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小麦亲本及子代光合特性研究

王翠翠  陆海国  孟庆伟  杨兴洪  
【摘要】:高温强光是影响小麦开花到灌浆期籽粒发育的重要环境因子。为阐明小麦光合特性在杂交后代中的表现,我们选择了小偃54(XY54)和京411(J411)及其杂交后代稳定优选株系1-12为试验材料,研究了三者在开花灌浆期的光合特性及抗光氧化特性,研究结果表明:(1)不同小麦亲本及子代旗叶净光合速率(Pn)在开花灌浆期呈先上升后下降趋势,在花后15天左右,旗叶光合速率达到最大值,然后开始下降。亲本J411在花后15天以前光合速率较高,开花15天以后,光合速率明显下降。子代1-12在开花至花后15天,光合速率介于双亲之间,但在开花灌浆后期同两个亲本来比,具有较高的光合速率。J411在开花后期光合速率下降明显。PSII的最大光化学效率Fv/Fm在小麦花后15天开始下降,J411Fv/Fm下降幅度显著大于1-12和XY54。同时,1-12维持较高的Fv/Fm。开花灌浆期,小麦旗叶发生午间光合午休和光抑制现象,1-12和XY54的光合午休和光抑制程度较轻。(2)小麦开花后,不同小麦品种叶绿素含量先维持一定水平,然后开始下降,J411下降最明显,1-12相对两个亲本下降幅度较小。叶绿体的超微结构观察结果表明,花后15天三个品种叶绿体超微结构都比较完好,并没有明显差异,但在花后24天两个亲本叶绿体外膜出现明显溶解现象,出现大量的嗜饿颗粒,表现出先于子代衰老的特征。(3)花后19天以后,J411的膜脂过氧化程度较高。抗氧化物酶CAT、POD和APX在花后呈先上升后下降的趋势,CAT和APX活性在花后10天达到最大值,POD在花后15天达到最大值,子代1-12的CAT、POD和APX酶活性高于XY54,J411的抗氧化酶活性最低。(4)通过对卡尔文循环的两个关键酶Rubisco和GAPDH以及蔗糖合成的两个相关酶cFBPase和SPS的测定结果发现,这四种酶的活性在花后15天达到一个峰值,而后开始明显下降。相对于XY54和J411,1-12能维持相对较高的Rubisco、GAPDH、cFBPase和SPS酶活性。

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