冬春季夜间增温对小麦旗叶光合特性和产量的影响
：采用大田模拟增温试验研究了冬季夜间增温（WT）和春季夜间增温（ST）对小麦产量和旗叶光合特性的影响。结果表明，WT和ST处理显著提高了旗叶叶面积、旗叶净光合速率、气孔导度、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、Rubisco含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，且WT处理的提高幅度显著大于ST处理。WT和ST处理降低了花后0-14d旗叶中超氧阴离子O2-的产生速率、丙二醛MDA含量，且WT处理的降低幅度显著大于ST处理。说明冬春季夜间增温降低了旗叶衰老速率和膜脂受伤害的程度从而提高了旗叶的光合能力，有利于光合产物的积累。WT和ST增温处理对籽粒产量均有不同程度的提高，WT处理增产效应显著大于ST处理，分析其原因主要是由于WT增温处理显著提高了每穗粒数和粒重。因此，WT和ST处理下小穗退化减少、叶片衰老延缓、光合效率提高和粒重增加是冬春季夜间增温增产的主要原因。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 试验设计 2
1.2 测定项目与方法 3
1.3 数据处理 4
2 结果与分析 4
2.1 旗叶叶面积 4
2.2叶绿素含量 4
2.3净光合速率与气孔导度 5
2.4旗叶可溶性蛋白含量和Rubisco含量 6
2.5 旗叶膜脂过氧化和抗氧化酶活性 6
2.6产量及产量构成因素 7
3 讨论 8
4 结论 9
致谢 9
参考文献 9
冬春季夜间增温对小麦旗叶光合特性和产量的影响
引言
引言
以变暖为主要特征的气候变化已成为一个全球性问题[1]。20世纪地球表面平均气温较19世纪升高了0.65°C，全球气候变暖已成为明确的事实[23]。全球气候变暖环境下，作物生产风险问题已成为农业可持续发展研究的前沿。温度是影响作物生长发育的关键因素之一[4]，不可阻挡的全球气候变暖的趋势，必然会为全球粮食生产带来一定的挑战。气温递升的同时，气温的增幅呈现非对
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
称性，即冬春季气温增幅大于夏秋季，夜间增幅大于白天，气温日较差减小[57]。近年来，基于全球气候变暖背景，许多学者开始研究气候变暖对小麦产量的影响，韩永翔等通过比较预测，气候变暖使小麦在一定程度上提高了产量，而张宇等通过模型预测，气候变暖将会导致减产[89]，也有一些模型分析表明，增温对作物产量的影响存在较大的不确定性[812]。但上述研究大多针对全生育期或者昼夜间增温展开[5,8,11,13]，而对冬春季夜间增温的研究却鲜见报道[14]。
小麦作为我国主要粮食作物之一，其产量高低对我国粮食安全和社会经济发展具有重要的影响。温度的增加会改变小麦各生育期的积温，从而对生长发育产生影响[15]。温度的升高将会影响光合机构的酶活性等从而对叶片的光合特性产生一定的影响。小麦籽粒产量主要来自小麦冠顶层叶片的光合同化产物，花后光合产物有百分之五十以上都来自旗叶，旗叶光合能力对籽粒发育具有重要影响[16]。但是，小麦籽粒的灌浆时期正好伴随着旗叶的衰老过程，旗叶衰老过程中净光合速率显著降低，而旗叶光合速率与小麦生物产量和经济产量之间呈正相关。然而增温对旗叶的光合特性及产量的影响并不明确[1720]。本试验旨在研究阶段增温条件下小麦旗叶光合特性和产量的变化特征，以期探明小麦旗叶光合特性和产量对增温的响应，进一步丰富小麦衰老时期生理变化和影响因素的理论，为丰富在气候变暖趋势下延缓小麦衰老措施以及稳定小麦产量深入挖掘小麦增产潜力提供理论和实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
大田试验于20132014年在大学江浦农学试验站进行。供试小麦品种为扬麦13，基本苗2.25×106 hm2，小区面积为2×4=8 m2，人工条播，行距25 cm，三叶期定苗。小麦全生育期每公顷施氮240kg，磷100 kg，钾150 kg，磷、钾肥全部作为基肥一次性施入。试验设不增温(CK)、冬季夜间增温（WT）、春季夜间增温（ST）3个温度处理，每处理重复3次。夜间增温时间从16:00至次日09:00，采用可移动塑料薄膜棚进行增温，采用NZLBRF智能温湿度记录仪每10分钟1次连续记录小麦生长期间的空气温度。冬春季夜间平均增温1.67℃和1.92℃ (图1)。
图1 夜间增温处理期间冠层平均温度的变化
Fig.1 The change of the night canopy temperature in average during night warming treatments.
