山东小麦品种更替过程中光合特性的演变

作     者：彭芹 郭骞欢 张西斌 程敦公 戴双 李豪圣 赵世杰 宋健民 PENG Qin;GUO Qian-huan;ZHANG Xi-bin;CHENG Dun-gong;DAI Shuang;LI Hao-sheng;ZHAO Shi-jie;SONG Jian-min

作者机构：山东农业大学生命科学学院/作物生物学国家重点实验室 山东省农业科学院作物研究所/小麦玉米国家工程实验室/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室 山东省农业科学院农作物资源中心 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2012年第45卷第18期

页      面：3883-3891页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(2009CB118505) 国家自然科学基金(31171551,31271635) 现代农业产业体系建设专项(CARS-03-1-8) 转基因生物新品种培育科技重大专项(2011ZX08002-003) 作物生物学国家重点实验室开放课题资助项目 

主　　题：小麦 品种演变 光合特性 籽粒产量 遗传改良 

摘      要：【目的】探讨山东小麦品种更替过程中光合性能的演变规律,为今后小麦育种提供指导。【方法】选用山东省建国以来8次品种更替过程中的8个主要推广品种,在大田试验条件下测定了生育后期旗叶的叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数,成熟时生物学产量、籽粒产量和收获指数(Harvest index,HI)。【结果】山东小麦品种更替过程中,籽粒产量和HI呈正相关性,但生物学产量并没有显著增加。旗叶叶绿素含量、净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、羧化效率(carboxylation efficiency,CE)、光系统Ⅱ(photosystemⅡ,PSⅡ)实际光化学效率(photochemical efficiency,ΦPSⅡ)和呼吸速率(respiratory rate,R)在开花期到花后10 d达到最大值,然后开始下降,1980年以后选育的品种下降的速率低于1980年以前的品种;生育后期小麦旗叶Pn的下降是由非气孔因素引起的,Pn的初期下降并不是由叶绿素含量的变化直接引起,在此过程中,光合暗反应的羧化酶起了重要作用;灌浆中后期Pn的进一步降低与叶绿素含量、ΦPSⅡ、非光化学淬灭(non-photochemical quenching,NPQ)等密切相关。品种更替过程中,叶绿素含量、Pn、Gs、CE、ΦPSⅡ等指标呈升高的趋势,叶片功能期延长,光合性能得到明显改善,这可能是籽粒产量提高的重要生理基础。但品种更替中呼吸速率呈升高的趋势,影响了同化产物的积累,不利于籽粒产量的提高。【结论】山东小麦品种更替过程中,叶片的光合能力提高,高光合持续期延长,HI和光能利用效率增加,综合性能的改善是品种更替过程中产量不断提高的生理基础。山东小麦品种HI仍有进一步改良的空间,但不能完全依赖株高的降低,必须综合考虑光能利用的各个环节,小麦高光效育种才有可能取得较大的突破。