基于光合产物转运分配的羊草低结实率研究

发布时间：2021-10-27 12:15

　　羊草（Leymus chinensis）,禾本科赖草属多年生根茎型植物,是我国东北松嫩草地最重要的牧草之一,其富含粗蛋白和粗脂肪,适口性好且具有耐寒、耐旱、耐盐碱、耐瘠薄等特性,在当地乃至北方地区畜牧业和养殖业中占据重要地位。然而,自然条件下,羊草结实率低,种子产量不高,制约了天然草地的补播改良和人工草地的建植。因此,探明羊草结实低的内在机制,对提高种子产量、进一步发展当地草牧业具有重要的科学意义。本研究采用全因子实验设计方法,首先,利用稳定性碳同位素示踪技术研究了抽穗期和灌浆期羊草生殖枝穗、叶片以及营养枝叶片对结实的相对贡献;其次,研究了施氮对光合产物转运分配及结实的影响;最后,利用根茎切割实验,研究了阻断光合产物的地下分配对羊草结实的影响。结果显示:（1）抽穗期羊草穗部光合作用能力最强,生殖枝叶片和营养枝叶片分别是穗部的0.03和0.14倍,灌浆期三者的光合作用能力变化规律与抽穗期相似;与灌浆期相比,抽穗期生殖枝叶片光合作用能力较高,穗部和营养枝叶片光合作用能力在两时期无显著差异;抽穗期穗部光合产物转运至穗和种子的比例（32.32%、19.11%）显著高于生殖枝叶片（4.34%、4... 

【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校

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实验区地理位置示意图

东北师范大学硕士学位论文11穗，RSL：生殖枝叶片，VSL：营养枝叶片）。此外另设有5盆羊草，不做任何处理，为空白对照。实验利用同位素示踪技术，向自制的密封且透明的光合室中通入13CO2，分别在羊草的抽穗期和灌浆期对其生殖枝穗、生殖枝叶片以及营养枝叶片进行微量标记（所标记的植株均抽穗），即可追踪到所标记的三种光合作用器官光合产物的转运与分配。标记所用气体（13CO2）的丰度为99.9%，采用脉冲式标记法，即同一时期同一光合器官每次标记5min，重复4次，即标记时长20min。2.1.4测定指标与方法2.1.4.1光合作用能力的测定与计算抽穗期和灌浆期标记结束后，开始测定相应器官（生殖枝穗/生殖枝叶片/营养枝叶片）的净光合速率。测定选在天气晴朗的上午9:00-11:00进行，叶片的测定用Ciras-3便携式光合仪配备PLC3通用叶室（PP-systems,USA），穗的测定利用定制的圆柱形透明叶室与Ciras-3光合测定系统连接成开放式气路系统进行测定，如下图所示（图2-2）：图2-2连接测定示意图Fig.2-2Schematicdiagramofconnectionanddetermination各器官光合作用能力计算公式为[118]：A=A1×S×W，式中A（μmols-1organ-1）为单个器官光合作用能力，A1（μmolm-2s-1）为单位面积的净光合速率（光合仪测出），S（m-2）为测定时输入光合仪的面积，W（g）为所测定光合器官的重量。2.1.4.2生物量测定待盆中羊草种子成熟后取样。在确保不破坏地下器官完整性的条件下，小心地冲洗干净根茎周围的泥土，将所标记植株整株完整取出。之后，整株分为穗（除去种子后剩余部分）、种子、生殖枝茎秆、生殖枝叶片、地下器官、营养枝茎秆

东北师范大学硕士学位论文14图2-3不同时期各器官的光合作用能力Fig.2-3Photosyntheticcapacityofeachorganindifferentperiods注：图中数据为平均值±标准误，n=18。T1表示抽穗期，T2表示灌浆期，RSS表示生殖枝穗，VSL表示营养枝叶片，RSL表示生殖叶片，*表示时期间的差异性（P<0.05），大写字母表示抽穗期各器官光合作用能力的差异性（P<0.05），小写字母表示灌浆期各器官光合作用能力的差异性（P<0.05）。Note:Thedataareexpressedasmean±S.E.foreighteenindependentdeterminations.T1meantheheadingstage,T2meanthefillingstage,RSSstandsforreproductiveshootspike,VSLstandsforvegetativeshootleaf,RSLstandsforreproductiveshootleaf.*indicatesignificantlydifferentbetweenstages,theuppercaselettersindicatedifferencesofphotosyntheticcapacityofeachorganatheadingstage(P<0.05)andthelowercaselettersindicatedifferencesofphotosyntheticcapacityofeachorganatfillingstage(P<0.05).2.2.3光合产物的转运与分配2.2.3.1主效应因素和交互作用对羊草13C含量分配百分比的影响羊草两生长时期（抽穗期和灌浆期）光合作用产物在穗、种子、生殖枝茎和叶以及营养枝茎和叶等器官中的转运分配比例均表现出显著的差异性（P<0.05，表2-3）；生殖枝穗、叶片以及营养枝叶片光合作用产物在各器官中的分配比例存在不同程度的差异性，其中除在地下器官中分配无显著差异外，在穗、种子、生殖枝茎和叶以及营养枝茎和叶中的分配均有显著差异（P<0.001，表2-3）。羊草

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本文编号：3461582