1.2 测定项目与方法
于开花期、花后7d、14d、21d、28d、35d上午的9:3010:30取生长一致的旗叶，液氮速冻后放入40℃冰柜保存。
产量和构成因素：于成熟期每小区取1m2小麦脱粒，晒干后测定实产，同时调查穗数、穗粒数和千粒重。
叶绿素含量：将叶片剪成数段放入50ml丙酮：乙醇提取液(v：v=1：1)，在25℃黑暗条件下提取24h，测定提取液在470、663、645nm处的吸光值，叶绿素含量按照李合生[21]的公式计算。
光合速率：于开花期、花后7d、14d、21d、28d、35d上午的9:3010:30，采用Li—6400(美国)便携式光合作用测定仪测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)。仪器使用开放式气路，CO2浓度为385μmol.L1左右，设定光强为1000μmol.m1 .s1。并同时使用叶绿素荧光仪测定叶绿素荧光参数。
可溶性蛋白质含量：用考马斯亮蓝G250染色法测定[21]。
Rubisco含量：用SDSPAGE方法测定。取小麦旗叶称0.5g放入碾钵，加入5 ml 缓冲液（三羟甲基氨基甲烷盐酸（TrisHCl）50 mmolL1，pH8.0，巯基乙醇 5mmolL1，甘油12.5%（V/V））和少量石英砂，充分研磨，匀浆液冷冻离心（15 000×ｇ，15 min），取上清液溶于等体积样品溶解液（含十二烷基硫酸钠（SDS）2%（W/V），巯基乙醇4%（V/V），甘油 10%（V/V）），在沸水中煮5 min 后做蛋白质电泳分析。电泳分离胶浓度为12.5%（W/V），浓缩胶浓度为4%（W/V），电泳缓冲系统采用 Laemmli（1970）的系统（聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDSPAGE）不连续缓冲体系）。电泳时每管点样10 μl，在浓缩胶中的电流设为 15 mA，在分离胶中的电流设为25 mA。待电泳结束，取出胶在去离子水中漂洗数次后用0.25%的考马斯亮蓝R250染色12h，然后放入脱色液中脱色至胶背景色为无色，用刀片将大小亚基条带切下放入10 ml 刻度试管中，用2 ml甲酰胺于50℃恒温水浴洗脱8 h。洗脱液在595 nm 波长下比色测定，用背景胶洗脱液做空白，同时用牛血清蛋白配置蛋白标准溶液。
丙二醛（MDA）含量：在10ml离心管中加入4ml TCATBA混合液和0.2ml酶液，沸水浴20min后4000g离心10min，取上清液测OD532和OD600，最后计算MDA含量。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 2
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 试验设计 2
1.2 测定项目与方法 3
1.3 数据处理 4
2 结果与分析 4
2.1 旗叶叶面积 4
2.2叶绿素含量 4
2.3净光合速率与气孔导度 5
2.4旗叶可溶性蛋白含量和Rubisco含量 6
2.5 旗叶膜脂过氧化和抗氧化酶活性 6
2.6产量及产量构成因素 7
3 讨论 8
4 结论 9
致谢 9
参考文献 9
冬春季夜间增温对小麦旗叶光合特性和产量的影响
引言
引言
以变暖为主要特征的气候变化已成为一个全球性问题[1]。20世纪地球表面平均气温较19世纪升高了0.65°C，全球气候变暖已成为明确的事实[23]。全球气候变暖环境下，作物生产风险问题已成为农业可持续发展研究的前沿。温度是影响作物生长发育的关键因素之一[4]，不可阻挡的全球气候变暖的趋势，必然会为全球粮食生产带来一定的挑战。气温递升的同时，气温的增幅呈现非对
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
称性，即冬春季气温增幅大于夏秋季，夜间增幅大于白天，气温日较差减小[57]。近年来，基于全球气候变暖背景，许多学者开始研究气候变暖对小麦产量的影响，韩永翔等通过比较预测，气候变暖使小麦在一定程度上提高了产量，而张宇等通过模型预测，气候变暖将会导致减产[89]，也有一些模型分析表明，增温对作物产量的影响存在较大的不确定性[812]。但上述研究大多针对全生育期或者昼夜间增温展开[5,8,11,13]，而对冬春季夜间增温的研究却鲜见报道[14]。
