亞硫酸氫鈉對水稻的產(chǎn)量效應(yīng)及對光合效率的影響機(jī)制
發(fā)布時間:2021-06-23 09:40
水稻是我國乃至世界上的主要糧食作物之一。安全有效地提高水稻單產(chǎn)一直是相關(guān)領(lǐng)域的工作者所追求的目標(biāo),而改善水稻作物的光合作用是提高水稻單產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)方法之一。多年的研究表明NaHSO3能有效促進(jìn)植物光合作用,但相關(guān)機(jī)制至今尚未完全闡明,主要的觀點包括抑制光呼吸、促進(jìn)光合磷酸化、保護(hù)光合機(jī)構(gòu)等。本研究通過大田試驗分析NaHSO3在浙江省杭州稻區(qū)的產(chǎn)量效應(yīng),為NaHSO3在本地區(qū)的實際應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。結(jié)果表明,在孕穗期噴施2mmol/LNaHSO3能顯著提高不同品種的水稻的結(jié)實率,增加每穗實粒數(shù),從而顯著提高畝產(chǎn)量。同時,為探明NaHSO3對水稻光合效率的影響機(jī)制,我們進(jìn)行了溫室盆栽試驗,分析了噴施NaHSO3后水稻葉片的氣體交換參數(shù)、CO2響應(yīng)曲線、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、Rubisco的含量及活性、RCA大小亞基含量及基因表達(dá)的變化。結(jié)果表明,相比于對照組,水稻葉片噴灑NaHSO3后,其凈光合速率(Pn)、RuBP再生率、Rubisco初始活力、RCA蛋白濃度及mRNA濃度都得到顯著(P<0.05)提高,這表明NaHSO3通過在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上誘導(dǎo)RCA的基因表達(dá),以調(diào)控Rubisco初...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:40 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.不同濃度NaHS03對水稻光合速率、氣體交換及水分利用效率的影響.??圖中同一指標(biāo)小寫字母不同則表示有顯著差異(a?=0.05)
光關(guān)閉后熒光短時間上升的峰值Fp可以用來指示通過循環(huán)電子傳遞還原PQ的??程度。本研究結(jié)果表明,噴lmmol/L?NaHS03的顯著(P<0.05)比對照的Fp高??(圖2),說明NaHSO;處理能夠顯著提高圍繞PSI的循環(huán)電子傳遞。循環(huán)電子??傳遞可以偶聯(lián)跨類囊體膜的質(zhì)子梯度形成ATP,眺NaHS03很有可能促進(jìn)環(huán)式??光合磷酸化。??45?r??40?-?T??35?■??I??v?.??L??CK?(0)?噴?lnmiol/L??圖2.NaHS〇3對水稻葉片作用光關(guān)閉后葉綠素?zé)晒馑矔r上升的影響(數(shù)據(jù)為平均值士SO)??3.5?NaHS03對水稻葉片光呼吸的效應(yīng)??為了研宄他吧03是否抑制光呼吸,我們分別測量了在2%02和21%02下的??水稻葉片光合速率。由于在2%02中光呼吸被抑制,則用2%02下的光合速率減??去21%02下的光合速率,結(jié)果就是光呼吸的速率。表5的結(jié)果表明,噴NaHS03??對水稻光呼吸速率和光呼吸占光合作用的百分比的影響不顯著(P>0.05)。??表5.NaHS03對光呼吸的影響??光合參數(shù)?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.
