亚硫酸氢钠对水稻的产量效应及对光合效率的影响机制
发布时间：2021-06-23 09:40
水稻是我国乃至世界上的主要粮食作物之一。安全有效地提高水稻单产一直是相关领域的工作者所追求的目标,而改善水稻作物的光合作用是提高水稻单产的关键技术方法之一。多年的研究表明NaHSO3能有效促进植物光合作用,但相关机制至今尚未完全阐明,主要的观点包括抑制光呼吸、促进光合磷酸化、保护光合机构等。本研究通过大田试验分析NaHSO3在浙江省杭州稻区的产量效应,为NaHSO3在本地区的实际应用奠定技术基础。结果表明,在孕穗期喷施2mmol/LNaHSO3能显著提高不同品种的水稻的结实率,增加每穗实粒数,从而显著提高亩产量。同时,为探明NaHSO3对水稻光合效率的影响机制,我们进行了温室盆栽试验,分析了喷施NaHSO3后水稻叶片的气体交换参数、CO2响应曲线、叶绿素荧光参数、Rubisco的含量及活性、RCA大小亚基含量及基因表达的变化。结果表明,相比于对照组,水稻叶片喷洒NaHSO3后,其净光合速率（Pn）、RuBP再生率、Rubisco初始活力、RCA蛋白浓度及mRNA浓度都得到显著（P<0.05）提高,这表明NaHSO3通过在转录和翻译水平上诱导RCA的基因表达,以调控Rubisco初...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：40 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．不同浓度ＮａＨＳ０３对水稻光合速率、气体交换及水分利用效率的影响．??图中同一指标小写字母不同则表示有显著差异（ａ?＝０．０５）
光关闭后荧光短时间上升的峰值Ｆｐ可以用来指示通过循环电子传递还原ＰＱ的??程度。本研究结果表明，喷ｌｍｍｏｌ／Ｌ?ＮａＨＳ０３的显著（Ｐ＜０．０５）比对照的Ｆｐ高??（图２），说明ＮａＨＳＯ；处理能够显著提高围绕ＰＳＩ的循环电子传递。循环电子??传递可以偶联跨类囊体膜的质子梯度形成ＡＴＰ，眺ＮａＨＳ０３很有可能促进环式??光合磷酸化。??４５?ｒ??４０?－?Ｔ??３５?■??Ｉ??ｖ?．??Ｌ??ＣＫ?（０）?喷?ｌｎｍｉｏｌ／Ｌ??图２．ＮａＨＳ〇３对水稻叶片作用光关闭后叶绿素荧光瞬时上升的影响（数据为平均值士ＳＯ）??３．５?ＮａＨＳ０３对水稻叶片光呼吸的效应??为了研宄他吧０３是否抑制光呼吸，我们分别测量了在２％０２和２１％０２下的??水稻叶片光合速率。由于在２％０２中光呼吸被抑制，则用２％０２下的光合速率减??去２１％０２下的光合速率，结果就是光呼吸的速率。表５的结果表明，喷ＮａＨＳ０３??对水稻光呼吸速率和光呼吸占光合作用的百分比的影响不显著（Ｐ＞０．０５）。??表５．ＮａＨＳ０３对光呼吸的影响??光合参数?Ｗａｔｅｒ?丨?ｍｍｏｌ／Ｌ?ＮａＨＳ０３?２ｍｍｏｌ／Ｌ?ＮａＨＳ０３??Ｐｎ?２１％〇２?２０．９?（ｂ）?２４．４?（ａ）?２６．８?（ａ）??｜ｉｍｏｌ?ｍ＂２?ｓ＇１?２％〇２?３２．１?（ｃ）?３４?（ｂ）?３６．８?（ａ）??光呼吸速率（ｉｍｏｌ?ｍ－２?ｓ－１?１１．２?（ａ）?９．６?（ａ）?１０．１?（ａ）??光呼吸百分比?３４．７９％?（ａ）?２１．１９％?（ａ）?２７．
