美洲黑杨无性系苗木对不同光周期处理的生长与生理响应

作     者：李政宏 丁昌俊 张伟溪 张静 沈乐 张腾倩 丁密 苏晓华 吴钟亲 方发之 Li Zhenghong;Ding Changjun;Zhang Weixi;Zhang Jing;Shen Le;Zhang Tengqian;Ding Mi;Su Xiaohua;Wu Zhongqin;Fang Fazhi

作者机构：中国林业科学研究院林业研究所北京100091 海南省林业科学研究所海口571129 

出 版 物：《林业科学》 (Scientia Silvae Sinicae)

年 卷 期：2023年第59卷第3期

页      面：127-144页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 0903[农学-农业资源与环境] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0836[工学-生物工程] 0701[理学-数学] 

基　　金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(CAFYBB2020SZ002) 十四五国家重点研发计划项目(2021YFD2201205)。 

主　　题：美洲黑杨 光周期敏感性 生长 生理指标 

摘      要：【目的】研究不同光周期处理下美洲黑杨无性系苗木生长性状表现,筛选高效评价美洲黑杨光周期敏感性的性状指标,明确光周期对不同敏感度美洲黑杨生理状态的影响。【方法】以26个美洲黑杨无性系为研究材料,利用人工气候室设置2种光周期处理(光照16 h/暗期8 h,光照8 h/暗期16 h),通过对不同光周期处理下美洲黑杨12个生长性状多时间点连续观测分析,利用隶属函数法和主成分分析,获取美洲黑杨生长性状光周期敏感性综合评价D值。采用回归分析和通径分析,筛选适合美洲黑杨光周期敏感性评价的直接效应指标,选择不同光周期敏感度美洲黑杨无性系进行与生长监测同步的生理指标测定分析。【结果】1)方差分析结果表明,美洲黑杨12个生长性状在不同光周期处理下存在显著差异(P0.05),短日照下美洲黑杨的叶长、叶宽、叶面积和比叶面积均显著大于长日照下的观测值,而苗高生长净值、地径生长净值、叶片干质量、茎段鲜质量、根系鲜质量、茎段干质量、根系干质量和节间数观测值均显著小于长日照处理。2)美洲黑杨光周期敏感性综合评价D值分析结果表明,茎段鲜质量、节间数、地径生长净值、苗高生长净值等指标对光周期敏感度综合评价值的直接效应较大(0.113~0.338),可以作为评价美洲黑杨光周期敏感性的性状指标,其中苗高生长净值更适合生产实际应用。3) 12个性状的光周期敏感度综合比较发现,相同种源内不同无性系光周期敏感度不同,26个美洲黑杨无性系中光周期综合敏感度最高的为LS8、TN3、WA1,最低的为QB7、LS5、TN6,结合苗高生长表现评选出3个高生长高光周期敏感度无性系LS9、LS4、TN4,3个低生长低敏感度无性系QB7、QB2、QB4。4)高生长高敏感度无性系在长日照处理下的Rubisco活性、磷酸丙糖异构酶活性、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性均随处理时间增加而增强,总叶绿素含量呈先下降后上升的变化趋势,谷氨酰胺合成酶活性随处理时间增加而逐渐降低,在短日照处理下其Rubisco活性先增强后降低,总叶绿素含量逐渐降低;低生长低敏感度无性系的Rubisco活性和总叶绿素含量随处理时间增加而逐渐降低,在短日照处理下,其果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性先降低后增强,Rubisco活性总体随时间增加逐渐降低;不同美洲黑杨无性系在不同光周期处理下的酶活性和总叶绿素含量变化趋势不同。【结论】美洲黑杨生长性状表现受光周期显著影响,其中苗高生长净值、地径生长净值、茎段鲜质量和节间数都表现较强光周期敏感性,可作为美洲黑杨光周期敏感性评价的性状指标,结合苗高生长净值划分出高生长高敏感度和低生长低敏感度类型无性系。不同光周期敏感度的美洲黑杨对光周期变化的生理响应有明显差异,高敏感度无性系的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性、谷氨酰胺合成酶活性对长日照更敏感,不同敏感度美洲黑杨的Rubisco活性在长日照下表现相反的变化趋势,可能导致不同光周期敏感度美洲黑杨的生长差异。研究结果可为杨树及林木光周期响应机理研究提供有益参考,筛选出的不同光周期敏感度美洲黑杨可为培育广适性杨树新品种提供种质。