小麦作为我国主要粮食作物之一，其产量高低对我国粮食安全和社会经济发展具有重要的影响。温度的增加会改变小麦各生育期的积温，从而对生长发育产生影响[15]。温度的升高将会影响光合机构的酶活性等从而对叶片的光合特性产生一定的影响。小麦籽粒产量主要来自小麦冠顶层叶片的光合同化产物，花后光合产物有百分之五十以上都来自旗叶，旗叶光合能力对籽粒发育具有重要影响[16]。但是，小麦籽粒的灌浆时期正好伴随着旗叶的衰老过程，旗叶衰老过程中净光合速率显著降低，而旗叶光合速率与小麦生物产量和经济产量之间呈正相关。然而增温对旗叶的光合特性及产量的影响并不明确[1720]。本试验旨在研究阶段增温条件下小麦旗叶光合特性和产量的变化特征，以期探明小麦旗叶光合特性和产量对增温的响应，进一步丰富小麦衰老时期生理变化和影响因素的理论，为丰富在气候变暖趋势下延缓小麦衰老措施以及稳定小麦产量深入挖掘小麦增产潜力提供理论和实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
大田试验于20132014年在大学江浦农学试验站进行。供试小麦品种为扬麦13，基本苗2.25×106 hm2，小区面积为2×4=8 m2，人工条播，行距25 cm，三叶期定苗。小麦全生育期每公顷施氮240kg，磷100 kg，钾150 kg，磷、钾肥全部作为基肥一次性施入。试验设不增温(CK)、冬季夜间增温（WT）、春季夜间增温（ST）3个温度处理，每处理重复3次。夜间增温时间从16:00至次日09:00，采用可移动塑料薄膜棚进行增温，采用NZLBRF智能温湿度记录仪每10分钟1次连续记录小麦生长期间的空气温度。冬春季夜间平均增温1.67℃和1.92℃ (图1)。
图1 夜间增温处理期间冠层平均温度的变化
Fig.1 The change of the night canopy temperature in average during night warming treatments.
1.2 测定项目与方法
于开花期、花后7d、14d、21d、28d、35d上午的9:3010:30取生长一致的旗叶，液氮速冻后放入40℃冰柜保存。
产量和构成因素：于成熟期每小区取1m2小麦脱粒，晒干后测定实产，同时调查穗数、穗粒数和千粒重。
叶绿素含量：将叶片剪成数段放入50ml丙酮：乙醇提取液(v：v=1：1)，在25℃黑暗条件下提取24h，测定提取液在470、663、645nm处的吸光值，叶绿素含量按照李合生[21]的公式计算。
光合速率：于开花期、花后7d、14d、21d、28d、35d上午的9:3010:30，采用Li—6400(美国)便携式光合作用测定仪测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)。仪器使用开放式气路，CO2浓度为385μmol.L1左右，设定光强为1000μmol.m1 .s1。并同时使用叶绿素荧光仪测定叶绿素荧光参数。
可溶性蛋白质含量：用考马斯亮蓝G250染色法测定[21]。
Rubisco含量：用SDSPAGE方法测定。取小麦旗叶称0.5g放入碾钵，加入5 ml 缓冲液（三羟甲基氨基甲烷盐酸（TrisHCl）50 mmolL1，pH8.0，巯基乙醇 5mmolL1，甘油12.5%（V/V））和少量石英砂，充分研磨，匀浆液冷冻离心（15 000×ｇ，15 min），取上清液溶于等体积样品溶解液（含十二烷基硫酸钠（SDS）2%（W/V），巯基乙醇4%（V/V），甘油 10%（V/V）），在沸水中煮5 min 后做蛋白质电泳分析。电泳分离胶浓度为12.5%（W/V），浓缩胶浓度为4%（W/V），电泳缓冲系统采用 Laemmli（1970）的系统（聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDSPAGE）不连续缓冲体系）。电泳时每管点样10 μl，在浓缩胶中的电流设为 15 mA，在分离胶中的电流设为25 mA。待电泳结束，取出胶在去离子水中漂洗数次后用0.25%的考马斯亮蓝R250染色12h，然后放入脱色液中脱色至胶背景色为无色，用刀片将大小亚基条带切下放入10 ml 刻度试管中，用2 ml甲酰胺于50℃恒温水浴洗脱8 h。洗脱液在595 nm 波长下比色测定，用背景胶洗脱液做空白，同时用牛血清蛋白配置蛋白标准溶液。
丙二醛（MDA）含量：在10ml离心管中加入4ml TCATBA混合液和0.2ml酶液，沸水浴20min后4000g离心10min，取上清液测OD532和OD600，最后计算MDA含量。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/nongxue/zwbh/602.html