亚硫酸氢钠浓度??图３．?浓度对胞间Ｃ（Ｖ浓度的影响。小写字母不同表示有显著差异（ａ?＝〇．〇５）。??从图３，图４和图５中可以看出，和对照（２丨％０２）相比，０２浓度降低（２％??〇２）会显著的降低胞间Ｃ０２浓度（Ｃｉ），显著提高蒸腾速率（Ｔｒｈ＾ｆＬ导度（ｇｓ）??在不同氧气浓度下没有统计显著差异，说明０２浓度对气孔导度没有影响。估计??可能的原因是在相同的气孔导度条件下，Ｃ０２，水和０２这３种经常进出气孔的??气体总流量应该是不变的。当０２流量减少时，光呼吸被抑制，所以产生的ｃｏ２??量会减少，如果气孔导度不变，水蒸腾速率就要适当提高来保持流量不变。??ｍｍｏｌ?ｍ＇２?ｓ＂１??１２?「?ａ?ａ?＿?＾??＿?ａ?口２１％氧气??１０ｂ＿?ｂｉｉ?■氧气??ｙ?ｓ??＇二?＼?；ｉ??＾?６?－??４?－?ｆ?Ｕ??＇囉琴！??２?—?Ｉ?Ｐ＇??〇?＾?丨■．——Ｕ??ＣＫ?（０）?ｌｍｍｏｌ／Ｌ?２ｍｍｏｌ／Ｌ??亚硫酸氢钠浓度??图４．?０２浓度对蒸腾速率（Ｔｒ）的影响。小写字母不同表示有显著差异（（ｉ?＝〇．?〇５）。??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物Rubisco活化酶的研究进展[J]. 李海霞,王真梅,曾汉来. 植物生理学通讯. 2010(11)
[2]低浓度亚硫酸氢钠对植物光合作用的促进效应研究进展[J]. 武卫华,祁岑,蒋彬,吴银梅,黄先敏,陈屏昭,郭延平. 贵州农业科学. 2010(06)
[3]NaHSO3对小麦生殖生长时期氮素代谢的影响[J]. 秦学,曹翠玲,梁宗锁. 土壤通报. 2005(06)
[4]缺磷强光下脐橙的过剩能量耗散机制[J]. 陈屏昭,王磊,代勋,刘忠荣,蒋彬,樊钦平. 应用生态学报. 2005(06)
[5]亚硫酸氢钠影响脐橙叶片光合作用的原因[J]. 陈屏昭,罗家刚,王磊,陈顺方,桑正林,周云. 西北农业学报. 2004(01)
[6]亚硫酸氢钠处理减轻低温对温州蜜柑光合作用的影响[J]. 郭延平,苏吉虎,王宏炜,沈允钢,张良诚. 园艺学报. 2003(02)
[7]磷和NaHSO3交互作用对温州蜜柑叶片光合作用的影响[J]. 陈屏昭,刘忠荣,罗家刚,樊钦平,王磊,蒋彬. 广东微量元素科学. 2003(01)
[8]亚硫酸氢盐怎样促进光合作用(英文)[J]. 王宏炜,沈允钢. 植物生理与分子生物学学报. 2002(04)
[9]NaHSO3对桑树光合作用及蚕茧产量和质量的影响[J]. 郭金华,牛志电,梅建设,夏行权,胡敏,王义彰. 蚕业科学. 2001(02)
[10]光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠的增产效果研究[J]. 周广业,王宏凯. 土壤肥料. 2000(06)
博士论文
[1]RCA大同工型蛋白在水稻光合热适应中的作用机制研究[D]. 陈跃.浙江大学 2014
本文编号：3244709
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：40 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．不同浓度ＮａＨＳ０３对水稻光合速率、气体交换及水分利用效率的影响．??图中同一指标小写字母不同则表示有显著差异（ａ?＝０．０５）
光关闭后荧光短时间上升的峰值Ｆｐ可以用来指示通过循环电子传递还原ＰＱ的??程度。本研究结果表明，喷ｌｍｍｏｌ／Ｌ?ＮａＨＳ０３的显著（Ｐ＜０．０５）比对照的Ｆｐ高??（图２），说明ＮａＨＳＯ；处理能够显著提高围绕ＰＳＩ的循环电子传递。循环电子??传递可以偶联跨类囊体膜的质子梯度形成ＡＴＰ，眺ＮａＨＳ０３很有可能促进环式??光合磷酸化。??４５?ｒ??４０?－?Ｔ??３５?■??Ｉ??ｖ?．??Ｌ??ＣＫ?（０）?喷?ｌｎｍｉｏｌ／Ｌ??图２．ＮａＨＳ〇３对水稻叶片作用光关闭后叶绿素荧光瞬时上升的影响（数据为平均值士ＳＯ）??３．５?ＮａＨＳ０３对水稻叶片光呼吸的效应??为了研宄他吧０３是否抑制光呼吸，我们分别测量了在２％０２和２１％０２下的??水稻叶片光合速率。由于在２％０２中光呼吸被抑制，则用２％０２下的光合速率减??去２１％０２下的光合速率，结果就是光呼吸的速率。