕获光能,具有高的转能效率和量子效率.ETR和d值（表2）结果表明,德杂10号的光合电子传递速率最低,而华协102和同富油3号角果光合电子传递速率相对较高,说明它们将PSⅡ、PSI受激发产生的高能电子经过电子传递链进行高效地传递,促进光合作用快速运行.由此可见,华协102和同富油3号等中晚熟品种和杂交品种的角果在光合作用过程中,天线色素对光能的吸收及电子传递链的效率优于早熟品种和常规品种,在光能转化利用中占有优势,这与光合作用的结果是十分的吻合.2.4油菜角果的叶绿素荧光参数、叶绿素含量与产

量、含油量相关分析

用DPS统计方法对叶绿素荧光参数、叶绿素含量与产量、含油量之间的相关关系进行分析,结果（表3）表明,叶绿素含量与产量之间相关不显著,不能以叶绿素含量多少来推断作物产量高低.叶绿素b与总叶绿素和叶绿素a/b之间有一定相关关系.总叶绿素含量与ETR、EQY之间存在显著和极显著相关关系,说明较高的叶绿素含量对促进电子传递和光能转化具有积极影响.表3还表明,产量与qP之间相关极显著,与其它因素无显著相关,说明籽粒产量形成与植株本身利用光能的能力有一定关系,即PSⅡ天线色素吸收的光能用于光化学电子传递的份额越大,子粒产量越高.含油量与NPQ、qP之间相关均达极显著水平,表明油分积累与后期光能转换、电子传递有密切关系.3 结论与讨论

不同作物品种间叶绿素荧光参数的差异主要是由于基因型差异造成的,可以利用叶绿素荧光分析系统,测定作物叶片的光合作用效率,作为选育和鉴定优良品种的重要指标.通过测定油菜基因型间的光合特性差异,从控制光合作用参数的基因人手,进行品种改良途径的探索,从而选育高光效、早熟不早衰的油菜新品种,将是开展油菜生理育种的研究方向.

角果是油菜后期光合作用的重要器官,角果光合效率的高低直接影响籽粒产量形成和油分积累.本文从油菜角果的光能吸收、传递、转化特性等方面进行了探讨,并结合最终产量与含油量分析了不同熟期油菜品种光合作用内在机理的差异,综合叶绿素荧光参数和产量、含油量关系初步得出：中、晚熟品种和杂交品种的光能利用率较高,光合热耗散较低,净光合速率和水分利用效率较高,单位面积产量和含油量也较高；反之,早熟品种和常规品种的较低.该研究结果与崔德欣和宋国良等得出的结论是一致的.根据光合特性差异分析表明,中、晚熟以及杂交品种的角果皮光合功能强,提高了PSⅡ活性和光化学最大效率,增加了PSⅡ开放部分的比例和光合电子传递速率以及PSⅡ总光化学量子产额,降低了非辐射能耗散,从而把角果皮吸收的光能充分用于光合作用,促进了籽粒的灌浆,增加了光合产物.这正是这些高光效品种能够获得高产优质的生理基础,为油菜高光效生理育种提供依据.但由于油菜角果皮的光合过程和叶绿素荧光参数受环境影响大,在外界因素作用下,各个参数值可能会发生变化,因此该技术在应用中还有待进一步深入研究.

致谢：本实验的叶绿素荧光参数测定是在湖南农业大学作物生理与分子生物学教育部重点实验室李海林老师等协助下完成,在此表示感谢.

总结：此文是一篇光合叶绿素论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。

叶绿素光合作用引用文献: