干旱胁迫对玉米叶片光合特性和穗发育特征的影响

发布时间：2021-04-09 08:21

　　玉米是需水量较大的粮食作物之一,拔节至开花的穗期是其一生中的需水临界期,研究玉米穗期对干旱胁迫的响应机制对提高玉米干旱适应性具有重要意义。以筛选后的干旱敏感自交系PH6WC（6WC）和抗旱自交系郑58（Z58）为试验材料,采用测坑控水试验,于穗期设置3个水分处理（正常灌水CK、轻度干旱LD、中度干旱MD）,研究了穗期不同水分处理对雌雄穗发育特性、开花吐丝间隔以及穗位叶光合特性的影响。结果表明:LD对Z58的株高、雄穗生长特性、叶绿素相对含量和光系统II最大光化学效率没有显著影响,但雌穗长显著降低;MD显著降低了Z58的穗位叶光合特性、雌雄穗的穗长和干物质积累。对于6WC,LD抑制了其植株生长和穗的发育,使雌穗长、雌穗直径、雄穗长、干物质向穗的分配比率、穗位叶的叶绿素a、叶绿素b和光合性能综合指数(PI_ABS)分别降低了35.3%、11.8%、20.6%、25%、21.1%、20%、23.8%;干旱胁迫程度越重对6WC雌雄穗的发育影响越大。此外,LD与MD分别延长6WC的开花吐丝间隔期（ASI）至5天、9天,LD和MD分别延长Z58的ASI 0、3天。综上所述:穗期... 

【文章来源】：生态学报. 2020,40(03)北大核心CSCD

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干旱胁迫对玉米自交系雌雄穗发育的影响

表2 干旱胁迫对玉米自交系雌雄穗生长特性的影响Table 2 Effect of drought stress on growth characteristics of ear and tassel of maize inbred lines 生育期Stage 自交系Inbred lines 处理Treatment 雌穗 Ear 雄穗 Tassel 穗长Ear length/cm 穗粗Ear diameter/mm 干物质重Dry matter/g 分枝数Branch number 雄穗长Tassel length/cm 干物质重Dry matter/g 抽雄期 CK 5.0±0.06a 11.2±0.6a 4.3±0.02a 40.2±3.6a 2.5±0.5a Tasseling stage Z58 LD 1.7±0.01b 10.9±0.9a 3.9±0.06b 41.5±2.5a 2.4±0.4a MD 1.3±0.01b 6.5±0.7b 3.2±0.01b 29.2±4.6b 1.4±0.4b 6WC CK 3.5±0.02a 8.0±0.3a 1.6±0.01a 35.2±3.6a 0.6±0.01a LD 1.9±0.03b 4.0±0.3b 1.0±0.01a 27.4±9.2b 0.4±0.01a MD 1.5±0.07b 3.1±0.4b 1.3±0.01a 26.2±4.5b 0.3±0.01b 成熟期 CK 12.43±1.6a 19.7±3.5a 10.8±0.1a 4.3±0.02a 54.2±3.3a 1.7±0.5a Maturation stage Z58 LD 10.8±2.1b 19.5±3.3a 7.7±0.5b 3.9±0.06b 54.0±4.9a 1.6±0.5ab MD 9.1±1.1b 17.4±2.8a 4.6±0.3c 3.2±0.01b 37.6±5.6b 1.0±0.6b 6WC CK 11.9±2.8a 18.7±2.5a 7.6±0.2a 1.6±0.01a 46.1±4.8a 0.8±0.2a LD 7.7±3.1b 16.5±1.6ab 3.3±0.1b 1.0±0.01a 36.6±2.7ab 0.6±0.1ab MD 6.8±0.7b 15.1±2.7b 1.4±0.1c 1.3±0.01a 33.7±5.3b 0.4±0.2b 同一列同一自交系中的不同字母表示同一品种不同处理在 P<0.05水平上差异显著图5 干旱胁迫对玉米自交系开花吐丝间隔期的影响

植物叶片中叶绿素含量是影响作物光合作用的重要因子,直接决定了叶片光合能力的强弱。本研究着重分析了穗期自交系的穗位叶在不同程度干旱胁迫下的叶绿素相对含量、叶绿素a、b含量及光合特性,结果表明,叶绿素相对含量、叶绿素a对干旱胁迫程度十分敏感,干旱胁迫越严重,叶片将光合作用的光能传递给化学反应系统的能力越弱。另外,干旱胁迫下,植物叶绿体PSII 的Fv/Fm、Fv/Fo值均会下降,说明干旱胁迫使得叶绿体PSII活性中心更易发生光抑制,受到损伤。此外,荧光参数PIABS是以光合吸收为基础,综合反映光合机构活性的参数[28],本试验中干旱胁迫处理后两自交系叶片PIABS值的变化也证实了土壤干旱导致叶片水分亏缺,干旱胁迫影响了叶片光能吸收的活性,降低了玉米自交系在光合作用过程中对光能的捕获(图6)。玉米干物质产量的90%以上是由光合作用生产,干物质是作物光合作用产物的最高形式,而作物产量实质上也是通过光合作用直接或间接形成,并取决于光合产物的积累与分配[5,7,14]。但是由于干旱胁迫导致叶绿素合成受阻,进一步限制了光合速率,最终影响到生物量积累和分配[30-31]。本试验中,穗期的干旱胁迫越严重,总干物质积累下降越明显,且对穗的影响远大于叶片和茎,表现为干物质向茎和叶片中的分配比例增加,向穗中的转运积累减少,这与 Jiang的研究结果一致[24,32]。此外,与干旱敏感自交系6WC相比,抗旱性强的自交系Z58有较强的物质积累优势,这是由于抗旱自交系营养器官叶片和茎中贮藏物质向穗部转运的能力较高[16,24]。

【参考文献】：
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本文编号：3127276