亞硫酸氫鈉濃度??圖3.?濃度對胞間C(V濃度的影響。小寫字母不同表示有顯著差異(a?=〇.〇5)。??從圖3,圖4和圖5中可以看出,和對照(2丨%02)相比,02濃度降低(2%??〇2)會顯著的降低胞間C02濃度(Ci),顯著提高蒸騰速率(Trh^fL導(dǎo)度(gs)??在不同氧氣濃度下沒有統(tǒng)計顯著差異,說明02濃度對氣孔導(dǎo)度沒有影響。估計??可能的原因是在相同的氣孔導(dǎo)度條件下,C02,水和02這3種經(jīng)常進(jìn)出氣孔的??氣體總流量應(yīng)該是不變的。當(dāng)02流量減少時,光呼吸被抑制,所以產(chǎn)生的co2??量會減少,如果氣孔導(dǎo)度不變,水蒸騰速率就要適當(dāng)提高來保持流量不變。??mmol?m'2?s"1??12?「?a?a?_?^??_?a?口21%氧氣??10b_?bii?■氧氣??y?s??'二?\?;i??^?6?-??4?-?f?U??'囉琴!??2?—?I?P'??〇?^?丨■.——U??CK?(0)?lmmol/L?2mmol/L??亞硫酸氫鈉濃度??圖4.?02濃度對蒸騰速率(Tr)的影響。小寫字母不同表示有顯著差異((i?=〇.?〇5)。??13??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物Rubisco活化酶的研究進(jìn)展[J]. 李海霞,王真梅,曾漢來. 植物生理學(xué)通訊. 2010(11)
[2]低濃度亞硫酸氫鈉對植物光合作用的促進(jìn)效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 武衛(wèi)華,祁岑,蔣彬,吳銀梅,黃先敏,陳屏昭,郭延平. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(06)
[3]NaHSO3對小麥生殖生長時期氮素代謝的影響[J]. 秦學(xué),曹翠玲,梁宗鎖. 土壤通報. 2005(06)
[4]缺磷強(qiáng)光下臍橙的過剩能量耗散機(jī)制[J]. 陳屏昭,王磊,代勛,劉忠榮,蔣彬,樊欽平. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2005(06)
[5]亞硫酸氫鈉影響臍橙葉片光合作用的原因[J]. 陳屏昭,羅家剛,王磊,陳順方,桑正林,周云. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2004(01)
[6]亞硫酸氫鈉處理減輕低溫對溫州蜜柑光合作用的影響[J]. 郭延平,蘇吉虎,王宏煒,沈允鋼,張良誠. 園藝學(xué)報. 2003(02)
[7]磷和NaHSO3交互作用對溫州蜜柑葉片光合作用的影響[J]. 陳屏昭,劉忠榮,羅家剛,樊欽平,王磊,蔣彬. 廣東微量元素科學(xué). 2003(01)
[8]亞硫酸氫鹽怎樣促進(jìn)光合作用(英文)[J]. 王宏煒,沈允鋼. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報. 2002(04)
[9]NaHSO3對桑樹光合作用及蠶繭產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[J]. 郭金華,牛志電,梅建設(shè),夏行權(quán),胡敏,王義彰. 蠶業(yè)科學(xué). 2001(02)
[10]光呼吸抑制劑亞硫酸氫鈉的增產(chǎn)效果研究[J]. 周廣業(yè),王宏凱. 土壤肥料. 2000(06)
博士論文
[1]RCA大同工型蛋白在水稻光合熱適應(yīng)中的作用機(jī)制研究[D]. 陳躍.浙江大學(xué) 2014
本文編號:3244709
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:40 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.不同濃度NaHS03對水稻光合速率、氣體交換及水分利用效率的影響.??圖中同一指標(biāo)小寫字母不同則表示有顯著差異(a?=0.05)
光關(guān)閉后熒光短時間上升的峰值Fp可以用來指示通過循環(huán)電子傳遞還原PQ的??程度。本研究結(jié)果表明,噴lmmol/L?NaHS03的顯著(P<0.05)比對照的Fp高??(圖2),說明NaHSO;處理能夠顯著提高圍繞PSI的循環(huán)電子傳遞。循環(huán)電子??傳遞可以偶聯(lián)跨類囊體膜的質(zhì)子梯度形成ATP,眺NaHS03很有可能促進(jìn)環(huán)式??光合磷酸化。??45?r??40?-?T??35?■??I??v?.??L??CK?(0)?噴?lnmiol/L??圖2.NaHS〇3對水稻葉片作用光關(guān)閉后葉綠素?zé)晒馑矔r上升的影響(數(shù)據(jù)為平均值士SO)??3.5?NaHS03對水稻葉片光呼吸的效應(yīng)??為了研宄他吧03是否抑制光呼吸,我們分別測量了在2%02和21%02下的??水稻葉片光合速率。由于在2%02中光呼吸被抑制,則用2%02下的光合速率減??去21%02下的光合速率,結(jié)果就是光呼吸的速率。表5的結(jié)果表明,噴NaHS03??對水稻光呼吸速率和光呼吸占光合作用的百分比的影響不顯著(P>0.05)。??表5.NaHS03對光呼吸的影響??光合參數(shù)?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.
