干旱脅迫對水稻光合作用和水力導度的影響及其機理研究.pdf

1、水稻是世界上最重要的糧食作物之一，超過世界上一半以上的人口以水稻為主要口糧。水稻是農業(yè)生產中的耗水大戶，消耗了中國大約70％左右的農業(yè)用水。干旱是農業(yè)生產中主要的非生物脅迫之一，隨著全球氣候的逐漸變暖，干旱脅迫將持續(xù)威脅農業(yè)尤其是水稻生產。葉片是植物進行光合作用的場所，葉片形態(tài)、結構、生理狀況等功能性狀及其相互關系被稱為葉片經濟頻譜。自本世紀以來，葉片經濟頻譜成為植物學家們的研究熱點。但是，葉片經濟頻譜在作物尤其是水稻中的研究較少。

2、r>　　光合作用是作物生產的關鍵生理過程，大約95％的干物質來源于光合產物，并且光合作用對環(huán)境脅迫非常敏感。植物水力結構能夠通過調控植物的水分狀況來影響光合作用，葉片是水分在植物體內傳輸?shù)闹饕枇χ弧５悄壳吧胁磺宄?1)不同水稻品種之間葉片結構特征（包括比葉重、葉脈密度、大小葉脈厚度等）是否存在差異;(2)干旱脅迫如何影響葉片結構特征;(3)葉片結構特征是否能夠影響植株和葉片水力導度，干旱脅迫是否能夠調控它們之間的關系;(4)葉片結

3、構特征是否能夠通過調節(jié)植株水力導度來調控光合作用，并且干旱脅迫是否能夠影響它們之間的關系。在本研究中，選取8個或2個抗旱能力不同的水稻品種進行營養(yǎng)液培養(yǎng)，并采用添加PEG6000的方式模擬干旱脅迫。測定葉片光合特性、葉片結構特性、植株水力導度(Kplant)和葉片水力導度(Kleaf)，主要結果如下:
　　(1)干旱脅迫條件下凈光合速率（A）、氣孔導度(gs)、蒸騰速率(Tr)和Kplant均顯著降低，而比葉重、葉片氮素含量、SP

4、AD值、葉脈密度和小葉脈與大葉脈的比值等均顯著提高。無論在對照還是在干旱脅迫條件下，凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率和植株水力導度均呈現(xiàn)顯著的正相關關系。與對照相比，干旱脅迫下凈光合速率的降低幅度與植株水力導度的降低幅度呈現(xiàn)顯著的正相關關系，同時葉脈密度與光合速率的降低幅度呈現(xiàn)顯著的負相關關系。
　　(2)不同品種之間葉脈發(fā)育存在顯著的差異，并且水分脅迫顯著提高了葉脈密度，但顯著降低了葉脈的厚度。干旱脅迫顯著降低了Kplant和Kl

5、eaf，并且Kplant的降低幅度顯著高于Kleaf。無論在對照還是在干旱脅迫條件下，葉脈密度均與Kleaf呈現(xiàn)顯著的正相關關系。但是，葉脈密度與Kplant僅在對照條件下才呈現(xiàn)出顯著的正相關關系。同樣，Kleaf與Kplant也僅在對照條件下才呈現(xiàn)出顯著的正相關關系。
　　(3)干旱脅迫顯著降低了葉片凈光合速率、羧化效率、Rubisco酶最大羧化能力、最大電子傳遞速率、氣孔導度、葉肉導度和Kplant。同時，凈光合速率與氣孔導度

6、、葉肉導度和Kplant均呈現(xiàn)出顯著的正相關關系。
　　(4)干旱脅迫顯著抑制了凈光合速率、氣孔導度和Kplant，并且Hanyou-3的降低幅度顯著高于IR-64。同時，IR-64的葉脈密度顯著高于Hanyou-3。凈光合速率、氣孔導度和Kplant均呈現(xiàn)出顯著的正相關關系，并且與葉脈密度呈現(xiàn)出顯著的負相關關系，而與葉脈間的距離和葉脈厚度呈現(xiàn)出顯著的正相關關系。
　　因此，葉脈發(fā)育顯著影響了葉片水力導度，但是葉片水力導度僅