表５的结果表明，喷ＮａＨＳ０３??对水稻光呼吸速率和光呼吸占光合作用的百分比的影响不显著（Ｐ＞０．０５）。??表５．ＮａＨＳ０３对光呼吸的影响??光合参数?Ｗａｔｅｒ?丨?ｍｍｏｌ／Ｌ?ＮａＨＳ０３?２ｍｍｏｌ／Ｌ?ＮａＨＳ０３??Ｐｎ?２１％〇２?２０．９?（ｂ）?２４．４?（ａ）?２６．８?（ａ）??｜ｉｍｏｌ?ｍ＂２?ｓ＇１?２％〇２?３２．１?（ｃ）?３４?（ｂ）?３６．８?（ａ）??光呼吸速率（ｉｍｏｌ?ｍ－２?ｓ－１?１１．２?（ａ）?９．６?（ａ）?１０．１?（ａ）??光呼吸百分比?３４．７９％?（ａ）?２１．１９％?（ａ）?２７．
亚硫酸氢钠浓度??图３．?浓度对胞间Ｃ（Ｖ浓度的影响。小写字母不同表示有显著差异（ａ?＝〇．〇５）。??从图３，图４和图５中可以看出，和对照（２丨％０２）相比，０２浓度降低（２％??〇２）会显著的降低胞间Ｃ０２浓度（Ｃｉ），显著提高蒸腾速率（Ｔｒｈ＾ｆＬ导度（ｇｓ）??在不同氧气浓度下没有统计显著差异，说明０２浓度对气孔导度没有影响。估计??可能的原因是在相同的气孔导度条件下，Ｃ０２，水和０２这３种经常进出气孔的??气体总流量应该是不变的。当０２流量减少时，光呼吸被抑制，所以产生的ｃｏ２??量会减少，如果气孔导度不变，水蒸腾速率就要适当提高来保持流量不变。??ｍｍｏｌ?ｍ＇２?ｓ＂１??１２?「?ａ?ａ?＿?＾??＿?ａ?口２１％氧气??１０ｂ＿?ｂｉｉ?■氧气??ｙ?ｓ??＇二?＼?；ｉ??＾?６?－??４?－?ｆ?Ｕ??＇囉琴！??２?—?Ｉ?Ｐ＇??〇?＾?丨■．——Ｕ??ＣＫ?（０）?ｌｍｍｏｌ／Ｌ?２ｍｍｏｌ／Ｌ??亚硫酸氢钠浓度??图４．?０２浓度对蒸腾速率（Ｔｒ）的影响。小写字母不同表示有显著差异（（ｉ?＝〇．?〇５）。??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物Rubisco活化酶的研究进展[J]. 李海霞,王真梅,曾汉来. 植物生理学通讯. 2010(11)
[2]低浓度亚硫酸氢钠对植物光合作用的促进效应研究进展[J]. 武卫华,祁岑,蒋彬,吴银梅,黄先敏,陈屏昭,郭延平. 贵州农业科学. 2010(06)
[3]NaHSO3对小麦生殖生长时期氮素代谢的影响[J]. 秦学,曹翠玲,梁宗锁. 土壤通报. 2005(06)
[4]缺磷强光下脐橙的过剩能量耗散机制[J]. 陈屏昭,王磊,代勋,刘忠荣,蒋彬,樊钦平. 应用生态学报. 2005(06)
[5]亚硫酸氢钠影响脐橙叶片光合作用的原因[J]. 陈屏昭,罗家刚,王磊,陈顺方,桑正林,周云. 西北农业学报. 2004(01)
[6]亚硫酸氢钠处理减轻低温对温州蜜柑光合作用的影响[J]. 郭延平,苏吉虎,王宏炜,沈允钢,张良诚. 园艺学报. 2003(02)
[7]磷和NaHSO3交互作用对温州蜜柑叶片光合作用的影响[J]. 陈屏昭,刘忠荣,罗家刚,樊钦平,王磊,蒋彬. 广东微量元素科学. 2003(01)
[8]亚硫酸氢盐怎样促进光合作用(英文)[J]. 王宏炜,沈允钢. 植物生理与分子生物学学报. 2002(04)
[9]NaHSO3对桑树光合作用及蚕茧产量和质量的影响[J]. 郭金华,牛志电,梅建设,夏行权,胡敏,王义彰. 蚕业科学. 2001(02)
[10]光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠的增产效果研究[J]. 周广业,王宏凯. 土壤肥料. 2000(06)
博士论文
[1]RCA大同工型蛋白在水稻光合热适应中的作用机制研究[D]. 陈跃.浙江大学 2014
本文编号：3244709
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