亞硫酸氫鈉濃度??圖3.?濃度對胞間C(V濃度的影響。小寫字母不同表示有顯著差異(a?=〇.〇5)。??從圖3,圖4和圖5中可以看出,和對照(2丨%02)相比,02濃度降低(2%??〇2)會顯著的降低胞間C02濃度(Ci),顯著提高蒸騰速率(Trh^fL導(dǎo)度(gs)??在不同氧氣濃度下沒有統(tǒng)計顯著差異,說明02濃度對氣孔導(dǎo)度沒有影響。估計??可能的原因是在相同的氣孔導(dǎo)度條件下,C02,水和02這3種經(jīng)常進(jìn)出氣孔的??氣體總流量應(yīng)該是不變的。當(dāng)02流量減少時,光呼吸被抑制,所以產(chǎn)生的co2??量會減少,如果氣孔導(dǎo)度不變,水蒸騰速率就要適當(dāng)提高來保持流量不變。??mmol?m'2?s"1??12?「?a?a?_?^??_?a?口21%氧氣??10b_?bii?■氧氣??y?s??'二?\?;i??^?6?-??4?-?f?U??'囉琴!??2?—?I?P'??〇?^?丨■.——U??CK?(0)?lmmol/L?2mmol/L??亞硫酸氫鈉濃度??圖4.?02濃度對蒸騰速率(Tr)的影響。小寫字母不同表示有顯著差異((i?=〇.?〇5)。??13??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物Rubisco活化酶的研究進(jìn)展[J]. 李海霞,王真梅,曾漢來. 植物生理學(xué)通訊. 2010(11)
[2]低濃度亞硫酸氫鈉對植物光合作用的促進(jìn)效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 武衛(wèi)華,祁岑,蔣彬,吳銀梅,黃先敏,陳屏昭,郭延平. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(06)
[3]NaHSO3對小麥生殖生長時期氮素代謝的影響[J]. 秦學(xué),曹翠玲,梁宗鎖. 土壤通報. 2005(06)
[4]缺磷強(qiáng)光下臍橙的過剩能量耗散機(jī)制[J]. 陳屏昭,王磊,代勛,劉忠榮,蔣彬,樊欽平. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2005(06)
[5]亞硫酸氫鈉影響臍橙葉片光合作用的原因[J]. 陳屏昭,羅家剛,王磊,陳順方,桑正林,周云. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2004(01)
[6]亞硫酸氫鈉處理減輕低溫對溫州蜜柑光合作用的影響[J]. 郭延平,蘇吉虎,王宏煒,沈允鋼,張良誠. 園藝學(xué)報. 2003(02)
[7]磷和NaHSO3交互作用對溫州蜜柑葉片光合作用的影響[J]. 陳屏昭,劉忠榮,羅家剛,樊欽平,王磊,蔣彬. 廣東微量元素科學(xué). 2003(01)
[8]亞硫酸氫鹽怎樣促進(jìn)光合作用(英文)[J]. 王宏煒,沈允鋼. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報. 2002(04)
[9]NaHSO3對桑樹光合作用及蠶繭產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[J]. 郭金華,牛志電,梅建設(shè),夏行權(quán),胡敏,王義彰. 蠶業(yè)科學(xué). 2001(02)
[10]光呼吸抑制劑亞硫酸氫鈉的增產(chǎn)效果研究[J]. 周廣業(yè),王宏凱. 土壤肥料. 2000(06)
博士論文
[1]RCA大同工型蛋白在水稻光合熱適應(yīng)中的作用機(jī)制研究[D]. 陳躍.浙江大學(xué) 2014
本文編號:3244709
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